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02 静力学基础-2.pptx

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本课件为《工程力学》课程静力学基础2部分,依次讲解约束反力、柔索约束、光滑圆柱铰链约束带孔等内容,配合受力分析图示与典型例题,帮助建立从概念到计算式的解题路径。

静力学基础2内容提要页,列出约束反力、荷载、约束等本节知识点
一、关于约束的概念讲解页,静力学基础——约束和约束反力1.自由体与非自由体非自由体:某些方面的运动受到周围物体的限制
2.约束和讲解页,约束:阻碍物体运动的限制物
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第1页:静力学基础2内容提要

  • 2.约束反力3.荷载
  • 1、约束(2)内容提要4.受力分析5.受力图

第2页:一、关于约束的概念

静力学基础——约束和约束反力

1.自由体与非自由体非自由体:某些方面的运动受到周围物体的限制。(如灯绳、合页轴、铁轨)自由体:能在空中自由运动(飞机、卫星)。一、关于约束的概念

第3页:2.约束和

(1)约束:阻碍物体运动的限制物。(2)约束反力:约束作用于被约束物体上力。方向:与所限制物体运动趋势的方向相反。作用点:约束与被约束物体的接触处。约束力大小:未知待求。

2.约束和约束反力静力学基础——约束和约束反力

第4页:1、柔索约束

  • 1、柔索约束(柔绳、皮带、链条等)特征:只限制沿柔索中心线伸长方向的运动。约束反力沿柔索的中心线,背离被约束的物体。(拉力)
  • 二、工程中常见的几种约束类型及其约束反力静力学基础——约束和约束反力

第5页:静力学基础2

第6页:静力学基础2

第7页:约束反力通过接触点

约束反力通过接触点,方向沿接触面的公法线并指向被约束体

2、光滑接触面约束BCAG公法线

第8页:3、光滑圆柱铰链约束带孔

3、光滑圆柱铰链约束带孔的两构件套在圆轴销钉上。约束反力作用在与销钉轴线垂直的平面内,并通过销钉中心,方向待定。

第9页:固定绞支座

(1)固定绞支座(底座固定)约束反力通过圆孔中心,方向不定FxFy

第10页:可动铰支座与公法线反力

(2)可动铰支座:底座与支撑面间有辊轴。(辊轴支座)公法线反力:垂直于支撑面,通过销钉中心,指向可假设。FA

第11页:可动铰支座与公法线反力(续)

轴线 、轴承约束(1)滑动轴承约束反力通过轴心,用互相垂直的两个分力

第12页:可动铰支座与公法线反力(续)

(2)止推轴承约束反力用垂直轴向和沿轴向的三个分力表示,方向待定。

第13页:5、链杆约束

两端铰接,中间不受力的直杆。(二力杆) ′FB′AFA反力:沿链杆中心线,其指向或被离物体(拉力),或朝向物体(压力)。5、链杆约束

第14页:固定端约束在平面问题中约束反力三部分

、固定端约束在平面问题中约束反力三部分,既水平反力Fx和竖直反力Fy以及力矩为M的约束力偶

第15页:受力图与受力分析

受力图:所研究物体的简图单独画出,在上面画上其所受全部主动力和全部约束反力的图形。受力分析:所研究物体共受几个力的作用,每个力的作用点、作用线、指向是怎样的?静力学基础——物体的受力分析

第16页:一、荷载主动力

  • 一、荷载主动力荷载
  • 1、集中力(集中荷载)
  • 2、分布荷载荷载的作用范围很小,可忽略不计。荷载作用在整个物体或某一部分上。线荷载:荷载作用在整个长度上

第17页:线荷载集度与均布荷载

线荷载集度:单位长度上所承受的荷载。均布荷载:q =常数非均布荷载:q≠常数

第18页:均布线荷载非均布线荷载

均布线荷载非均布线荷载---三角形荷载

第19页:1、确定研究对象取分离体

  • 二、画受力图的步骤:解除其全部约束,画出分离体的简图。
  • 1、确定研究对象取分离体
  • 2、画出作用于分离体上的全部主动力
  • 3,根据约束类型画约束反力

第20页:4、受力图中要

二力杆:受两力作用而平衡的构件或直杆.三力平衡汇交定理:刚体受不平行的三力作用而处于平衡时,此三力的作用线必共面且汇交于一点.4、受力图中要表示清楚的每个力的作用位置、方位及指向、名称。

5、受力图中指画研究对象的简图和所受的全部,不画已解除的约束。

第21页:受力图中要(续)

例题:重为W的直杆AB搁在台阶上,与地面上A,D两点接触,在E点用绳索EF与墙壁相连。如图所示,略去摩擦。试作直杆AB的受力图。

第22页:受力图中要(续)

解:取杆AB为研究对象. 为柔绳约束,约束反力为TEA为光滑面约束,公法线垂直于地面,约束反力为FAD为光滑面约束,公法线垂直于直杆表面,约束反力为 主动力:重力W约束反力:

第23页:例题:画出图中刚架

例题:画出图示刚架AB的受力图。

第24页:例题:如图所示的三铰刚架

例题:如图所示的三铰刚架ABCD ,自重不计。分别画出AC、BC、和刚架整体的受力图。

第25页:例题:如图所示的三铰刚架(续)

二力杆 /CE

第26页:内力与外力

内力不出现在整体的受力图中 内力:系统内各个物体之间的作用力。外力:系统外其它物体对系统内物体的作用力。

第27页:静力学基础2

第28页:例题:由水平杆

例题:由水平杆AB和斜杆BC构成的管道支架如图所示.在AB杆上放一重为P的管道。A ,B,C处都是铰链连接。不计各杆的自重,各接触面都是光滑的。试分别画出管道O,水平杆AB,斜杆BC及整体的受力图。

第29页:解:(1)取管道O为研究对象

解:(1)取管道O为研究对象.

第30页:解:(1)取管道O为研究对象(续)

( 2 )取斜杆BC为研究对象 ( 3 )取水平杆AB为研究对象 ′FB´

第31页:解:(1)取管道O为研究对象(续)

( 2 )取斜杆BC为研究对象CB( 3 )取水平杆AB为研究对象 ′ ´FBy´

第32页:取整体为研究对象

(4)取整体为研究对象

第33页:例题:图中为简易起重机的计算简图

例题:图示为简易起重机的计算简图.由杆AC、BC和DE用铰链连接而成,A处是固定铰支座,B处是辊子,相当于一个可动铰支座,C为滑轮,轮轴相当于销钉。用力T拉绳的一端使重G的重物匀速缓慢上升。不计各杆和滑轮的重量。画出各研究对象的受力图:(1)重物连同滑轮;(2)DE杆;(3)BC杆;

(4)AC杆连同滑轮和重物;(5)整体。

第34页:例题:图中为简易起重机的计算简图(续)

(1)重物连同滑轮I(2)DE杆

第35页:例题:图中为简易起重机的计算简图(续)

B(3)BC杆 ′FB

第36页:例题:图中为简易起重机的计算简图(续)

(4)AC杆,滑轮,重物,销 /C1FD′ ′

第37页:例题:图中为简易起重机的计算简图(续)

(5)整体

第38页:例题:画出组合梁

例题:画出组合梁ACD中AC和CD部分及整体的受力图。解:组合梁由AC和CD两部分组成

第39页:静力学基础2

第40页:静力学基础2(续)

/CxF/

第41页:静力学基础2

第42页:判断题:图中三铰拱架中

思考题:图示三铰拱架中,为什么作用在E点的力不能移动到F点?试从受力分析的角度进行分析。

第43页:判断题:图中三铰拱架中(续)

例:

第44页:判断题:图中三铰拱架中(续)

例:例:P.

第45页:判断题:图中三铰拱架中(续)

FB例:

第46页:例题:三铰刚架

例:三铰刚架,已知F。试分别画出AC、BC构架及刚架整体受力图。ABCF解:

第47页:小结:约束的概念与常见的约束类型

  • 总结1.约束的概念
  • 2.常见的约束类型及约束反力3.荷载分类
  • 4.绘制受力图的步骤
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