工程力学讲义——第一章 力系的简化.pptVIP

力对点之矩与对轴之矩的关系 力偶矩矢的计算 摩擦力简介 第1章 力系的简化 力线平移定理 ? 图片 第1章 力系的简化 ? 动画 空间力系向任一点的简化 第1章 力系的简化 主矢： 简化结果： 主矩： 简化中心：O ? 动画 空间力系合成结果 第1章 力系的简化 空间力系合成结果： 主矢F’R=0 ；主矩MO=0 一. 二. 主矢F’R≠0 ；主矩MO=0 三. 主矢F’R=0 ；主矩MO≠0 四. 主矢F’R≠0 ；主矩MO≠0 平衡 合力 合力偶 主矢F’R≠0 ，主矩MO≠0，若主矢F’R垂直于主矩MO ，选取d=MO/F’R，则原空间任意力系合成为一个合力FR。 ? 动画 空间力系合成结果 第1章 力系的简化 主矢FR≠0 ，主矩MO≠0 ，若主矢FR与主矩MO既不平行也不垂直 ，则原空间任意力系合成为一个力螺旋。 ? 动画 空间力系合成结果 第1章 力系的简化 F’R ? 动画 平面力系合成结果 第1章 力系的简化 平面力系合成结果： 主矢F’R=0 ；主矩MO=0 一. 二. 主矢F’R≠0 ；主矩MO=0 三. 主矢F’R=0 ；主矩MO≠0 四. 主矢F’R≠0 ；主矩MO≠0 平衡 合力 合力偶 合力FR d=MO/F’R FR 在长方形平板的O，A，B，C点上分别作用着有四个力：F1=1 kN，F2=2 kN，F3=F4=3 kN（如图），试求以上四个力构成的力系对O点的简化结果，以及该力系的最后合成结果。 例 题 1 ?力系的简化 ? 例题 F1 F2 F3 F4 O A B C x y 2m 3m 30° 60° 例 题 1 ? 力系的简化 ? 例题 求向O点简化结果 解： 建立如图坐标系Oxy。 F1 F2 F3 F4 O A B C x y 2m 3m 30° 60° 所以，主矢的大小 1.求主矢 。 最后合成结果 主矢和主矩都不为零，最后合成结果是一个合力FR。如右图所示。 主矢的方向： 合力FR到O点的距离 例 题 1 ? 力系的简化 ? 例题 y B O A C x FR d M 例 题 2 ? 例题 ? 力系的简化 铅直桅杆AB受彼此互相垂直的两个水平力F1和F2的作用，并由张索CD维持平衡。已知尺寸l，力F1和F2，向D点简化的结果是力螺旋，试求D点的位置。 例 题 4 ? 例题 ? 力系的简化 令BD=s,将力F1和F2向D点简化得主矢FR和主矩MD 在坐标轴x1，y1上的投影： 例 题 2 ? 例题 解： ? 力系 因为向D点简化是力螺旋，即有FR//MD ,故 例 题 2 ? 例题 从而解得所求距离 ? 力系的简化 例 题 3 ?力系的简化 ? 习题 水平梁AB受三角形分布的载荷作用，如图所示。载荷的最大集度为q， 梁长l。试求合力作用线的位置。 A B q x h F l A x B q x dx 例 题 3 ?力系的简化 ? 习题 在梁上距A端为x的微段dx上，作用力的大小为q’dx，其中q’ 为该处的载荷集度 ，由相似三角形关系可知 因此分布载荷的合力大小 解： 设合力F 的作用线距A端的距离为h，根据合力矩定理，有 将q 和 F 的值代入上式，得 例 题 3 ?力系的简化 ? 习题 x A B q x dx h l F 第1章 力系的简化 约束与约束力 ? 静力学 一. 基本概念 自由体: 非自由体： 约束： 约束力： 二. 常见约束类型 主动力（载荷）： 在空间运动不受限制的物体。 运动受到限制的物体。 限制物体自由运动的条件或构成约束的物体。 约束对非自由体的作用力。 约束力以外的其它力。 第1章 力系的简化 约束与约束力 ? 静力学 2.常见约束类型 a. 柔索 b. 光滑接触面 c. 光滑圆柱形铰链（固定铰、可动铰） d. 蝶铰 e. 轴承（圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承） f. 二力构件 g. 固定端 h. 其它约束 第1章 力系的简化 1.摩擦力 3.静摩擦力 6.静摩擦因数的影响因素 4.最大静摩擦力 5.库仑静摩擦定律 2.摩擦力产生条件：接触、有相对运动或运动趋势 注意摩擦力方向 ? 静力学 7.动摩擦力 10.自锁 8.库仑动摩擦定律 9. 摩擦角 摩擦力简介 第1章 力系的简化 ? 静力学 第1章 力系的简化 载荷 载荷（主动力） ： 载荷分类： 1.按作用点位置分： 2.按作用面大小分： 体积力、表面力 集中力、分布力 ? 静力学 第1章 力系的简化 物体的受力分析 受力分析步骤： 1