物体的受力分析及其平衡条件学习教案.pptx

会计学1物体物体(wt)的受力分析及其平衡条件的受力分析及其平衡条件第一页，共40页。2023/2/72二、主要内容及学时二、主要内容及学时(xush)(xush)安排安排n n第一篇第一篇第一篇第一篇 工程力学工程力学工程力学工程力学 24 24 24 24 学时学时学时学时n n第二篇第二篇第二篇第二篇 材料与焊接材料与焊接材料与焊接材料与焊接(hnji)6(hnji)6(hnji)6(hnji)6 学时学时学时学时n n第三篇第三篇第三篇第三篇 容器设计容器设计容器设计容器设计 18 18 18 18 学时学时学时学时第2页/共40页第二页，共40页。2023/2/73参考书目参考书目1 1、理论力学上册，哈尔滨工、理论力学上册，哈尔滨工业大学理论力学教研室，高等业大学理论力学教研室，高等教育出版社教育出版社2 2、材料力学、材料力学(ci lio l(ci lio l xu)xu)上册，刘鸿文主编，高上册，刘鸿文主编，高等教育出版社等教育出版社3 3、工程力学，朱熙然主编，、工程力学，朱熙然主编，上海交通大学出版社上海交通大学出版社4 4、金属材料及热处理，史美、金属材料及热处理，史美堂主编，上海科学技术出版社堂主编，上海科学技术出版社5 5、金属工业学上册，范全福、金属工业学上册，范全福主编，高等教育出版社主编，高等教育出版社6 6、化工机械制造，第八章、化工机械制造，第八章、第九章，姚慧珠、郑海泉编，第九章，姚慧珠、郑海泉编，化学工业出版社化学工业出版社第3页/共40页第三页，共40页。2023/2/74第一篇第一篇 工程力学工程力学理论力学：研究物体机械运动一般规律理论力学：研究物体机械运动一般规律材材料料力力学学：研研究究构构件件(gujin)(gujin)承承载载能能力力构件构件(gujin)(gujin)承受荷载能力衡量：承受荷载能力衡量：1 1强强度度：构构件件(gujin)(gujin)抵抵抗抗破破坏坏的的能力能力 2 2刚刚度度：构构件件(gujin)(gujin)抵抵抗抗变变形形的能力的能力 3 3稳稳定定性性：构构件件(gujin)(gujin)保保持持原原有平衡形态能力有平衡形态能力第4页/共40页第四页，共40页。2023/2/75第一章第一章 物体物体(wt)(wt)的受力分的受力分析析及其平衡条件及其平衡条件第一节第一节 力的概念和基本性质力的概念和基本性质一力的概念一力的概念 1 1刚体与变形体刚体与变形体 2 2力是物体间相互的机械作用力是物体间相互的机械作用力的运动效应，由理论力学力的运动效应，由理论力学(l(l xu)xu)研究力研究力的三要素：大小，方向，作用点，的三要素：大小，方向，作用点，由材料力学由材料力学(l xu)(l xu)研究力的变形研究力的变形效应。效应。第5页/共40页第五页，共40页。2023/2/76二力学二力学(l xu)(l xu)公理公理 1 1、作用与反作用定律、作用与反作用定律(dngl)(dngl)2 2、二力平衡定律、二力平衡定律(dngl)(dngl)二力构件和二力杆二力构件和二力杆3 3、力的平行四边形法、力的平行四边形法则则(fz)(fz)AF1F2F3R1Ra aa aPPyPx第6页/共40页第六页，共40页。2023/2/77第二节第二节 力矩力矩(l j)(l j)与力偶与力偶一、力矩一、力矩一、力矩一、力矩(l j)(l j)(l j)(l j)合力矩合力矩(l j)定理定理FdO第7页/共40页第七页，共40页。2023/2/78二、力偶二、力偶(l u)(l u)特征：特征：特征：特征：1 1 1 1、是是是是一一一一个个个个基基基基本本本本的的的的力力力力学学学学量量量量，不不不不能能能能与与与与一一一一个个个个力力力力平衡，力偶只能与力偶平衡。平衡，力偶只能与力偶平衡。平衡，力偶只能与力偶平衡。平衡，力偶只能与力偶平衡。2 2 2 2、力力力力偶偶偶偶对对对对作作作作用用用用面面面面内内内内任任任任一一一一点点点点之之之之矩矩矩矩与与与与矩矩矩矩心心心心的的的的位置位置位置位置(wi zhi)(wi zhi)(wi zhi)(wi zhi)无关，恒等于力偶矩。无关，恒等于力偶矩。无关，恒等于力偶矩。无关，恒等于力偶矩。3 3 3 3、同平面内两力偶等效是力偶矩相等。、同平面内两力偶等效是力偶矩相等。、同平面内两力偶等效是力偶矩相等。、同平面内两力偶等效是力偶矩相等。第8页/共40页第八页，共40页。2023/2/79三三力力的的平平移移(p(pn n y y)Q”QmQ第9页/共40页第九页，共40页。2023/2/710四、平面一般力系向一点四、平面一般力系向一点(y(y din)din)简化简化OF1F2FnOF1F2FnF1F1”m1F2m2FnmnOF1F2m2Fnmnm1RMO第10页/共40页第十页，共40页。2023/2/711四、平面四、平面(pngmin)(pngmin)一般力系向一点简化一般力系向一点简化ORMORR”d第11页/共40页第十一页，共40页。2023/2/712第三节第三节 物体物体(wt)(wt)的受力分析的受力分析一、约束和约束反力一、约束和约束反力自由体和非自由体自由体和非自由体约束和约束反力：约束和约束反力：方向方向作用点作用点大小大小 平衡平衡(pnghng)(pnghng)方程方程第12页/共40页第十二页，共40页。2023/2/7131 1、柔性、柔性(ru xn)(ru xn)体约束体约束（柔索约束）（柔索约束）绳索，传动带，链条绳索，传动带，链条(lintio)(lintio)等，等，忽略刚性，不计重力，绝对柔软且忽略刚性，不计重力，绝对柔软且不可伸长不可伸长特点：只受拉，不受压，不能抗弯矩，特点：只受拉，不受压，不能抗弯矩，限制物体沿柔性限制物体沿柔性(ru xn)体伸长的方体伸长的方向运动。向运动。第13页/共40页第十三页，共40页。2023/2/714第14页/共40页第十四页，共40页。2023/2/715第15页/共40页第十五页，共40页。2023/2/7162 2、光滑、光滑(gung hu)(gung hu)接触接触面（线）约束面（线）约束 特特特特点点点点：只只只只受受受受压压压压，不不不不受受受受拉拉拉拉，沿沿沿沿接接接接触触触触点点点点处处处处的的的的公公公公法法法法线线线线而而而而指指指指向向向向物物物物体体体体(wt)(wt)(wt)(wt)，一一一一般般般般用用用用NNNN表示。又叫法向反力。表示。又叫法向反力。表示。又叫法向反力。表示。又叫法向反力。忽略忽略(hl)摩擦，理想光摩擦，理想光滑。滑。第16页/共40页第十六页，共40页。2023/2/717第17页/共40页第十七页，共40页。2023/2/7183 3、铰链、铰链(jiolin)(jiolin)约束约束 第18页/共40页第十八页，共40页。2023/2/719（1 1）固定铰链）固定铰链(jiolin)(jiolin)支支座约束座约束 第19页/共40页第十九页，共40页。2023/2/720第20页/共40页第二十页，共40页。2023/2/721第21页/共40页第二十一页，共40页。2023/2/722第22页/共40页第二十二页，共40页。2023/2/723（2 2）活动）活动(hu dng)(hu dng)铰链支座约束铰链支座约束第23页/共40页第二十三页，共40页。2023/2/724第24页/共40页第二十四页，共40页。2023/2/7254 4、固定、固定(gdng)(gdng)端约束端约束第25页/共40页第二十五页，共40页。2023/2/726第26页/共40页第二十六页，共40页。2023/2/727第27页/共40页第二十七页，共40页。2023/2/728二、受力图二、受力图(lt)(lt)例例例例1-11-11-11-1某化工厂的卧式容器，容器总重量某化工厂的卧式容器，容器总重量某化工厂的卧式容器，容器总重量某化工厂的卧式容器，容器总重量(包括物料包括物料包括物料包括物料(w lio)(w lio)(w lio)(w lio)、保温层等、保温层等、保温层等、保温层等)为为为为QQQQ，全长为全长为全长为全长为L L L L，支座，支座，支座，支座B B B B采用固定式鞍座，支座采用固定式鞍座，支座采用固定式鞍座，支座采用固定式鞍座，支座C C C C采用活动式鞍座。试画出容器的受力采用活动式鞍座。试画出容器的受力采用活动式鞍座。试画出容器的受力采用活动式鞍座。试画出容器的受力图。图。图。图。第28页/共40页第二十八页，共40页。2023/2/729例例例例1-21-21-21-2焊焊焊焊接在钢接在钢接在钢接在钢柱上的柱上的柱上的柱上的三角形三角形三角形三角形钢结构钢结构钢结构钢结构(jig(jig(jig(jigu)u)u)u)管道管道管道管道支架，支架，支架，支架，上面铺上面铺上面铺上面铺设三根设三根设三根设三根管道，管道，管道，管道，试画出试画出试画出试画出结构结构结构结构(jig(jig(jig(jigu)u)u)u)整体整体整体整体及各构及各构及各构及各构件的受件的受件的受件的受力图。力图。力图。力图。第29页/共40页第二十九页，共40页。2023/2/730例例例例1-3 1-3 1-3 1-3 刚架自身刚架自身刚架自身刚架自身(zshn)(zshn)(zshn)(zshn)重力不计，重力不计，重力不计，重力不计，ACACACAC上上上上作用载荷，画出作用载荷，画出作用载荷，画出作用载荷，画出ACACACAC、BCBCBCBC及刚架整体的受及刚架整体的受及刚架整体的受及刚架整体的受力图力图力图力图 第30页/共40页第三十页，共40页。2023/2/731画受力图画受力图(lt)(lt)的步骤：的步骤：(1)(1)简化结构，画结构简图；简化结构，画结构简图；(2)(2)选择研究对象，画出作用在其上的全部选择研究对象，画出作用在其上的全部(qunb)(qunb)主动力；主动力；(3)(3)根据约束性质，画出作用于研究对象上的约束反根据约束性质，画出作用于研究对象上的约束反力。力。第31页/共40页第三十一页，共40页。2023/2/732第四节第四节 平面平面(pngmin)(pngmin)力系的力系的平衡方程式平衡方程式平面力系平衡平面力系平衡(pnghng)(pnghng)的必要与充的必要与充分条件：力系的主矢和对任一点的主分条件：力系的主矢和对任一点的主矩都等于零。矩都等于零。第32页/共40页第三十二页，共40页。2023/2/733例例例例1-4 1-4 1-4 1-4 梁梁梁梁ABABABAB，长，长，长，长L=6mL=6mL=6mL=6m，A A A A、B B B B端各作用一端各作用一端各作用一端各作用一力偶，力偶，力偶，力偶，m1=15kN.mm1=15kN.mm1=15kN.mm1=15kN.m，m2=24kN.mm2=24kN.mm2=24kN.mm2=24kN.m，转向转向转向转向(zhunxing)(zhunxing)(zhunxing)(zhunxing)如图所示，求支座如图所示，求支座如图所示，求支座如图所示，求支座A A A A、B B B B的反力。的反力。的反力。的反力。第33页/共40页第三十三页，共40页。2023/2/734例例例例1-5 1-5 1-5 1-5 直杆直杆直杆直杆ABABABAB与弯杆与弯杆与弯杆与弯杆BCBCBCBC铰接，已知铰接，已知铰接，已知铰接，已知ABABABAB杆上杆上杆上杆上有一力偶矩有一力偶矩有一力偶矩有一力偶矩MMMM作用，各杆重力不计。求作用，各杆重力不计。求作用，各杆重力不计。求作用，各杆重力不计。求支座支座支座支座(zh zu)A(zh zu)A(zh zu)A(zh zu)A、C C C C处的约束反力。处的约束反力。处的约束反力。处的约束反力。第34页/共40页第三十四页，共40页。2023/2/735例例1-6 1-6 刚架所受荷载、尺寸及支承情况刚架所受荷载、尺寸及支承情况(qngkung)(qngkung)见图，求支座见图，求支座A A及及B B处处的反力。的反力。第35页/共40页第三十五页，共40页。2023/2/736例例例例1-7 1-7 1-7 1-7 悬臂梁悬臂梁悬臂梁悬臂梁ABABABAB作用有均布荷载作用有均布荷载作用有均布荷载作用有均布荷载q q q q，在自由端，在自由端，在自由端，在自由端还受一集中力和一力偶矩为还受一集中力和一力偶矩为还受一集中力和一力偶矩为还受一集中力和一力偶矩为mmmm的力偶作用，的力偶作用，的力偶作用，的力偶作用，梁长度为梁长度为梁长度为梁长度为L L L L。求固定。求固定。求固定。求固定(gdng)(gdng)(gdng)(gdng)端端端端A A A A的约束反的约束反的约束反的约束反力。力。力。力。第36页/共40页第三十六页，共40页。精品精品(jn pn)课件课件！第37页/共40页第三十七页，共40页。精品精品(jn pn)课件课件！第38页/共40页第三十八页，共40页。2023/2/739作作 业业P92 P92 第第5 5题，第题，第6 6题题第39页/共40页第三十九页，共40页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第40页/共40页第四十页，共40页。