工程力学第一章 ppt课件

画受力图的步骤是：1)确定研究对象。2)解除约束取分离体。3)在分离体上画出全 部的主动力和约束力。
应用举例
例1-6 图示重G的球体A，用绳子BC系在墙壁上。
C
FT
画球体A的受力图。
B
解：1.解除约束取分离体。
DA
FD
A
2.在分离体上画出主动力。 3.按约束力的画法画出约束力。
G
例1-7 图示三角钢架受外力F作用， 画左边AB的受力图。
C
D
d)
FAy
FD FD
小结
一、约束和约束力
限制物体运动的周围物体称为约束。限制物体运动或运动趋势的反作用力称为 约束力。 二、常见约束的力学模型 常见约束的约束模型—为柔体、光滑面、光滑铰链和固定端。
1.柔体约束 约束力沿柔体的中线，背离受力物体。
2.光滑面约束 约束力沿接触面的公法线，指向受力物体。 3.铰链约束 铰链分为中间铰、固定铰和活动铰。
约束力沿柔体的中线，背离受力物体，用符号FT表示。 如图a所示起吊机起吊重物
FT
若柔体包络了轮子一部分，如图b所示的链传 动或皮带传动等。
A
FT1 BA
FT2 B
通常把包络在轮上的柔体看成是轮子的一部 分，从柔体与轮的切点处解除柔体。约束力作用
于切点，沿柔体中线，背离轮子。
G
G
a)
FT2 F'T2
O1
必须指出的是，当中间铰或固定铰约束的是二力构件时，其约束力满足二力平衡条件 ，沿两约束力作用点的连线，方向是确定的。
例如 例1-3 图示结构，分析AB、BC杆的受力。
FB
A
例图1
C
A
FAx FAy
B F
FB'
FB B
C FC
例1-4 图示结构，分析AB、BC杆的受力。
F B
A
C
例图2
FB
B
B
FB' A
c)
如图a所示的起吊机轮轴。图b为在xy平面的力学简图，图c为yz平面的力学简图。
二、解除约束取分离体 在力学简图中把构件与它周围的构件分开， 单独画出这个构件 的简图称为解除约束取分离体。
三、受力图 在构件的分离上，按已知条件画上主动力(已知力)； 按不同约束模型的约 束力方向、指向及表示符号画出全部的约束力(未知力)，即得到构件的受力图。
O2
b)
O1
FT1
O2 F'T1
2.光滑面约束 只限制了物体沿接触面公法线方向的运动。
约束力沿接触面的公法线，指向受力物体。用符号FN表示。 如图a所示重为G的圆柱工件放在v形槽内，在A、B两点受到槽面约束，其约束力沿接
触面公法线指向工件。
A
B
a)
A GB
FNA
FNB
图b所示重为G的工件AB放入凹槽 内，在A、B、C点处与槽作用，其约 束力沿接触面公法线指向工件。
F
F
B
C
B
C
A
D
A FAx FAy
D FND
课堂练习 分析判断图示构件的约束力画得是否正确? 并改正图中的错误。
D
CB
FT C B FT
F FAx
F
A
A
a)
FA FAy
B
C DG A
b)
FB B FB
FD FD
C
பைடு நூலகம்
DG A
FA
B F
F
B FB FB
F
B
F
B
C
C
A
A
c) FAx
FA FAy
A
C
D FAx A
中间铰和固定铰支座的约束力过铰链的中心，方向不确定。通常用正交的分力 FNx,FNy表示。
活动铰支座的约束力过铰链中心，垂直于支承面，一般按指向构件画出。用符号 FN表示。
◆ 构件的受力图
△
一、构件的平面力学简图
把真实的工程结构或构件简化成能进行分析计算的平面图形，称为构件的平面力学 简图。
a)
b)
FAB
的受力图。
解：1.解除约束取分离体。
2.在分离体上画出主动力。
3.按约束力的画法画出约束力
F1 B
F1 B
F2
FB
F2
A
A
FAx
FAy
FA
固定铰约束的是三力构件时，约束力一般用正交分力表示。
F FCx FCy C
3）活动铰支座在固定铰支座的下边安装上滚珠称为活动铰支座
FN
FN
FN
例1-5 图示钢架ABCD，试分析其受力。
活动铰支座只限制构件沿支承面法线方 向的运动 。
活动铰支座的约束力过铰链中心，垂直 于支承面，一般按指向构件画出。用符号 FN表示。
F
解：1.解除约束取分离体。
A
2.在分离体上画出主动力。
3.按约束力的画法画出约束力。
B
F
B
FB
CA
FAx FAy
例1-8 图示为活塞连杆机构结构简图，试画活 塞B的受力图。
F
解：1.解除约束取分离体。
2.在分离体上画出主动力。
B
FN
3.按约束力的画法画出约束力
例1-9 图示三角钢架受外力F作用，画左边AB
A B b)
C A
FNA
C
G
FNC
B
FNB
3.铰链约束 用圆柱销钉连接的两构件称为铰链。
FNY FNX
F
F
FNY
FNX
1)中间铰 只限制了构件销孔端的相对移动，不限制构件绕圆柱销这一点的相对转动 。
2)固定铰支座 约束限制了构件销孔端的随意移动，不限制构件绕圆柱销这一点的转 动。
中间铰和固定铰支座的约束力过铰链的中心，方向不确定。通常用正交的分力FNx,FNy 表示。
C FC
课堂练习
练习1 图示结构，分析AB、CD杆的受 力。
练习2 图示结构，分析AB、BC杆的受 力。
D
C
A
B
F
F
A
B
C
练习3 指出图示各结构中哪些构件是二力构件? 哪些构件是三力构件?分析其受力的 方向能否确定?
1.柔体约束 由绳索、链条、皮带等柔性物形成的约束都可以简化为柔体约束模型。这 类约束只承受拉力，不承受压力。
例1-1 图示结构，分析AB、BC杆的受力。
FB
A
例1-1图
CA FA
F B FB B FB'
1.分离出AB、BC杆 2.对BC杆进行受力分析 3.对AB杆进行受力分析
C
FC
例1-2 图示结构，分析AB、BC杆的受力。
F
FB
F
B
BB
A
C A FB'
例1-2图
FA
1.分离出AB、BC杆 2.对AB杆进行受力分析 3.对BC杆进行受力分析