静力学受力分析

的受力。
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40
W
FR2
FR1
圆盘的受力图
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41
C
分 析 A、C 二 处 约 束 力
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42
FBC ´
BC杆只有两端受力 →BC杆为二力杆
C FBC
二力杆( 二力构件)
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43
FR1 ´
FB
FA
O
三 力平衡 汇 交
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44
研究对象、分离体、受力图小结
1、受力分析－过程与方法
F1
F1
F1
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7
公理3：加减平衡力系公理
在作用于刚体的已知力系上，加上或减去任意一 个平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应。
推理1：力的可传性定理
作用在刚体上的力,可沿其作用线移动，不改 变它对刚体的作用
F A
B
B F2
F1
F
A
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A
F2
B
8
推理2：三力平衡汇交定理
刚体在三个力作用下处于平衡状态时，若其中两 个力相交于一点，则另一个力也必通过此点，且 三个力必处于同一平面内
二、静力学研究的主要内容： — 研究力系的合成和简化 —研究受力物体的平衡规律。
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1
三、几个重要的基本概念
1、平衡
物体相对于惯性坐标系（工程中通常指地面)保 持静止或匀速直线运动。
2、力是矢 力的三要素：
量
大小、方向 、作用线
3、力的单位：N（牛顿）、kN（千牛）
4、力系： 平面力系、空间力系
P
P
FN '
作用力和反作用力
(1) P 和 P’
FN
P’ 编辑ppt
(2) FN 和 FN’
10
公理5：刚化原理
变形体在某一力系作用下处于平衡，若将该 物体刚化为刚体，则平衡状态保持不变。
该公理的作用为:刚体静力学的结果可用于变形 体。
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11
§1-2 约束和约束力
一、有关概念
自由体:
非自由体（被约束体）: 研究对象
B
FC1x
FC2x
C1 FC1x
FC2 y
C2
FC2x
FC2 y
A
FC2 y
FC1y
B
FC1x
C FC2x
F 编辑ppt
29
C
Ⅰ
Ⅱ
A
B
Ⅰ
FAy
FC y
C
FC x
F C x C’
FC y
A
F Ax
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Ⅱ
FBy
B
F Bx
30
6、其它约束 (1)球 铰
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FRy FRx
FRz
外力：研究对象外部的物体对研究对象中各物 体的作用力
（2）作用力和反作用力，方向相反，作用在不 同物体上。
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47
（1）、确定研究对象
（2）、取隔离体
（3）、根据约束性质确定约束反力
（4）、画受力图（包括，主动力和约束反力）
特别注意： 判别：二力杆
判别：三力汇交平衡
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45
2、明确研究对象 研究对象的选取，要根据解题的需要，合理选择。
研究对象可以是单个物体，可以是由几个物体构成的 子系统，也可以是整体。
实例
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13
光滑接触面约束: 约束力作用于接触点，沿二个接触
面的公法线方向（若为尖点和面的
接触，则沿该面的法线方向）。
A
F NA
B
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F NB
14
A FA
o
B
FB
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15
光滑接触面约束: 约束力:
作用于接触点，
沿二个接触面
O2
的公法线方向
A
O1
FN A
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16
FR
F2
F RF 1F 2
F1
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4
公理1：力的平行四边形法则
F2
F2F RF 1F 2F1
F1
F RF 1F 2
F RF 1F 2
F2
三角形法则
将各分力首尾相连，然后从
F1
起点 → 终点，得到合力。
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5
F2
F RF 1F 2
正交分解：
F1
力的分解：
同样要根据平行四边形法则。
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17
FR
滑槽与销钉
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18
2、柔索 特点：只能受拉，不能受压。
实例：
FR
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19
柔索: 实 例
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20
3、光滑圆柱铰链约束
销 钉
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21
圆柱销约束力的分析
FR y
销钉
O
FR x
销
FR
钉 孔
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22
FRy FRx
销钉(铰链)
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23
4、滚动支座
y Fy
A
F α Fx
显然，力的分解是不 确定的，欲得到唯一 的分解结果，必须附 加一定的条件。
x
Fx F cos
F 编辑ppt y F sin
6
公理2：二力平衡公理
(刚体上仅作用两个力时，平衡的充要条件为：这两
个力大小相等、方向相反、位于同一直线上。）
特例：二力构 件（二力杆）
F2
F2
F2
三力平衡汇交定理刚体在三个力作用下处于平衡状态时若其中两刚体在三个力作用下处于平衡状态时若其中两个力相交于一点则另一个力也必通过此点且个力相交于一点则另一个力也必通过此点且三个力必处于同一平面内三个力必处于同一平面内推理推理22的作用
第一篇 静 力 学
引言
一、静力学：研究物体在力系作用下的平 衡条件的科学
31
球 股骨
球窝 盆骨
盆骨与股骨之间的球铰连接
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32
（2）止推轴承
FAy
A
A FAz
FAx
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33
§1-3 研究对象、分离体、受力图
受力分析－过程与方法
确定研究对象 取分离体；
根据约束性质确定约束力；
画受力图。
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34
受 力 分 析 示 例 (1)
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35
W
取 分离 体
3、画研究对象受力图时要画上
（1）作用在研究对象上的所有主动力 （2）作用在研究对象上的所有约束反力
约束反力要画在被约束体和约束的接触处 （用约束反力代替原先的约束）
约束力的方向与所阻碍的位移方向相反
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46
4、画研究对象受力图时要注意
（1）作用力
F3
C
F2
F2, B
O
F12
F1, A
F1
推理2的作用：当知道刚体只作用三个力时，可根据
已知的两个力，确定第三个编力辑pp的t 方向。
9
公理4：作用与反作用定律
两物体之间的相互作用力（作用力和反作用
力）总是同时存在的，两力大小相等，方向相反， 沿同一直线。但这两个力分别作用于两个物体上， 所以，这一对力不是一组平衡力。
平衡力系、等效力系、
合力
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2
第一章 静力学公理及物体的受力分析
§1-1 静力学公理
公理1：力的平行四边形法则
公理2：二力平衡公理 特例：二力构件（二力杆）
公理3：加减平衡力系公理
推理1：力的可传性定理 推理2：三力平衡汇交定理
公理4：作用与反作用定律
公理5：刚化原理 编辑ppt
3
公理1：力的平行四边形法则
FN
FN
FN
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24
5、固定铰支座
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25
A
FAx
FAy
固定铰支座
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26
圆柱铰链和固定铰链支座的进一步说明
C
Ⅰ
Ⅱ
A
B
固定铰链支座
C
圆柱铰链
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27
C
Ⅰ
Ⅱ
A
B
Ⅰ
FAy
FC y
C
FC x
F C x C’
FC y
A
F Ax
编辑ppt
Ⅱ
FBy
B
F Bx
28
C
Ⅰ
Ⅱ
FC1y
A
约束（约束体）： 对被约束体（研究对象）
的位移起限制作用的周围 物体
约束力：约束对被约束体（研究对象）的
作用力
约束力的方向：
与该约束所阻碍的位移方向相反
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12
二、平面问题中的几种常见的约束
1、光滑接触面约束
光滑： 接触面之间无摩擦
约束力： 作用于接触点，沿二个接触面 的公法线方向（若为尖点和面 的接触，则沿该面的法线方向）
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36
W
A B
FRA
FRB
画受力图
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37
受 力 分 析 示 例 (2)
F2 F1
F3 A
B
确定A、B二处的约束力
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38
FAy
A FAx
A
F2
F1
F3
B
B
FRB
取画 受分离力 体图
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39
受 力 分 析 示 例 (3)
1.画出圆盘的受力图；
2.比较AB 杆与BC 杆