过程设备机械基础构件受力分析.pptx

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1、2.1 静力学的基本概念力的基本概念定义:力是物体之间相互的机械作用.单位和换算：1 kgf=9.8N1pound=0.4536 kgf三要素:大小,方向,作用点.第1页/共58页2.1 静力学基本概念其他概念：等效力系合力平衡力系平衡状态第2页/共58页静力学公理b.二力平衡公理a.二力平衡实例二力平衡实例1.二力平衡公理第3页/共58页c.二力杆件静力学公理d.作用力与反作用力定律 和二力平衡公理的区别第4页/共58页2.加减力系公理FF推论:力的可传性第5页/共58页3.平行四边形法则平行四边形法则示意图第6页/共58页4.三力平衡汇交定律三力平衡汇交第7页/共58页2.2 约束、约束反

2、力和受力图约束反力：限制物体运动的力；主 动 力：引起物体运动和运动趋势的力；被 动 力：由主动力的作用而引起的力约 束：对于某一物体的活动起限 制作用的其它物体；约束和约束反力第8页/共58页约束的基本类型约束反力的作用线沿着被拉直的柔性物体中心线且背离物体运动趋势方向。WT1.柔性约束第9页/共58页2.光滑面约束约束反力通过接触点，并沿公法线，指向与物体运动趋势方向相反（即恒指向被约束的物体)WN第10页/共58页3.固定铰链约束约束反力的指向随杆件受力情况的不同而相应地变化。第11页/共58页4.活动铰链(辊轴支座)约束约束反力的指向必定垂直于支承面，并通过铰链中心。第12页/共58页

3、5.固定端约束限制物体三个方向运动，产生三个约束反力。NAX第13页/共58页例1.画人口盖的受力图NxNyFWF受力图第14页/共58页2.3 平面汇交力系的合成及平衡条件平面汇交力系如果作用于刚体上的力系位于同一平面内,且汇交于一点,则成之为平面汇交力系.平面汇交力系的合成 几何法(平面四边形法)解析法(投影法)第15页/共58页2.3 平面汇交力系的合成及平衡条件第16页/共58页合力投影定理第17页/共58页多个力时合力投影定理第18页/共58页平面汇交力系的平衡条件静力平衡条件两个独立的方程,求解两个未知数!第19页/共58页例2 2 求ABAB、BCBC杆的受力BNBCTWNAB第

4、20页/共58页第21页/共58页2.4 平面力偶的合成和平衡条件F第22页/共58页力矩与合力矩定理力矩合力矩定理平面汇交力系的合力对于平面内任意点的力矩等于各分力对于该点的力矩的代数和.第23页/共58页力偶：作用在物体上一对大小相等、方向相反不共作用线的平行力 作用：使物体发生转动；力偶矩：力的数值与力臂的乘积 MF.d 规定：反时针转向的力偶矩为正力偶与力偶矩第24页/共58页实质：力偶中两个力对平面上任意点的代数和；等效力偶：同一平面内,两个力偶只要M相等方向相同，即为等效力偶。第25页/共58页力偶系的合成和平衡条件力偶系的合成方法第26页/共58页M1=F1d1,M2=F2d2将

5、M2化为等效力臂为d1的等效力K2，则K2M2/d1合力：RF1K2合力偶：M=Rd1=M1+M2第27页/共58页力偶系的合成和平衡条件1.力偶系的合成2.力偶系的平衡条件第28页/共58页2.5 平面一般力系的合成和平衡条件力系的平移原理基本力系:平面汇交力系和平面力偶系第29页/共58页平面一般力系向已知点的简化根据力线平移定理,平面一般力系的各力可以平移到作用面的任意一点,从而将原力系简化为一个平面汇交力系和一个平面力偶系,该点记为C,称为简化中心.简化后的力系可以表示为第30页/共58页平面一般力系的平衡条件处理方法：将平面一般力系转化为一组汇交力系和一组力偶系平衡条件：第31页/共

6、58页例3 求D点的反力和BD杆的受力第32页/共58页以E为支点：第33页/共58页BD为二力杆第34页/共58页今今日日作作业业复习:例题1 思考:5,6,11,13,习题:2-2，7，13，14预习:第三章第35页/共58页习题2-11(a)NAyNAxNBNB=7.05KN，NAX14.1KN，NAY=7.05KN第36页/共58页三力平衡定律第37页/共58页习题2-11(b)NAyNAxNBNB=10KN，NAX21.15KN，NAY=7.01KN第38页/共58页习题1-22(a)NAyNAXNB第39页/共58页习题 1-22(b)NAyNAXNB第40页/共58页等效力系 若

7、两个力系对同一刚体分别作用时,产生的效果完全相同,则称此二力系为等效力系.第41页/共58页合力 若一个力与某一力系对同一刚体分别作用时,产生的效果完全相同,则称此力系为该力系的合力.第42页/共58页平衡力系 若某一力系能够使得刚体保持平衡状态,则称此力系为平衡力系.第43页/共58页平衡状态 若物体相对于某一惯性参考系保持静止或作匀速直线运动,称此该物体处于平衡状态.第44页/共58页二力平衡公理 作用于刚体上的两个力使得刚体保持平衡的必要和充分条件是这两个力的大小相等,方向相反,且作用在同一直线上.第45页/共58页第46页/共58页第47页/共58页back第48页/共58页加减平衡力

8、系公理 在一刚体上任意加上或减去一个平衡力系,不会改变原力系对刚体的作用效果,这个公理称为加减平衡力系公理.第49页/共58页力的可传性原理 作用于刚体上的力可以沿其作用线上移动,而不会改变原力系对刚体的作用效果,这个原理称为力的可传性原理.第50页/共58页平行四边形法则 作用于某一点的两个力作用于某一点的两个力,其合力的作用线必然通过该点其合力的作用线必然通过该点,合力的大小合力的大小与方向可以由这两个力矢为邻边的平行四边形的对角线来表示与方向可以由这两个力矢为邻边的平行四边形的对角线来表示.这个法这个法则称为力的平行四边形法则则称为力的平行四边形法则.第51页/共58页三力平衡汇交定律

9、当刚体在三个力的作用下处于平衡状态时当刚体在三个力的作用下处于平衡状态时,若其中两个力的作用线若其中两个力的作用线相交于一点相交于一点,则第三个力的作用线必然通过该点则第三个力的作用线必然通过该点,且三力共面且三力共面.这个定律这个定律称为三力平衡汇交定律称为三力平衡汇交定律.第52页/共58页力线的平移定理 作用在刚体上作用在刚体上A A点的力可以平移到的点的力可以平移到的B B点点,但必须附加一个力偶但必须附加一个力偶,这这个附加力偶的矩等于原来的力对新作用点的矩个附加力偶的矩等于原来的力对新作用点的矩.这个定理称为力线平这个定理称为力线平移定理移定理.第53页/共58页第54页/共58页第55页/共58页第56页/共58页第57页/共58页感谢您的观看。第58页/共58页