第一章受力概念.ppt

例1-4 如图所示，画出曲柄O 、连杆AB 、滑块B及整体的受力图。未画重力的物体的重量均不计，所有接触均为光滑接触。 注：B处约束力的画法；二力杆；整体受力图。 例1-5 如图所示，画出曲柄O 、连杆AB 、滑块B及整体的受力图。未画重力的物体的重量均不计，所有接触均为光滑接触。 1、意义：受力分析是理论力学中研究问题的基本步骤，画受力图是学习理论力学的基本方法，它贯穿于静力学和动力学的整个过程。重点是根据约束的性质正确画约束力。 总结 2、作图步骤 ①明确研究对象 ②取分离体 ③画主动力 ④画约束力 注意：二力杆；作用与反作用； 内力不画。 思考 只适用于刚体的公理有哪些？ 二力平衡条件和加减平衡力系公理 §1-2 约束和约束力 自由体：在空间的位移不受任何 限制的物体。 例如：飞行的飞机、炮弹和 火箭，气球等。 非自由体：在空间的位移要受到一定 限制的物体。 如火车、单摆、轴、 在枪膛里的子弹。 约束：对非自由体的位移起限制作用的物体。 注：这里约束是名词，而不是动词。 约束的意义：机械的各个构件如不按适当的方式相互联系而受到限制，就不能恰当的传递运动，实现所需的动作；工程结构如不受到某种限制，便不能承受载荷以满足各种需要。 约束力：约束对非自由体的作用力。 约束力 大小——待定 方向——与该约束所能阻碍的位移方向相反 作用点——接触处 F F F 工程中常见的约束 1、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束） 光滑接触约束力：作用在接触处；方向沿接触处的公法线并指向物体，故称为法向约束力，用 表示。 FN 滑槽与销钉 FNA FNB P FN 2、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束 柔索只能受拉力，又称张力，用 表示。 胶带构成的约束 柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体。 胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力。 3、光滑铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、 固定铰链支座等） （1） 径向轴承（向心轴承） 约束特点：轴在轴承孔内，轴为非自由体、 轴承孔为约束。 约束力： 轴与孔在接触处为光滑接触约束——法向约束力。约束力作用在接触处，沿径向指向轴心。 当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小与方向均有改变。 可用二个通过轴心的正交分力 表示。 （2）光滑圆柱铰链 特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成。 如剪刀。 简图 光滑圆柱铰链约束实例 约束力：亦为孔与轴的配合问题，与向心轴承一样，可用两个正交分力表示。 其中有作用反作用关系 一般不必分析销钉受力，当要分析时，必须把销钉单独取出。 Fy Fx F ? （3） 固定铰链支座 特点：圆柱铰链杆件 之一与地面或机架固定而成。 约束力：与圆柱铰链相同 以上三种约束（径向轴承、光滑圆柱铰链、固定铰链支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合问题，都可称作光滑圆柱铰链。 4、其它类型约束 （1）滚动支座 特点：在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑辊轴而成。 约束力：构件受到垂直于光滑面的约束力。 FN 固定铰链支座 活动铰链支座 光 滑 圆 柱 铰 链 约 束 实 例 A、B、C处各是什么约束？ (2) 球铰链 A B F 特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球心任意转动，但构件与球心不能有任何移动。 约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题。约束力通过接触点,并指向球心，是一个不能预先确定的空间力，可用三个正交分力表示。 A B F 球铰链约束实例 （3）止推轴承 特点：止推轴承比径向轴承多一个轴向的位移限制。 约束力：比径向轴承多一个轴向的约束力，亦有 三个正交分力 。 （2）柔索约束——拉力 球铰链——空间三正交分力 止推轴承——空间三正交分力 （4）滚动支座—— ⊥光滑面 （3）光滑铰链—— （1）光滑面约束——法向约束力 总结 一、受力分析 确定构件承受力的数目，每个力的作用位置和 作用方向等有关信息的过程，称为物体的受力分析。 作用在物体上的力有： 主动力：如重力，风力，气体压力等。 一般已知。 被动力：即约束力。一般未知。 §1-3 物体的受力分析和受力图 二、画受力图步骤 4、画约束力。按约束性质画出研究对象所受到的约束（被动）力。注意：二力杆的应用；各受力图间要遵循作用和