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机械基础之受力分析课件

目录CONTENTS受力分析概述常见的受力分析平衡状态下的受力分析非平衡状态下的受力分析机械系统中的受力分析实际应用中的受力分析

01受力分析概述CHAPTER

受力分析是对物体所受到的各种力的分析，包括重力、弹力、摩擦力等。定义确定物体在各种力作用下的运动状态，为解决实际问题提供依据。目的定义与目的

受力分析是解决工程问题的关键，如机械设计、建筑结构、航空航天等。解决工程问题安全保障提高设计效率正确的受力分析有助于确保机械设备的正常运行，防止因受力不均或超载导致的安全事故。准确的受力分析有助于优化设计方案，减少试验次数，降低成本，提高设计效率。030201受力分析的重要性

检查遗漏力通过牛顿第三定律检查受力图中是否遗漏了作用力和反作用力。画出受力图将分析出的力用适当的符号表示，并按照一定规则画出受力图。分析力根据力的定义和性质，对物体进行受力分析，找出所有作用在物体上的力。确定研究对象明确需要分析的物体或系统。隔离物体将研究对象从系统中隔离出来，进行单独分析。受力分析的基本步骤

02常见的受力分析CHAPTER

重力方向大小作用点重于地球的吸引而使物体受到的力。竖直向下。与物体的质量成正比，与距离地面的高度有关。物体的重心。

弹力由于物体发生弹性形变而产生的力。与物体形变方向相反。与物体的形变量有关，还与物体的弹性模量有关。弹力的作用点在形变处。弹力方向大小作用点

摩擦力分类大小静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。与正压力和动摩擦因数有关。摩擦力方向作用点阻碍物体相对运动的力。与相对运动或相对运动趋势方向相反。摩擦力的作用点在接触面上。

流体对容器壁的力。流体压力垂直于流体接触的表面。方向与流体的密度、流速和垂直于表面的面积有关。大小流体压力的作用点在流体与容器壁的接触面上。作用点流体压力

带电粒子在磁场中受到的力。电磁力左手定则确定。方向与带电粒子的电量、磁感应强度和带电粒子在磁场中的速度有关。大小电磁力的作用点在带电粒子上。作用点电磁力

03平衡状态下的受力分析CHAPTER

二力平衡当物体只受到两个力作用，且这两个力大小相等、方向相反、作用线重合时，物体将处于平衡状态。静力学基本概念静力学是研究物体在力的作用下处于平衡状态的科学。在静力学中，物体处于平衡状态是指物体保持静止或匀速直线运动的状态。三力平衡当物体受到三个力作用而处于平衡状态时，这三个力一定位于同一平面内，且其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反、作用线重合。静力学基本原理

力的合成力的合成是指求两个或多个力的合力。根据平行四边形定则，通过已知的两个力作出平行四边形，并由几何知识求出其对角线，即为这两个力的合力。力的分解力的分解是指将一个已知力分解为两个或多个分力。根据平行四边形定则，从已知力出发作两个或多个分力构成的平行四边形，并由几何知识求出各个分力的大小和方向。力的合成与分解

平衡状态的定义平衡状态是指物体保持静止或匀速直线运动的状态。在平衡状态下，物体所受的合外力为零。平衡条件的推导对于一个物体，若其在三个相互垂直的方向上受到的力分别为$F_x$、$F_y$、$F_z$，则物体处于平衡状态的条件为$F_x=0$、$F_y=0$、$F_z=0$。若物体受到的力不满足上述条件，则物体将处于非平衡状态。平衡状态的判断

04非平衡状态下的受力分析CHAPTER

描述物体在非平衡状态下，由于加速度产生的力。当物体受到外力作用并产生加速度时，会受到一个与加速度方向相反、大小与质量成正比的惯性力作用。惯性力的大小等于物体的质量乘以加速度。加速度与惯性力

描述物体在旋转参考系中受到的力和由于物体形状改变产生的力。科氏力是指当物体相对于旋转参考系运动时，由于参考系的旋转而产生的力。离心力则是由于物体在旋转中受到向心力的作用，使物体产生向心加速度而产生的力。科氏力与离心力的概念

描述如何对非平衡状态下的物体进行受力分析。在非平衡状态下，物体的受力分析需要考虑惯性力、科氏力和离心力等非平衡力。分析时需要先确定物体的运动状态，然后根据牛顿第二定律列出物体的受力方程，求解未知量。非平衡状态下受力分析的方法

05机械系统中的受力分析CHAPTER

确定零件在静止状态下所受外力的大小和方向，以评估零件的稳定性。零件的静力分析分析零件在周期性载荷下所受的力，以预测零件的疲劳寿命。零件的疲劳分析评估零件在受力作用下的强度，以确保零件不会发生断裂或过度变形。零件的强度分析机械零件的受力分析

计算装置在扭矩作用下的受力情况，以评估装置的旋转稳定性。装置的扭矩分析分析装置在弯矩作用下的受力情况，以评估装置的弯曲稳定性。装置的弯矩分析评估装置在各种应力作用下的受力情况，以确保装置的安全运行。装置的应力分析机械装置的受力分析