4物体系统的受力分析

例1 图所示的结构由杆ABC、CD与滑轮B铰接组成。物体重W，用绳子挂在滑 轮上。设杆、滑轮及绳子的自重不计，并不考虑各处的摩擦，试分别画出滑轮 B（包括绳子）、杆CD、ABC及整个系统的受力图。
D
E
A B
FBY FTE FBX
C
FD
D
45°
H
FTH
C
G
F'BX
F'C
C
FD FTE FAX
A
D
FAX
C
G2
FN FN
画AB杆、BC杆、整体的受力图。
q
A
D
F
B
C
α
q FAX
A D B
FBX FBY q
F'BY q F'BX
B
F
αC
FCY
FAY
FDY
D
FAX
A
B
F
α
C
FAY
FDY
FCY
画AB折 杆、CD 折杆、整 体的受力 图。 A
q
F
C
B
D C
q F
FAX
FCX FCY FAX
A B A
B
D
FAY
FBY
FDY
q F'CY
F'CX C F
FAY
FBY
D
FDY
画GF杆、AB杆、CD杆受力图。
A
F
C
B F E
D
A
FAX FAY
G
F
B
FF
F G C
F'BY FEX F'F
E B D
FBY
FG
FEY
二、结构的计算简图
计算简图实际结构的简化模型
选用原则是：反映实际结构的主要性能；同
时便于分析和计算 包括以下内容的简化： 1.支座的简化 将工程结构的真实支座简化为力学中的理 想支座。
B FB
C FCY
FCX F´CX
F´CY
FD
【例3】三铰拱ACB如图所示。C处为铰链连接，A和 B处都是固定铰支座。在拱AC上作用有荷载P。若不 计拱的自重，试画出拱AC、BC及整体的受力图。
FC F´C FAX FB FAY
F´C FAX FAX FAY FAY FB
例4：试对图示人字梯各部分及整体进行受力分析。
力图是否正确？原因何在？


FD
D
FAX
FAY P1 FD
P2
FD
C D FAX C FAY P1 FD
FC
P2
FC
【例2】下图所示为一组合梁。梁受主动力P的作用。 C处为铰链连接，A处是固定铰支座，B和D处都是可 动铰支座。若不计梁的自重，试画出梁AC、CD及整 个梁AD的受力图。
FAX A FAY FB C
D
FD
FAX A FAY
C
C
FT
D G B E
FD FC
D
EFE
FCX C
C
F'D FAX A FAY
F'E
B
G
FNB
C
FT
D
G A B D C E
C
FT
E G
F'C1 FT FAX A FAY
B
FNB
D
G
FAX
F'D FAY
A
例:试对小球进行受力分析。
绳子
FTA A A G G F B
FTB B G
G
F A C B
FN1
α
FAX
A B
FAY F B
FB
画AC杆、BD 带滑轮、整体 受力图。
D
C
A
B
D
A
F'A
B
FBX FBY
FT
G
D A
FC
C
FT FT
C
FC
B
FBX FBY
FA
A
FT G
画AB杆、C物、 整体受力图。
B
A A
FAX
G1
FAY
FBXB G1
G2 C
FBY
FAX FAY
B
A
F'BY F'BX
G2
C
G1
FN2
例:试对AD杆和重物进行受力分析。
D
C
B A
FT1
G
D FNB FNA A B C FT
G
例:试对AB杆进行受力 分析AB杆。
q A q FAX A
F B α
F
B
FAY
FB
BA
F FAX FAY 60°
a 3
60° F q
q
a 3
a 3
FB
例:试对AB杆进行受力 分析。
F
A
B
F
q A q FAX A FAY F B
二、结构的计算简图
2.结点的简化
结构中的杆件的交点称为结点 结构计算简图中的结点有：铰接点、刚结点、组 合结点等三种。 （1）铰接点：约束杆端的相对线位移、铰接点上各 杆件端部的夹角可以发生改变。 （2）刚结点：刚结点上各杆件刚性连接。杆件受荷 载作用产生变形时，结点上各杆件端部的夹角不发 生改变，相互约束杆端的相对位移及转动。 (3)组合结点：铰接点和刚接点的组合形式。
二、结构的计算简图
3.荷载的简化
（1）荷载的分类： A.按其作用在结构上的时间分为恒载和活荷载 B.按其作用在结构上的分布情况分为分布荷载和集中 荷载 C.按作用在结构上的性质分为静力荷载和动力荷载 （2）在计算简图中一般将荷载简化为作用在构件 纵向轴线上的线荷载、集中力和集中力偶
思考题 如图所示，各物体处于平衡，试判断各图中所画受
物体系统受力分析及受力图
教学目标：
1、熟练画受力图的步骤及方法 2、掌握物体系统受力分析过程 3、会画单个物体和系统的受力图 4、了解结构计算简图的内容
重 点
1、画受力图的步骤及方法 2、画物体受力分析图注意的事项。
难 点
约束类型的判断及约束反力的正确画法
一、物体系统的受力图 几个物体通过一定的连接组合在一起称为物体系统。分析受力时步骤与单 个物体相同，当画系统整体时把整个系统看作一个物体进行受力分析，当分析 系统一部分时把研究对象从系统中脱离出来，并注意拆开处的约束反力是作用 力和反作用力的关系。 例1、某三角支架，其结构和受力如图所示，试对AB,CD杆进行受力分析。
AБайду номын сангаас
B F'BX
45° B
FAY
FAY
FTH
C
例: 如图所示为一简易起重架计算简图。它 由三根杆AC、BC和DE连接而成，A处是固定铰 支座，B处是滚子，相当于一个可动铰支座， C处安装滑轮，滑轮轴相当于销钉。在绳子的 一端用力FT拉动使绳子的另一端重量为G重物 匀速缓慢地上升。设忽略各杆以及滑轮的自 重。试对重物连同滑轮、DE杆、BC杆、AC杆、 A AC杆连同滑轮和重物、整个系统进行受力分 析并画出它们的受力图。 FCY
FC
F
绳子
C
C
F
F´C
FE
A
D E C B B
FD
FA
F
FB
A
D
E
FA
FB
通过以上各例的分析，现将画受力图时应注意的几点归纳 如下： （1） 使用常用的字母和符号标注各个约束反力。注意按 照原结构图上每个构件或杆件的尺寸和几何特征作图 （2） 约束反力与约束类型相对应 （3） 注意作用与反作用关系 （4） 只画外力，系统内各物体之间的相互作用是内力， 不需要画出 （5） 不要多画也不要漏画任何一个力；同一约束反力， 它的方向在各物体的受力图中必须一致。 （ 6）正确判断二力杆，二力杆中的两个力的作用线沿力作 用点的连线，且等值、反向