化工机械基础第2章构件受力分析与平衡理论.ppt

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1、第第2 2章章 构件受力分析与平衡理论构件受力分析与平衡理论（静力学）（静力学）研究物体在外力作用下的平衡规律研究物体在外力作用下的平衡规律 计算外力的基本方法计算外力的基本方法受力分析受力分析第一页，编辑于星期六：十八点 二十一分。(1)(1)力力力是物体间的相互作用，其作用结果力是物体间的相互作用，其作用结果 使物体的运动状态发生改变或产生变形。使物体的运动状态发生改变或产生变形。2.1 2.1 基本概念和基本原理基本概念和基本原理2.1.1 2.1.1 基本概念基本概念 使物体的运动状态发生改变称为使物体的运动状态发生改变称为力的外效应。力的外效应。1)1)力作用的效应：力作用的效应：第

2、二页，编辑于星期六：十八点 二十一分。使物体产生变形，称为使物体产生变形，称为力的内效应力的内效应。第三页，编辑于星期六：十八点 二十一分。力的力的三要素三要素大小大小 方向方向作用点作用点3)3)力的表示法力的表示法力是一矢量力是一矢量，用数学上的矢量记，用数学上的矢量记号来表示，如图所示。号来表示，如图所示。F F 4)4)力的单位力的单位在国际单位制中，力的单位是牛顿在国际单位制中，力的单位是牛顿(N)(N)2)2)力对物体的效应决定于力的三要素：力对物体的效应决定于力的三要素：第四页，编辑于星期六：十八点 二十一分。体积体积力力体积力是物体间通过场体积力是物体间通过场(如重力场、电磁场

3、如重力场、电磁场)而间接作用而间接作用的力的力(如重力、电磁力如重力、电磁力)，这种力连续分布于物体内各点。，这种力连续分布于物体内各点。表面表面力力5)5)力的种类：力的种类：按照力的作用方式，可以将力分为：按照力的作用方式，可以将力分为：通常体积力或表面力在其作用范围内各点的作用强弱程度是不同的。通常体积力或表面力在其作用范围内各点的作用强弱程度是不同的。通过力通过力的集度体现出来的集度体现出来 集中力集中力若外力作用面积远小于物体表面的尺寸，可作为作用于若外力作用面积远小于物体表面的尺寸，可作为作用于一点的集中力。一点的集中力。如火车轮对钢轨的压力等。如火车轮对钢轨的压力等。表面力是通过

4、物体间的直接接触而作用的力，在表面力是通过物体间的直接接触而作用的力，在 接触表面上连续分布（接触表面上连续分布（如流体对物体的压力如流体对物体的压力）。）。第五页，编辑于星期六：十八点 二十一分。6)6)力的表示法力的表示法唯一解唯一解第六页，编辑于星期六：十八点 二十一分。反之，当投影反之，当投影F Fx x 、F Fy y 已知时，则可求出力已知时，则可求出力 F F 的大小和方向：的大小和方向：第七页，编辑于星期六：十八点 二十一分。刚体是对物体进行抽象简化得到的一种理想模型。刚体是对物体进行抽象简化得到的一种理想模型。一个物体能否视为刚体，不仅取决于其变形的一个物体能否视为刚体，不仅

5、取决于其变形的大小，而且和问题本身的要求有关。大小，而且和问题本身的要求有关。(3)(3)刚体刚体物体在力的作用下是不变形的物体在力的作用下是不变形的，在任在任何情况下何情况下，其大小和形状始终保持不变。其大小和形状始终保持不变。(2)(2)平衡平衡平衡是物体机械运动的特殊形式，是指物平衡是物体机械运动的特殊形式，是指物体相对地球处于静止或做匀速直线运动的状体相对地球处于静止或做匀速直线运动的状态。态。第八页，编辑于星期六：十八点 二十一分。若无特别说明，本章中把物体视为刚体。若无特别说明，本章中把物体视为刚体。(5)(5)等效力系等效力系作用于刚体上的某一个力系，如果用另作用于刚体上的某一个

6、力系，如果用另一个力系代替，它对刚体的作用效应与前者完全一个力系代替，它对刚体的作用效应与前者完全相同，则称这两个力系为等效力系。相同，则称这两个力系为等效力系。(4)(4)力系力系作用在物体上的一群力称为力系。作用在物体上的一群力称为力系。(6)(6)合力合力如果一个力与一个力系等效，则这个如果一个力与一个力系等效，则这个力称为这个力系的合力。力称为这个力系的合力。(7)(7)平衡力系平衡力系物体在某一力系作用下如果处于平衡状物体在某一力系作用下如果处于平衡状态，则这一力系称为平衡力系。态，则这一力系称为平衡力系。平衡力系对刚体平衡力系对刚体的作用效果等于零。的作用效果等于零。第九页，编辑于

7、星期六：十八点 二十一分。公理一公理一(二力平衡公理二力平衡公理)作用在刚体作用在刚体的两个力处于平衡状态的充分和必要条的两个力处于平衡状态的充分和必要条件是：这两个力大小相等件是：这两个力大小相等、方向相反，并且作用在方向相反，并且作用在同一条直线上同一条直线上(简称为等值、反向、共线简称为等值、反向、共线)。2.1.2 2.1.2 基本原理基本原理二力杆二力杆第十页，编辑于星期六：十八点 二十一分。公理二公理二(加减平衡力系公理加减平衡力系公理)在作用于刚体上的力系中，加上或减在作用于刚体上的力系中，加上或减去一个平衡力系，并不改变原力系对刚体去一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应

8、。的作用效应。第十一页，编辑于星期六：十八点 二十一分。推论推论(力在刚体上的可传性力在刚体上的可传性)作用于刚体的力，可以沿其作用线移到刚体内的作用于刚体的力，可以沿其作用线移到刚体内的任意一点，而不改变该力对刚体的作用效应任意一点，而不改变该力对刚体的作用效应。=F FA AF F2 2F F1 1F FA AB BF F1 1A AB B第十二页，编辑于星期六：十八点 二十一分。A A公理三公理三(力的平行四边形公理力的平行四边形公理)作用在物体上同一点的两个力作用在物体上同一点的两个力，可以合成为可以合成为作用于该点的一个合力，它的大小和方向由这两个力作用于该点的一个合力，它的大小和方

9、向由这两个力为边所构成的平行四边形对角线来表示。为边所构成的平行四边形对角线来表示。F F1 1F F2 2R R矢量表达式：矢量表达式：R=FR=F1 1+F+F2 2即：合力为原两力的矢量和。即：合力为原两力的矢量和。第十三页，编辑于星期六：十八点 二十一分。推论推论(三力汇交定理三力汇交定理)当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线相交于某点，则第三力的作用线必定也通过作用线相交于某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。这个点。F F1 1F F3 3R R1 1F F2 2A A=证明：证明：A A3 3F F1 1F F2 2F F3 3

10、A A3 3A AA A2 2A A1 1第十四页，编辑于星期六：十八点 二十一分。公理四公理四(作用力与反作用力公理作用力与反作用力公理)两个物体间的作用力两个物体间的作用力和反作用力和反作用力总是总是总是大小相等、方向相反，沿同一直线总是大小相等、方向相反，沿同一直线分别作用在这两个物体上。分别作用在这两个物体上。公理四揭示了两物体间相互作用力的公理四揭示了两物体间相互作用力的定量关系，是分析若干个物体所组成的物定量关系，是分析若干个物体所组成的物体系统平衡条件的基础。体系统平衡条件的基础。第十五页，编辑于星期六：十八点 二十一分。2.2 2.2 平面力系的简化与平衡平面力系的简化与平衡

11、利用前述的基本概念和基本原理，可解决利用前述的基本概念和基本原理，可解决平面力系的简化与平衡问题。平面力系的简化与平衡问题。平面力系有平面力系有平面汇交力系、平面平行力平面汇交力系、平面平行力系、平面力偶系和平面一般力系四种类型系、平面力偶系和平面一般力系四种类型。第十六页，编辑于星期六：十八点 二十一分。作用于物体上各力的作用线都作用于物体上各力的作用线都在同一平面内且汇交于一点在同一平面内且汇交于一点。平面汇交力系：平面汇交力系：力的计算力的计算:力的大小直接影响设备的安全，是设备设力的大小直接影响设备的安全，是设备设计的基础。计的基础。力又是矢量，其实际的计算很繁杂力又是矢量，其实际的计

12、算很繁杂；常用的方法有两种，即作图法与解析法常用的方法有两种，即作图法与解析法。2.2.1 2.2.1 平面汇交力系的合成与平衡平面汇交力系的合成与平衡第十七页，编辑于星期六：十八点 二十一分。例:第十八页，编辑于星期六：十八点 二十一分。作图法：简单、精确度不高作图法：简单、精确度不高。解析法：精确、计算也不复杂解析法：精确、计算也不复杂。(1)(1)图解法图解法1)1)合成的几何法合成的几何法：A AF F2 2F F1 1F F4 4F F3 3表达式：表达式：方法特点：方法特点：第十九页，编辑于星期六：十八点 二十一分。把各力的矢量首尾相接，形成一条有向折线段把各力的矢量首尾相接，形成

13、一条有向折线段(称为称为力链力链)。加上一封闭边，就得到一个多边形，称为力多边加上一封闭边，就得到一个多边形，称为力多边形。形。2)2)力的多边形规则：力的多边形规则：该力系的力多边形自行闭合，即力系中各力的该力系的力多边形自行闭合，即力系中各力的矢量和等于零。矢量和等于零。3)3)平面汇交力系平衡的充分必要几何条件：平面汇交力系平衡的充分必要几何条件：R RF F1 1B BF F2 2C CF F3 3D DF F4 4E EA A第二十页，编辑于星期六：十八点 二十一分。(2)(2)解析法解析法-合力投影定理合力投影定理第二十一页，编辑于星期六：十八点 二十一分。第二十二页，编辑于星期六

14、：十八点 二十一分。平面汇交力系平衡的平面汇交力系平衡的充分必要条件充分必要条件是：是：力系的合力等于零。力系的合力等于零。平面汇交力系的平衡条件平面汇交力系的平衡条件第二十三页，编辑于星期六：十八点 二十一分。2.2.2 2.2.2 平面平行力系的合成与平面力偶理论平面平行力系的合成与平面力偶理论第二十四页，编辑于星期六：十八点 二十一分。两个同向平行力，两个同向平行力，利用力的平行四边形公理利用力的平行四边形公理可以可以合成一个合力合成一个合力 对于多个平行力，两两合成最终就会得到其合对于多个平行力，两两合成最终就会得到其合力力(1)(1)同向平行力的合成同向平行力的合成(2)(2)反向平

15、行力的合成反向平行力的合成当两个力趋向于相等时，合力的值则越来越小，趋当两个力趋向于相等时，合力的值则越来越小，趋于零，而合力的作用线位置则越来越远，趋于无穷于零，而合力的作用线位置则越来越远，趋于无穷远处。远处。当两反向平行力的大小相等时，就发生了质变，当两反向平行力的大小相等时，就发生了质变，不能合成为一个力。不能合成为一个力。一对大小相等、方向相反、一对大小相等、方向相反、作用线不重合的平行力称为力偶作用线不重合的平行力称为力偶第二十五页，编辑于星期六：十八点 二十一分。1)1)平面力偶的实例：平面力偶的实例：钳工用丝锥攻丝钳工用丝锥攻丝钳工用丝锥攻丝钳工用丝锥攻丝司机转动方向盘司机转动

16、方向盘司机转动方向盘司机转动方向盘刹车装置刹车装置刹车装置刹车装置第二十六页，编辑于星期六：十八点 二十一分。力偶特性二：力偶特性二：力偶只能用力偶来代替力偶只能用力偶来代替(即只能和另一力偶等效即只能和另一力偶等效)，因而也只能与力偶平衡。，因而也只能与力偶平衡。力偶特性一：力偶特性一：力偶中的两个力，既不平衡，也不可能合成为力偶中的两个力，既不平衡，也不可能合成为一个力。一个力。2)2)作用：使物体产生转动作用：使物体产生转动。3)3)力偶的特性：力偶的特性：第二十七页，编辑于星期六：十八点 二十一分。两力之间的垂直距离两力之间的垂直距离d d 称为力偶臂称为力偶臂,力偶所在的平面称为力偶

17、的作用面力偶所在的平面称为力偶的作用面。方向规定：方向规定：逆时针为逆时针为“+”；顺时针为顺时针为“-”。4)4)力偶矩力偶矩 力偶矩的大小：力偶矩的大小：第二十八页，编辑于星期六：十八点 二十一分。矩矩力力力偶对点之矩力偶对点之矩力偶对物体的作用效应，决定于：力偶对物体的作用效应，决定于：力偶矩的大小；力偶矩的大小；力偶在其作用面内的转向力偶在其作用面内的转向。第二十九页，编辑于星期六：十八点 二十一分。5)5)力偶与力矩的区别力偶与力矩的区别相同点：都使物体产生转动相同点：都使物体产生转动。不同点：力矩与矩心有关不同点：力矩与矩心有关；力偶与矩心无关力偶与矩心无关。即力偶对物体的转即力偶

18、对物体的转动效应完全取决于动效应完全取决于力偶矩的大小力偶矩的大小第三十页，编辑于星期六：十八点 二十一分。6)6)力偶矩的特性力偶矩的特性 力偶是一个特殊力系，它既不能合成为力偶是一个特殊力系，它既不能合成为一个力，其本身又不平衡。一个力，其本身又不平衡。力偶对其作用面内任一点的矩是个常量，力偶对其作用面内任一点的矩是个常量，即力偶矩与矩心无关即力偶矩与矩心无关。第三十一页，编辑于星期六：十八点 二十一分。只要保持力偶矩不变，可以同时改变力偶只要保持力偶矩不变，可以同时改变力偶中力的大小和力偶臂的长短，而不改变力偶中力的大小和力偶臂的长短，而不改变力偶对物体的作用。即为等效力偶对物体的作用。

19、即为等效力偶。力偶可以任意移动到与其作用平面平行的力偶可以任意移动到与其作用平面平行的平面内平面内。第三十二页，编辑于星期六：十八点 二十一分。(1)(1)平面力偶矩的合成平面力偶矩的合成:2.2.3 2.2.3 平面平面力偶系的合成和平衡力偶系的合成和平衡(2)(2)平面力偶矩的平衡条件平面力偶矩的平衡条件:平面力偶系：平面力偶系：作用于一平面的多个力偶称为作用于一平面的多个力偶称为平面力偶系平面力偶系。第三十三页，编辑于星期六：十八点 二十一分。3 32 2F FA AO Od dF FA AO Od dlA AO O=（1）力的平移定理）力的平移定理2.2.4 2.2.4 平面一般力系的

20、简化与平衡平面一般力系的简化与平衡第三十四页，编辑于星期六：十八点 二十一分。几个性质：几个性质：(1)(1)当力线平移时，力的大小、方向都不改变，但附加当力线平移时，力的大小、方向都不改变，但附加力偶矩的大小与正负一般要随指定力偶矩的大小与正负一般要随指定O O点的位置的不点的位置的不同而不同。同而不同。(2)(2)力的平移过程是可逆的，即作用在同一平面内的一个力的平移过程是可逆的，即作用在同一平面内的一个力和一个力偶，总可以归纳为一个和原力大小相等的力和一个力偶，总可以归纳为一个和原力大小相等的平行力。平行力。(3)(3)力的平移定理是把刚体上平面任意力系分解为一力的平移定理是把刚体上平面

21、任意力系分解为一个平面汇交力系和一个平面力偶系的依据。个平面汇交力系和一个平面力偶系的依据。第三十五页，编辑于星期六：十八点 二十一分。(2)(2)平面一般力系向已知点简化（主矢和主矩）平面一般力系向已知点简化（主矢和主矩）平面一般力系平面一般力系=平面汇交力系平面汇交力系+平面力偶系平面力偶系第三十六页，编辑于星期六：十八点 二十一分。(3)(3)平面一般力系的平衡条件平面一般力系的平衡条件平面一般力系平面一般力系=平面汇交力系平面汇交力系+平面力偶系平面力偶系第三十七页，编辑于星期六：十八点 二十一分。2.3 2.3 约束和约束力约束和约束力(1)(1)自由体：自由体：(2)(2)非自由体

22、：非自由体：在空间不受限制任意运动的物体。在空间不受限制任意运动的物体。受到周围物体对其某种位移限制的受到周围物体对其某种位移限制的物体。物体。基本概念：基本概念：自由体自由体非自由体非自由体第三十八页，编辑于星期六：十八点 二十一分。(3)(3)约束：约束：(4)(4)约束力：约束力：(5)(5)主动力：主动力：把这些对非自由体的某些位移起限制作把这些对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体。用的周围物体。工程上把能够主动改变物体运动工程上把能够主动改变物体运动状态的力叫做主动力或载荷状态的力叫做主动力或载荷。约束作用于被约束物体的力约束作用于被约束物体的力约束作用于被约束物体的力约束作用于

23、被约束物体的力。它是由于有了主动力才引起的它是由于有了主动力才引起的它是由于有了主动力才引起的它是由于有了主动力才引起的。支座是桥梁的约束支座是桥梁的约束第三十九页，编辑于星期六：十八点 二十一分。由柔绳、链条、胶带构成的约束：由柔绳、链条、胶带构成的约束：2.3.1 2.3.1 柔索柔索 第四十页，编辑于星期六：十八点 二十一分。A特点：只能限制物体被拉直方向的运动特点：只能限制物体被拉直方向的运动。方向：沿柔性体背离物体方向：沿柔性体背离物体。第四十一页，编辑于星期六：十八点 二十一分。TF柔性约束受力图第四十二页，编辑于星期六：十八点 二十一分。2.3.2 2.3.2 光滑接触面光滑接触

24、面定义：两物体的接触面是光滑的，接触面间定义：两物体的接触面是光滑的，接触面间 的摩擦力很小，可以忽略不计的摩擦力很小，可以忽略不计。第四十三页，编辑于星期六：十八点 二十一分。方向：通过接触点，沿公法线方向指方向：通过接触点，沿公法线方向指 向被约束物体向被约束物体。特点：只能阻止物体过接触点沿公特点：只能阻止物体过接触点沿公 法线方向而趋向支承面的运动法线方向而趋向支承面的运动。光滑接触面光滑接触面约束实例约束实例第四十四页，编辑于星期六：十八点 二十一分。WN光滑面约束受力图光滑面约束受力图第四十五页，编辑于星期六：十八点 二十一分。光滑铰链产生的约束力光滑铰链产生的约束力A AB BN

25、 NA AB B2.3.3 2.3.3 光滑铰链光滑铰链第四十六页，编辑于星期六：十八点 二十一分。N Ny yN Nx x(1)(1)固定铰支座：固定铰支座：N N 第四十七页，编辑于星期六：十八点 二十一分。特点：限制了构件特点：限制了构件A、B的相对移动，而只的相对移动，而只 能绕圆柱销能绕圆柱销C的轴线自由转动的轴线自由转动。方向：由于构件在转动，所以约束的反力方向：由于构件在转动，所以约束的反力N N也也 跟着转动，为了分析方便，通常用两跟着转动，为了分析方便，通常用两 个相互垂直的分力个相互垂直的分力Nx、Ny来表示来表示。第四十八页，编辑于星期六：十八点 二十一分。(2)(2)活

26、动铰支座：活动铰支座：N N第四十九页，编辑于星期六：十八点 二十一分。定义：在支座与基础接触面间装有几定义：在支座与基础接触面间装有几 个辊轴，使可以沿基础相对移个辊轴，使可以沿基础相对移 动的约束称为活动动的约束称为活动铰支座铰支座。特点：只能限制支座沿垂直于支承面特点：只能限制支座沿垂直于支承面 方向的移动方向的移动。方向：约束反力垂直于支承面，通过方向：约束反力垂直于支承面，通过 铰链中心指向被约束物体铰链中心指向被约束物体。第五十页，编辑于星期六：十八点 二十一分。2.3.4 2.3.4 固定端固定端定义：构件的一端嵌入基础或建筑物定义：构件的一端嵌入基础或建筑物 内部使之连成一体，

27、完全固定内部使之连成一体，完全固定 的约束称为固定端的约束称为固定端。特点：不允许构件作纵向或横向的移特点：不允许构件作纵向或横向的移 动也不允许转动动也不允许转动。方向：一般存在三个约束反力方向：一般存在三个约束反力:Nx、Ny和和M。第五十一页，编辑于星期六：十八点 二十一分。QNxNyM第五十二页，编辑于星期六：十八点 二十一分。2.4 2.4 受力分析与约束力的求解受力分析与约束力的求解 分离体：分离体：设想将研究对象受到的约束全部设想将研究对象受到的约束全部解除，将其从系统中分离出来成为所谓的分解除，将其从系统中分离出来成为所谓的分离体离体。受力图：受力图：画有分离体及其所受的全部主

28、动力画有分离体及其所受的全部主动力和约束力的简图称为受力图和约束力的简图称为受力图。第五十三页，编辑于星期六：十八点 二十一分。为了清楚地表示给定物体的受力情为了清楚地表示给定物体的受力情况，假设将约束解除，而以相应的约束况，假设将约束解除，而以相应的约束力来代替约束的作用。力来代替约束的作用。解除约束原理：解除约束原理：第五十四页，编辑于星期六：十八点 二十一分。画受力图步骤画受力图步骤:(1)(1)取分离体取分离体；(2)(2)先画分离体上的主动力，再画约束先画分离体上的主动力，再画约束力，注意约束的性质力，注意约束的性质；(3)(3)在画系统受力图时，要利用相在画系统受力图时，要利用相

29、邻物体间的作用力与反作用力邻物体间的作用力与反作用力。第五十五页，编辑于星期六：十八点 二十一分。力学模型的抽象过程力学模型的抽象过程实体图力学力学模型模型受力受力简图简图受力图第五十六页，编辑于星期六：十八点 二十一分。例例2-12-1 如下图所示，梁如下图所示，梁AC在端受重力作用，端在端受重力作用，端与杆与杆AD铰接，点用钢丝绳铰接，点用钢丝绳BE拉住，梁的自重不计，拉住，梁的自重不计，试画出各杆的受力图。试画出各杆的受力图。解解:各各杆的受力图如下杆的受力图如下:(a)(b)(c)(d)图2-20 各杆的受力图第五十七页，编辑于星期六：十八点 二十一分。ECABFDBCNBNC解：解：

30、(1)(1)杆杆BC BC 所受的力：所受的力：(2)(2)杆杆AB AB 所受的力：所受的力：表示法一：表示法一：表示法二：表示法二：BDAFNAxNAyNBBAFDNAHNB 例例2-22-2 如图所示如图所示,等腰三角形构架等腰三角形构架ABC 的顶点的顶点A、B、C 都用都用铰链连接，底边铰链连接，底边AC 固定，而固定，而AB 边的中点边的中点D 作用有平行于固定作用有平行于固定边边AC 的力的力F，如图所示。不计各杆自重，试画出，如图所示。不计各杆自重，试画出AB 和和BC 的受的受力图。力图。第五十八页，编辑于星期六：十八点 二十一分。例例2-3 2-3 如如图图所所示示压压榨榨

31、机机中中，杆杆AB 和和BC 的的长长度度相相等等，自自重重忽忽略略不不计计。A，B，C，E 处处为为铰铰链链连连接接。已已知知活活塞塞D上上受受到到油油缸缸内内的的总总压压力力为为F=3kN，h=200 mm，l=300 mm。试试画画出出杆杆AB，活塞和连杆以及压块，活塞和连杆以及压块C 的受力图。的受力图。D DEABCllh活塞压力机活塞压力机第五十九页，编辑于星期六：十八点 二十一分。FABA解：解：(1)(1)杆杆AB 的受力图。的受力图。(2)(2)活塞和连杆的受力图。活塞和连杆的受力图。(3)(3)压块压块 C 的受力图。的受力图。CBxyFCxFCyFCByxFFBCFABD

32、EABCllh第六十页，编辑于星期六：十八点 二十一分。A AP PB BQ QA AB BC CP P 思考题思考题 P PQ QN NAxAxN NAyAyN NByByN NC CN NB BP PN NB BN NA A第六十一页，编辑于星期六：十八点 二十一分。解：解：(1)(1)取滑轮作为研究对象。取滑轮作为研究对象。(2)(2)画出受力图。画出受力图。例例2-42-4 某化工厂简易起重装置由杆某化工厂简易起重装置由杆AB、AC和滑轮等组成，如图所和滑轮等组成，如图所示。示。A、B、C三处均为铰链连接，物体重三处均为铰链连接，物体重50kN，用绳子挂在支架的滑，用绳子挂在支架的滑轮

33、上，绳子的另一端接在铰车轮上，绳子的另一端接在铰车D上。设滑轮是光滑的，且不计滑轮、绳上。设滑轮是光滑的，且不计滑轮、绳子和杆的重量。试分析物体铅直匀速提升时杆子和杆的重量。试分析物体铅直匀速提升时杆AB和和AC的受力情况。的受力情况。第六十二页，编辑于星期六：十八点 二十一分。(3)(3)列出平衡方程：列出平衡方程：(4)(4)联立求解，得联立求解，得 NAC 为负值，说明该力实际指向与图上假定指向相为负值，说明该力实际指向与图上假定指向相反。即杆反。即杆AC 实际上受压力。实际上受压力。NAC-186.60 kN，NAB136.60 kN，第六十三页，编辑于星期六：十八点 二十一分。例例2

34、-52-5 如下图所示运料小车连同物料共重如下图所示运料小车连同物料共重W=6kN，重心在，重心在A处，处，B点用钢丝绳牵拉沿爬导轨匀速运动，轮与导轨间的摩擦可忽略点用钢丝绳牵拉沿爬导轨匀速运动，轮与导轨间的摩擦可忽略不计。已知：不计。已知：a=0.25m，b=0.3m，c=0.2m，=10，爬梯倾角，爬梯倾角=60。试求轮。试求轮E与与F上的压力以及钢丝绳的拉力。上的压力以及钢丝绳的拉力。图1-26 运料小车解：解：(1)1)取取小车小车为研究对象。为研究对象。(2)(2)受力分析如图受力分析如图。第六十四页，编辑于星期六：十八点 二十一分。(3)(3)列平衡方程：列平衡方程：Fx=0，Ts

35、in+Wcos-NE-NF=0Fy=0，Tcos-Wsin=0 MB=0，cNF+bWcos-(a+b)NE=0(4)(4)联立求解：联立求解：T=5.28kN，NE=2.24kN，NF=1.67kN第六十五页，编辑于星期六：十八点 二十一分。小小 结结目的：求物体所受的外力。即确定力的目的：求物体所受的外力。即确定力的方法：方法：画受力图画受力图解平衡方程解平衡方程受力简图受力简图力学模型力学模型受力图受力图作用点、方向大小作用点、方向大小第六十六页，编辑于星期六：十八点 二十一分。力的内效应、力的外效应、刚体、平衡、力的内效应、力的外效应、刚体、平衡、约束及约束的类别、特点及方向、力系、约

36、束及约束的类别、特点及方向、力系、力偶、力矩、平面汇交力系、平面力偶系、力偶、力矩、平面汇交力系、平面力偶系、平面一般力系平面一般力系。基本概念：基本概念：第六十七页，编辑于星期六：十八点 二十一分。公理一公理一(二力平衡公理二力平衡公理)公理二公理二(加减平衡力系公理加减平衡力系公理)公理三公理三(平形四边形公理平形四边形公理)公理四公理四(作用与反作用公理作用与反作用公理)四四个个公理公理：第六十八页，编辑于星期六：十八点 二十一分。基本原理：基本原理：力的平移原理：力平移后产生了一个附加力偶，力的平移原理：力平移后产生了一个附加力偶，附加力偶的大小等于力与该力附加力偶的大小等于力与该力到目标点距离的乘积到目标点距离的乘积。解除约束原理原理：用约束力代替约束的作用解除约束原理原理：用约束力代替约束的作用。第六十九页，编辑于星期六：十八点 二十一分。平衡方程：平衡方程：平面一般力系平面一般力系 平面汇交力系平面汇交力系 平面力偶系平面力偶系 第七十页，编辑于星期六：十八点 二十一分。