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工程力学第三章 受力解析

工程力学

  工程力学第三章 受力分析_工学_高等教育_教育专区。内容回顾 约束的基本类型和约束反力的特点 1.柔性约束 1.柔性约束 2.光滑面约束 2.光滑面约束 3.光滑铰链约束 3.光滑铰链约束 ①圆柱形销钉连接 ②固定铰支座 ③活动(可动)铰支座(辊轴支座

  内容回顾 约束的基本类型和约束反力的特点 1.柔性约束 1.柔性约束 2.光滑面约束 2.光滑面约束 3.光滑铰链约束 3.光滑铰链约束 ①圆柱形销钉连接 ②固定铰支座 ③活动(可动)铰支座(辊轴支座) 活动(可动)铰支座(辊轴支座) 1 本次课主要内容 ? 教学内容: 教学内容: 物体的受力分析、受力图 物体的受力分析、 ? 教学目标: 熟练掌握物体受力分析和画受力图的方法。 熟练掌握物体受力分析和画受力图的方法。 2 §1-4 物体的受力分析和受力图 一、受力分析 无论是研究物体的平衡还是研究物体的运动规律, 无论是研究物体的平衡还是研究物体的运动规律, 都需要分析物体的受力情况。 都需要分析物体的受力情况。 1.分离体(研究对象) 1.分离体(研究对象) 分离体 2.受力分析 2.受力分析 3.受力图 3.受力图 作用在物体上的力有:主动力,被动力(约束反力) 作用在物体上的力有:主动力,被动力(约束反力)。 3 二、受力分析的步骤 取研究对象; ① 取研究对象; 取分离体; ② 取分离体; 画上主动力; ③ 画上主动力; 找接触点或连接点; ④ 找接触点或连接点; 画出约束反力。 ⑤ 画出约束反力。 4 例1 画出图中的球和杆AB的受力分析图 解: B B SBC N2 P N1 A 600 C P N2 A XA YA 画约束反力时, 画约束反力时,一定要按照约束的固有性质画 5 切不可主观臆断! 图,切不可主观臆断! 画出图中球O与杆 与杆AB的受力分析图 例2 画出图中球 与杆 的受力分析图 6 例 3 等腰三角形构架ABC 的顶点 A,B,C 都用铰链连接,底边 AC固定,而AB 边的中点D 作用 有平行于固定边AC 的力F,如图 所示。不计各杆自重,试画出杆 AB 和BC 的受力图。 F A C D B B 7 解: 1. 杆 BC 的受力图。 B B D FB B F A C C FC 8 2. 杆AB 的受力图。 正交分解 B B D 三力平衡汇交 FB B B FB F A C F FAy A D D F A H FAx FA 第二种画法 9 第一种画法 例 4 F H D B A E C 如图所示,梯子的两部分 AB和AC在A点铰接,又在 D ,E两点用水平绳连接。 梯子放在光滑水平面上, 若其自重不计,但在AB的 中点处作用一铅直载荷F。 试分别画出梯子的AB,AC 部分以及整个系统的受力 图。 10 解: 1.梯子AB 部分的受力图。 FAy F H D B A F H E C A FAx ′ FAx F′ D A FB D B ′ FAy F′ E E FC 2.梯子AC 部分的受力图。 C 11 3.梯子整体的受力图。 F H D B A F H E C A FB D B E FC C 12 [例5] 画出下列各构件的受力图 O C E Q D A B 13 O C E Q D A B Ncx Ncy N’cy N’cx NBx 14 NBy [例6] 画出下列各构件的受力图 ] 15 尖点问题 应去掉约束 应去掉约束 16 [例7] 画出下列各构件的受力图 17 三、画受力图应注意的问题 1、不要漏画力 、 除主动力外,只要物体相互接触,就一定存 除主动力外,只要物体相互接触, 在有机械作用。要分清研究对象(受力体) 在有机械作用。要分清研究对象(受力体) 都与周围哪些物体(施力体)相接触, 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。 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 要注意力是物体之间的相互机械作用。 2、不要多画力 、 于受力体所受的每一个力, 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。 它是哪一个施力体施加的。 18 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, 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。 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, 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, 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。 不要把箭头方向画错。 4、受力图上不能再带约束。 、受力图上不能再带约束。 即受力图一定要画在分离体上。 即受力图一定要画在分离体上。 19 5、受力图上只画外力,不画内力。 、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, 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, 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。 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 同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致, 互协调,不能相互矛盾。 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、 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。 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 20 物体的受力分析 物体的受力分析 P F C 如图所示的三铰拱 桥 , 由左右两拱桥铰接 而成。 设各拱桥的自重 而成 。 不计, 不计 , 在拱上作用有载 荷F,试分别画出左拱 和右拱的受力图。 和右拱的受力图。 A B 21 解: 1. 右拱 BC 的受力图。 的受力图。 F P C A B FC C B FB 22 2. 左拱 AC 的受力图。 的受力图。 F 表示法一 F C F D C FAx F′ C A F′ C FAy 表示法二 23 A FA 例 题 2 A 60o 如图所示,重物重G = 20 kN, 如图所示,重物重 , B D 用钢丝绳挂在支架的滑轮B上 用钢丝绳挂在支架的滑轮 上 , 钢 丝绳的另一端绕在铰车D上 丝绳的另一端绕在铰车 上 。 杆 AB 铰接, 与 BC铰接 , 并以铰链 , C与墙连 铰接 并以铰链A, 与墙连 30o 接 。 如两杆与滑轮的自重不计并忽 G 略摩擦和滑轮的大小,试画出杆AB 略摩擦和滑轮的大小, 试画出杆 以及滑轮 的受力图。 和BC以及滑轮 的受力图。 以及滑轮B的受力图 24 C A D 60o 解: 1.杆AB的受力图。 1.杆AB的受力图 的受力图。 B FAB A B 2.杆 2.杆BC 的受力图。 的受力图。 F′ BC 30o F′ BA B G C FCB C 25 A 60o 3. 滑轮B ( 不带 滑轮B 销钉)的受力图。 销钉)的受力图。 B 4. 滑轮B ( 带销 滑轮B 的受力图。 钉)的受力图。 F2 FBA 30 o D FBy F2 30o D B FBx G 60o C F1 FBC F1 26 例 题3 用力F 拉动碾子以轧平路面,重为P 的碾子 受到一石块的阻碍,如图所示。试画出碾子的受 力图。 F A P B 27 例 题3 解: 碾子的受力图为: F F A P B P A FNA B FNB 28 例 题4 在图示的平面系统中,匀质 球A 重P1,本身重量和摩擦不计 的理想滑轮C 和柔绳维持在仰角 是θ 的光滑斜面上,绳的一端挂 着重P2 的物块B。试分析物块B , 球A和滑轮C的受力情况,并分 别画出平衡时各物体的受力图。 P1 A F E D B H C G θ P2 29 例 题4 解: 1.物块 B 的受力图。 FE FD D B 2. 球A 的受力图。 A F H C E A F P1 D B P1 G E I H FH FF FC P2 G C FG θ P2 3.滑轮 C 的受力图。 30 例 题 6 如图所示压榨机中,杆AB E D 和BC的长度相等,自重忽略 不计。A ,B,C ,E处为铰 链连接。已知活塞D上受到油 B 缸内的总压力为F 。试画出 θ C A θ 杆AB ,活塞和连杆以及压块 C的受力图。 31 解: 1.杆AB的受力图。 2. 活塞和连杆的受力图。 E D A B F BA F FA B A 3. 压块 C 的受力图。 θ C θ θ FCB FAB C F Cx B θ FBC θ FCy 32 例 题 7 D A θ K C B Ⅰ E Ⅱ P 如图所示平面构架,由杆AB , DE及DB铰接而成。钢绳一端拴 在K处,另一端绕过定滑轮Ⅰ和 动滑轮Ⅱ后拴在销钉B上。重物 的重量为P,各杆和滑轮的自重 不计。(1)试分别画出各杆, 各滑轮,销钉B以及整个系统的 受力图;(2)画出销钉B与滑轮 Ⅰ一起的受力图;(3)画出杆 AB ,滑轮Ⅰ ,Ⅱ ,钢绳和重物 作为一个系统时的受力图 33 解: 1. 杆BD(B处为没有销钉的孔)的受力图。 FDB D A D θ K C B Ⅰ 2. 杆AB(B处仍为没 有销钉的孔)的受力图。 B E Ⅱ FA A FCy FBx FCx C FBy B FBD P 34 D F′ DB 3. 杆DE的受力图。 D A K FK F′ Cx B Ⅰ C θ K F′y C FB1y F′ K B C FB1x Ⅰ FEy F Ex E E Ⅱ F′ 1 P 4. 轮Ⅰ (B处为没有销钉的孔)的受力图。 35 5. 轮Ⅱ的受力图。 FB F1 Ⅱ D A 6. 销钉B的受力图。 F′ BD F′ By B F′ x B1 ′ FB1y F′ Bx F2 B Ⅰ θ K C F′ K F′ By F′ B F′ BD B F′ Bx E Ⅱ F′ B P F′ 1 7. 销钉B与滑轮Ⅰ 一起的受力图。 36 D FA 8. 整体的受力图。 D A A θ K C B Ⅰ θ K C B Ⅰ E FEy FA FCy FCx C F′ K FEx F′ BD B Ⅰ Ⅱ E Ⅱ A θ P P Ⅱ 9. 杆AB,滑轮Ⅰ,Ⅱ 以及重物、 钢绳(包括销钉B)一起的受力图。 P 37 例 题8 重为P 的重物悬挂在滑轮支 C 架系统上,如图所示。设滑轮 的中心B与支架ABC相连接,AB H A 45o B F 为直杆,BC为曲杆,B为销钉。 若不计滑轮与支架的自重,画 I E D 出各构件的受力图。 P 38 解: 1. 杆 AB 的受力图。 FAB A B FBA C 2. 杆 BC 的受力图。 FBy FCB H C B F 45o H 45 o B F FBx A FTH FTF I E D B 3. 轮 B (B处为没 有销钉的孔)的受 力图。 39 P FBC 5. 轮 D 的受力图。 4. 销钉 B 的受力图。 F′ BC F′ BA H A 45o FTE FTD D C F′ By B E F′ Bx P FTB B F FTI 45o I E D 6. 轮 I 的受力图。 FPx I FPy P 40 ? 作业: 41

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本站文章于2019-11-24 03:28,互联网采集,如有侵权请发邮件联系我们,我们在第一时间删除。 转载请注明:工程力学第三章 受力解析 工程力学