工程力学1—静力学的基本概念及物体受力分析.ppt

* * * * * * FBy FBx FBz (3) 止推轴承 B 解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，即确定研究对象；然后考查和分析它的受力情况，这个过程称为进行受力分析。 分离体——把研究对象解除约束，从周围物体中分离出来，画出简图。 受力图——将分离体所受的主动力和约束反力以力矢表示在分离体上所得到的图形。 1.5 物体的受力分析和受力图 　 解除约束原理：当受约束的物体在某些主动力的作用下处于平衡，若将其部分或全部约束解除，代之以相应的约束反力，则物体的平衡不受影响。 1、确定研究对象，取分离体； 2、先画主动力，明确研究对象所受周围的约束，进一步明确约束类型，什么约束画什么约束反力。 3、必要时需用二力平衡共线、三力平衡汇交等条件确定某些反力的指向或作用线的方位。 注意：(1)受力图只画研究对象的简图和所受的全部力；(2)每画一力都要有依据，不多不漏；(3)不要画错力的方向，反力要和约束性质相符，物体间的相互约束力要符合作用与反作用公理。 受力分析的步骤 作图示轧路机轧轮的受力图。 F P B A B A P F FA FB 例1 如图所示结构，画AD、BC（杆的自重不计）的受力图。 例2 D C B A P FAy FAx A C D FC P FC D C A P FA B C FB FC F1 F2 D B A C F1 F2 D B A FB FB FAy FAx FCy FCx O FC C B 例3 如图所示结构，画AD、BC(含滑块)的受力图。 F2 FB C B F2 F1 A B C D F1 B C FBx FBy FCA FCD F2 F1 A B C FCD FAx FAy F2 F1 A B C D FAx FAy FD FAD 例4 做杆BC、ABCD、ABC的受力图 由水平杆AB和斜杆BC构成的管道支架如图所示。在AB杆上放一重为P的管道， A 、B、C处都是铰链连接，不计各杆的自重，各接触面都是光滑的。试分别画出管道O、水平杆AB、斜杆BC及整体的受力图。 A C B D O P 例5 解:(1)取管道O为研究对象. O (2)取斜杆BC为研究对象. C B RC RB A C B D O P A B D ND′ RB′ XA YA (4)取整体为研究对象. A C B D O P RC XA YA (3)取水平杆AB为研究对象. A C B D O P 画出下列各构件的受力图 Q A O B C D E 例6 Q A O B C D E Q A O B C D E [例7] 画出下列各构件的受力图 说明：三力平衡必汇交当三力平行时，在无限远处汇交，它是一种特殊情况。 例8 尖点问题(摩擦忽略不计) 例9 销钉问题。试分别画出AB、BC杆、销钉C、AC杆连同销钉C、整体的受力图。 解： A C FA FCA B C FB FCB C F FCA’ FCB’ A C F FCB’ FA （AC杆含销C） A B C F FB FA （AC杆不含销C） （销钉C） （BC杆不含销C） F A C B F C A FAx FAy FED FCx FCy FDE D E FB B C FCx FCy D E D E FED FDE 例10 画受力图应注意的问题 除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才有相互机械作用力，要分清研究对象（受力体）都与周围哪些物体（施力体）相接触，接触处必有力，力的方向由约束类型而定。 2、不要多画力 要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对于受力体所受的每一个力，都应能明确地指出它是哪一个施力体施加的。 1、不要漏画力 约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析两物体之间的作用力与反作用力时，要注意，作用力的方向一旦确定，反作用力的方向一定要与之相反，不要把箭头方向画错。 3、不要画错力的方向 4、受力图上不能再带约束。 即受力图一定要画在分离体上。 一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有可能不同。当物体系统拆开来分析时，原系统的部分内力，就成为新研究对象的外力。 对于某一处的约束反力的方向一旦设定，在整体、局部或单个物体的受力图上要与之保持一致。 5、整体受力图上只画外力，不画内力。 6 、同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致，相 互协调，不能相互矛盾。 7 、正确判断二力构件。 练习 图示构架中C, D和E为铰链，A为铰链支座,B为链杆，绳索的一端固定在F点，另一端绕过滑轮E并与重物W 连接，不计各构件的重量。画出AB、CB、CE与滑轮E的受力图。 A B