第一章物体的受力分析与平衡

1.2.2 常见的约束类型及其反力
3 光滑圆柱铰链约束 （4）固定端约束
悬臂梁等
约束反力可用一个力 偶和两个相互垂直的 分力表示。（一个力 偶，两个分力）
2020年8月12日6时19分
1.2.3 受力图
➢受求力解图静是力力平学衡计的算问的题依时据，。必画须物首体先受进力行图受时力须分注析意，： 的将画全研出部(1究其主) 首对 所动先力象 受将和从 全分约周 部析束围 力对反象的的力从约简(代系束图替统中，系中统分称分中离为离的出出受原来来力有，，约图画即束。出)解其。除所受约束。
FR F12 F22 2F1F2 cos
arctan F2 sin F1 F 2cos
1.1.4 静力学公里
4 力的平行四边形法则（力的合成与分解）
➢力ห้องสมุดไป่ตู้的合成
F3 F4
F5
O
F2 F1
O F1
F5 E
D
FR
FR3
F4
FR2
C
FR1
F3
B
A F2力多边形OABCDE
将需要合成的各力平移后首尾相连，最后自第一个 力的起点到最后一个力的终点，连接一条直线矢量，即 2020年8月1是2日6平时19面分 汇交力系的合力。
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1.1 力学的基本概念
1.1.3 平衡的概念
➢ 平衡是物体相对于地球处于静止或匀速 直线运动的状态。运动是绝对的，静止是相 对的。
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1.1.4 静力学公理
1 二力平衡理论
➢充要条件：大小相等、方向相反、且作用在同一
直线上（二力等值、反向、共线）。
F
F
对于变形体而言，二力平衡公理只是必要条件， 但不是充分条件。如绳子。
➢二力杆：仅受二力作用的物体(二力体)为杆件。 二力杆(体)上二平衡力作用点的连线就是力的作用 线。
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1.1.4 静力学公里
2 力可传性原理
➢作用在刚体上某点的力， 可以沿着它的作用线移动到 刚体内任意一点，并不改变 该力对刚体的作用效应。
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1.2 约束、约束反力与受力图
1.2.1 约束与约束反力
➢ 主动力 使机构运动或有运动趋势的力。
➢ 约束 限制物体运动的条件。
➢ 约束反力 约束限制构件运动而给构件的力。
主动力 约束
约束反力
反力的作用点：约束与非自由体的接触点 反力的方向：总是与该约束所能限制的运动方向相反 反力的大小：总是未知的。 在静力学中可以利用相关平衡条件求出约束反力。
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1.2.2 常见的约束类型及其反力
3 光滑圆柱铰链约束 （1）固定铰链支座约束（如门上的合叶等）
约束反力通过铰链中心，方向和大小未知(两 个未知数),根据具体情况而定。可将约束反力分解 为作用线过铰链中心, 相互垂直的两个分力。
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1.2.2 常见的约束类型及其反力
n2 O2 Fr
n1 O1
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1.1.4 静力学公里
5 三力平衡汇交定理 ➢作用在刚体上三个相互平衡 的力，若其中两个力的作用线 汇交于一点，则第三个力的作 用线通过汇交点。
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1.1.4 静力学公里
6 作用与反作用定律
➢两物体间的作用力与反作用力总是同时存在， 且大小相等、方向相反、沿同一条直线，分别作 用在这两个物体上。 ➢ 作用力与反作用力互相依存、同时出现、同时 消失，分别作用在相互作用的两物体上。 ➢ 作用力与反作用力与二力平衡公理中的两个力 有着本质的区别。
4 力的平行四边形法则（力的合成与分解）
➢作用在刚体上的两个相交于一点的力，可以合成为一个合
力。合力的作用点也在该点，合力的大小、方向，三由角这两形个法则
力为边构成的平行四边C形的对角线确定。
B FR
F2
O
F1 A
简化
FR
O
F1
FR F1 F2
C F2 A
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合力大小 合力方位
第一章 物体的受力分析与平衡
本章主要内容
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本章主要内容
1．力学的基本概念 2．约束、约束反力与受力图 3．物体的受力平衡 基本要求： 1) 掌握静力学公理； 2) 会分析零件的受力。 重点内容：零件的受力分析及计算。
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1.1 力学的基本概念
力对刚体的作用取决于： 力的大小、方向和作用线。
弹性体不适用！！！
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1.1.4 静力学公里
3 加减平衡力系平衡 ➢力系：作用在物体上的几个力或一组力 ➢在已知力系上加上或者减去任意平衡力系， 并不改变原力系对刚体的作用。
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1.1.4 静力学公里
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1.2.2 常见的约束类型及其反力
1 柔索约束 ➢由柔软的绳索、三角带、链条等构成的约束成 为柔索约束。柔索给约束物体的力一定沿柔索方 向，且只能是拉力。
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1.2.2 常见的约束类型及其反力
2 光滑接触面约束 ➢物体与光滑支承面接触时产生的约束，方向沿 接触面的公法线，且指向被约束物体。 ➢只能受压，不能受拉。 ➢不计摩擦。
3 光滑圆柱铰链约束 （2）活动铰链约束
只能限制物体沿支承面的法线方向运动。约 束反力通过铰链中心，垂直于支承面；不能承受 x轴方向的力。
作用？
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1.2.2 常见的约束类型及其反力
3 光滑圆柱铰链约束 （3）中间铰链约束
其约束反力一般也用两个正交分量表示
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1.1.4 静力学公里
4 力的平行四边形法则（力的合成与分解）
➢力的分解
与力的合成不同（两个(或以上)力
F3 F5
的合成只有一个合力），而力的分解
FR
若没有其他限制，可有多种分解方法。 F1 可分解为大小、方向都不同的两个(或
F2 F6
以上)分力。
F4
Fn
Ft
工程上常将一个力分解为方 向已知的相互垂直的两个(平面 力系)或三个(空间力系)分力。
1.1.1 力的概念
➢ 力的定义：物体间的相互机械作用，使 物体的运动状态或形状尺寸发生改变。
➢ 力的外效应：力使物体运动状态发生改 变的效应
➢ 力的内效应：力使物体产生变形的效应 ➢ 力的三要素：大小、方向、作用点 ➢ 力的单位：N（牛顿）
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1.1 力学的基本概念
1.1.2 刚体的概念 ➢ 刚体的定义：在任何力的作用下，物体的大小 和形状都保持不变的物体（其实是忽略微小变 形的理想化结果）。（理论力学） ➢ 弹性体：在研究物体受力与变形关系时,认为零 件是弹性体。（材料力学）