1.5力矩与力偶.ppt.ppt

在各力偶平面平行或共面时，合力偶矩等于该力偶系中各分力偶矩的代数和。其数学表达式为 M＝M1＋M2＋……＋Mn＝∑Mi 相加时应注意各力偶矩本身的正负号，最后由计算结果本身的正负号来确定合力偶的转向。 2.平面力偶系的平衡 从平面力偶系的合成结果可以看出，当其合力偶矩等于零时，则力偶系中各力偶对物体的作用效应将相互抵消，物体即处于平衡状态。因此．平面力偶系平衡的充分必要条件是：力偶系中各力偶矩的代数和等于零。即 ∑Mi＝0? 上式称为平面力偶系的平衡方程。 平行轴减速箱，受的力可视为都在图示平面内，减速箱的输入轴I上作用一力偶，其矩为m1＝500N·m；输出轴上作用一反向力偶，其矩为m 2＝2kN·m。设AB间的距离l＝1m，不计减速箱重量。试求螺栓A、B及支承面所受的力。 对减速箱进行受力分析，画受力图：减速箱受力偶M1、M2的作用（转向如图）。根据力偶的性质，只能用一个力偶来平衡，因此．A、B两处的约束反力必须组成一力偶。 假设方向如图，且R A＝RB。 式中RA是支承面的反作用力，螺栓A不受力，而该处支承面受到相应压力。RB是螺栓B通过螺母给减速箱的反力，故螺栓B受到大小为1.5kN的拉力。 在铰接刚架上作用一矩为M＝50kN·m的力偶，不计刚架自重。试求支座A、B的约束反力。 对此刚架进行整体分析，易得支座A、B上约束反力组成一个力偶。 杆AC上无外力和力偶作用，是二力杆。因此可以确定力在A、C上的力的方向。 这样，BC杆上的力的方向也能确定了。 AC是二力杆，易得AC杆上的受力。 由作用力和反作用力公理，得BC杆上C端的受力。 BC杆上约束反力组成一力偶，由力偶的平衡的Rb、Rc‘的大小。 M=Rb*BC=50kN·m BC=√2m Rb=Ra=35.36kN 四、船舶转向原理简介 船舶在航行的过程中，保持航向稳定性是主要的，但适时的调整方向或者改变航向也很重要，如港口拖船、渡船以及在狭窄航道航行的内河船舶，都需要经常改变航向和进行回转。为了保证船舶的调头、避让等操作，船上面装置着舵。 舵是一块平板或具有流线型截面的板（称为舵叶），装在船尾纵中剖面的位置上。它垂直地浸在水中，并能绕舵轴转动。 当舵叶的平面与中央纵剖面称一角度α，由于水流的作用，使舵叶两面的水压力不等从而产生一个舵压力P ，它垂直作用于舵面上。水对舵的压力P的纵向分力Psinα，起着船的阻力作用而使船减速；压力P的横向分力Pcosα，远离船的重心G，形成一个转船力矩，促使船舶回转，并使船舶横移。 舶航行时，若舵叶的平面于纵中剖面重合或平行，这时如没有任何风浪、海潮等外力作用，则船舶作直线航行。 五、力的平移定理 如果要把在A点的力平移到B点，要怎样才能使F对物体的作用等效？ A B M A B F′ F′ F″ F A B F ＝ ＝ 力可沿其作用线移动(即力的可传性原理)，而不改变它对物体的外效应。但是，力在平行移动后(力移出原作用线)，将改变其对物体的外效应。 若要把力FA平移到物体上的O点，根据加减平衡力系公理，可以在O点加上两个大小相等、方向相反的力F0和F0’，且它们的作用线与力FA平行，它们的大小都等于FA，即F0’＝F0＝FA。FA和F0组成力偶，其力偶矩的大小为 M＝FAh＝MO(FA) 该力偶为力线平移后附加的力偶。 由于F0’和FA的大小和方向都相同，故可把F0’视为是力FA平移的结果，由此，可得到力的平移定理。 作用在物体上的力，可以平移到该物体上的任一点，但必须同时附加一力偶，此附加力偶的矩，等于原来的力对新作用点的矩，这就是力的平移定理。 力的平移定理揭示了力与力偶的关系：力→力+力偶 力平移的条件是附加一个力偶M，且M与d有关，M=F?d 力的平移定理是力系简化的理论基础。 力的平移定理，是解决平面任意力系平衡问题的基础，是研究力系简化的依据，它不仅在刚体静力学部分应用，在解决材料力学问题时还常要应用。 此外，力的平移定理还有实际意义。例如，钳工用丝锥攻丝时，要求双手均匀加力，这时丝锥仅受一个力偶m的作用；如双手用力不匀，或只用单手加力，则丝锥除受力偶作用外还受力F的作用，这个力会引起丝锥的折断。 作业： P32 1.8 b） P32 1.9、1.11 第五节 力矩和力偶? 一、力对点的矩与合力矩定理 1.力对点的矩 在物理学里，作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向,称为力矩。转动力矩又称为转矩。 力矩能够使物体改变其旋转运动。 推挤或拖拉涉及到作用力 ，而扭转则涉及到力矩。 简略地说，力矩是一种施加于好像螺栓或飞轮一类的物体的扭转力。 力矩的效果是使物体旋转或产生旋转的趋势。 用扳手拧螺母时，螺母绕O点产生转动。 从经验得知，力F的转动效应不仅与力F的