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工程力学——1-5物体的受力理解和受力求

工程力学

  工程力学——1-5物体的受力分析和受力图_理学_高等教育_教育专区。第五节 物体的受力分析和受力图 §1-5 物体的受力分析和受力图 一、受力分析 解决力学问题时,首先要选定需要进行研究的物体,即选 择研究对象;然后根据已知条件,约束类型并结合基本概念和 公理分

  第五节 物体的受力分析和受力图 §1-5 物体的受力分析和受力图 一、受力分析 解决力学问题时,首先要选定需要进行研究的物体,即选 择研究对象;然后根据已知条件,约束类型并结合基本概念和 公理分析它的受力情况,这个过程称为物体的受力分析。 作用在物体上的力有:一类是:主动力,如重力,风力,气体 压力等。 二类是:被动力,即约束反力。 二、受力图 画物体受力图主要步骤为:①选研究对象;②取分离体; ③画上主动力;④画出约束反力。 [例1] 例2 碾子重为 , A, B 处光 滑接触,画出碾子的受力图。 ? ? P,拉力为 F 解:画出简图 画出主动力 画出约束力 例3 屋架受均布风力 q (N/m),屋架重为 , P 画出屋架的受力图。 解:取屋架 画出简图 画出主动力 画出约束力 例4 水平均质梁 AB重为 P ,电动 机重为 P ,不计杆 CD 的自 重,画出杆 CD 和梁 AB的受 力图。图(a) 1 2 解: 取 CD 杆,其为二力构件,简 称二力杆,其受力图如图(b) 取AB 梁,其受力图如图 (c) CD 杆的受力图能否 画为图(d)所示? 若这样画,梁 AB的受 力图又如何改动? 例5 不计三铰拱桥的自重与摩 擦,画出左、右拱 AB, CB 的受力图与系统整体受力 图。 解: 右拱 CB 为二力构件,其受 力图如图(b)所示 取左拱AC ,其受力图 如图(c)所示 系统整体受力图如 图(d)所示 考虑到左拱 AC 在三个力 作用下平衡,也可按三力 平衡汇交定理画出左拱AC 的受力图,如图(e)所 示 此时整体受力图如图 (f)所示 讨论:若左、右两拱都 考虑自重,如何画出各 受力图? 如图(g) ( h) ( i) 例6 不计自重的梯子放在光滑 水平地面上,画出梯子、 梯子左右两部分与整个系 统受力图。图(a) 解: 绳子受力图如图(b)所示 梯子左边部分受力 图如图(c)所示 梯子右边部分受力 图如图(d)所示 整体受力图如图(e)所示 提问:左右两部分梯子在A处,绳子对左右两部分 梯子均有力作用,为什么在整体受力图没有画出? [例7] 画出下列各构件的受力图 O C Q D A E B O C Q D E A B O C Q D E A B [例8] 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9] 尖点问题 应去掉约束 应去掉约束 [例10] 画出下列各构件的受力图 三、画受力图应注意的问题 1、不要漏画力 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。 要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对 2、不要多画力 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。 3、不要画错力的方向 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。 4、受力图上不能再带约束。 即受力图一定要画在分离体上。 5、受力图上只画外力,不画内力。 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。 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。 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。 7 、正确判断二力构件。 ? 匀质小球重W,用绳索系住,并靠在光滑的 斜面上,如图1.21(a)所示,试画出小球的受 力图。 图1.21 ? 【例1.2】简支梁AB的A端为固定铰支座,B 端为可动铰支座,梁在中点C受到主动力P的 作用,如图1.22(a)所示。梁的自重不计,试 画出梁AB的受力图。 图1.22 ? 【例1.3】试画出图1.23(a)及图1.23(c)中杆AB 的受力图。杆的自重不计。在图1.23(a)中, C处是光滑接触面。 图1.23

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