第01章-静力学基础.pptVIP

补：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，若将其部分或全部的约束除去，代之以相应的约束反力，则物体的平衡不受影响。 意义：在解决实际物体的平衡问题时，可以将该物体所受的各种约束解除，而用相应的约束反力去代替它们对于物体的作用。这时，物体在所有主动力和约束力作用下，仍然保持平衡，但物体已经被抽象成为一个不受任何约束作用的自由体了，因而就可利用静力学所得出的关于自由刚体的平衡条件来解决受有各种不同约束的物体的平衡问题。 如何画受力图？ 在受力图上应画出所有力，主动力和约束力（被动力） 画受力图步骤： 3.按约束性质画出所有约束（被动）力 通常： 1、先画已知方向的约束力，如柔体约束，活动铰链支座约束。 2、再画固定铰链支座类的约束力 （有些可以用三力汇交定理） 1.取所要研究物体为研究对象（分离体），画出其简图 2.画出所有主动力 例1-1 解：画出分离体 画出主动力 画出约束力 碾子重为 ，拉力为 ， 、 处光滑接触，画出碾子的受力图． 例1-2 解： 取 杆，其为二力构件，简称二力杆，其受力图如图(b) 水平均质梁 重为 ，电动机重为 ，不计杆 的自重，画出杆 和梁 的受力图。 取 梁，其受力图如图 (c) 若这样画，梁 的受力图又如何改动? 杆的受力图能否画为图（d）所示？ 例1-3 不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱 的受力图与系统整体受力图． 解： 右拱 为二力构件，其受力图如图（b）所示 基本概念： 力、力系、等效力系、刚体、平衡 5个静力学公理 1、二力平衡公理 2、加减平衡力系公理 3、力的平行四边形法则 4、作用力与反作用力定律 5、刚化原理 回顾与思考1： 5个公理和2个推论对任何物体都适用的有哪些？ 只适用于刚体的有哪些？ 小结： 2个推理： 6、力的可传性原理 7、三力平衡汇交定理 3、4、5 1、2、6、7 基于可传性原理和平行四边形法则推导得到的。 自由体： 在空间的位移不受任何限制的物体。 （即该物体能向一切方向自由运动） 如：飞行中的飞机、炮弹、和火箭等。 §1-3 约束和约束力 自由体 非自由体 受到限制 工程中绝大多数物体为非自由体 非自由体：在空间中受到其它物体的限制，不能沿某些 方向运动的物体 如：悬挂于绳索上的球，沿钢轨行驶的列车。 约束：对非自由体的位移起限制作用的物体称为该非自由体的约束. 约束限制了物体的某些运动，它就必然承受物体对它的作用力，与此同时，它也给予该物体以反作用力。 约束是相对的，以不同的视角来看，约束和被约束物体可以互换。 约束力：约束对非自由体的作用力． 主动力：主动引起物体运动（或运动趋势）的力 有了主动力才会引起约束力 ，因此约束也称为被动力。 约束力的特点： （大小、方向、作用点来说） 约束力 大小——待定，受主动力的影响 方向——与该约束所能阻碍的位移方向相反 作用点——接触处 1.柔体约束：由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束 工程中常见的约束 特点：抗拉伸 ， 不抗压缩和弯曲 柔索只能限制物体沿柔索伸长方向的运动，约束力的方向沿着柔索指向约束（只能是拉力） 约束力F垂直向上 柔体约束实例 在胶带的约束下实现力的传递 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． 将传动装置进行简化后即可进行约束力分析 柔体约束实例 将系统进行简化后即可进行约束力分析 工程中常见的约束 2. 光滑面约束 定义： 两物体接触面上的摩擦力很小，且对所研究问题不起主要作用时，可以忽略接触面上的摩擦阻力，认为接触面是光滑的。此时的约束形式称为光滑面约束。 当物体被光滑面约束时，不论接触面形状如何，都不能限制物体沿接触面切线方向的运动，而只能限制物体沿接触面公法线方向且指向接触面的运动 光滑面约束是一种理想化的模型，绝对光滑并不存在。 光滑面约束工程实例 光滑面约束工程实例 不论接触面形状如何，都不能限制物体沿接触面切线方向的运动，而只能限制物体沿接触面公法线方向且指向接触面的运动 啮合齿轮工程模型 啮合齿轮简化模型 光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故称为法向约束力，用 表示． 啮合齿轮 光滑面约束的约束力画法 柔体约束 与 光滑面约束 约束力方向的区别 柔体约束：约束力沿着柔索而指向约束，只能是拉力 方向背离被约束物体 光滑面约束：约束力通过接