工程力学第三章 受力分析 ppt课件

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工程力学第三章 受力分析(课堂PPT)

工程力学第三章 受力分析(课堂PPT)

1
31
解:
1.杆AB的受力图。
2. 活塞和连杆的受力图。
E D
B
Aq
C q
B
FBA
A
FA
3. 压块 C 的受力图。
q
FCB
FAB
q
C FCx
F
B
q
FBC
1 FCy
32
例题7
D
A
K
q
C
E
BⅠ Ⅱ
P
如图所示平面构架,由杆AB , DE及DB铰接而成。钢绳一端拴 在K处,另一端绕过定滑轮Ⅰ和 动滑轮Ⅱ后拴在销钉B上。重物 的重量为P,各杆和滑轮的自重 不计。(1)试分别画出各杆, 各滑轮,销钉B以及整个系统的 受力图;(2)画出销钉B与滑轮 Ⅰ一起的受力图;(3)画出杆 AB ,滑轮Ⅰ ,Ⅱ ,钢绳和重物 作为一个系统时的受力图
处必有力,力的方向由约束类型而定。
要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对 2、不要多画力 于受力体所受的每一个力,都应能明确地指出
它是哪一个施力体施加的。
1
18
3、不要画错力的方向 约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画,不 能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析 两物体之间的作用力与反作用力时,要注意,作用力 的方向一旦确定,反作用力的方向一定要与之相反, 不要把箭头方向画错。
BB
D
F
A
C
1
7
解: 1. 杆 BC 的受力图。
BB
D
F
A
C
1
FB B
C
FC
8
2. 杆AB 的受力图。
BB
D
F
A
正交分解

结构力学 -受力分析PPT教学课件

结构力学 -受力分析PPT教学课件
A
FAy
a1
Bx
FBy
若约束反力 FAy 、FBy 已求得, 用截面法可以求梁指定横截 面 I—I 上的内力 :
Fy 0 qa FSy FAy 0
FSy FAy qa
A
qa q FSy
FAy
a C Mz
剪力为该截面一侧横向力的代数和
MC 0
a
M Z qa 2 FAy a 0
第三章 静定结构受力分析
2020/12/10
1
静定结构受力分析
几何特性:无多余联系的几何不变体系 静力特征:仅由静力平衡条件可求全部反力内力 求解一般原则:从几何组成入手,按组成的相反
顺序进行逐步分析即可 本章内容:
静定梁;静定刚架;静定桁架;静定组合结构; 平面薄壁结构;空间薄壁结构 学习中应注意的问题:多思考,勤动手。本章是后面 学习的基础,十分重要,要熟练掌握!
2020/12/10
2
§3-1 静定梁受力分析
一.单跨梁
1.单跨梁支反力
例.求图示粱支反力
A Fp FAx
解:
FX 0 FAx 0
B
FY 0 FBy F p()M2020/12/10
L/2 L/2 FBy
M A 0 M Fp L / 2( )
3
2.截面法求指定截面内力
剪力与弯矩
q1
MZ
FAya
qa2 2
2020/12/10
弯矩为该截面一侧横向力对截面中心力矩的代数和4
2020/12/10
5

工程力学受力分析课件

工程力学受力分析课件
工程力学受力分析课件
目录
• 工程力学基础 • 受力分析方法 • 常见受力分析 • 受力分析实例 • 受力分析应用
01
工程力学基 础
力的概念与性 质
总结词
详细描述
力的分类与表示
总结词
力的分类与表示方法
详细描述
根据力的作用效果,可以将力分为拉力、压力、剪切力、扭转力等。根据力的作 用方式,可以分为集中力和分布力。力的表示方法包括解析法和图示法。
力的合成与分解
力的合成
力的分解
03
常见受力分析
重力分析
重力
大小
方向 作用点
摩擦力分析
静摩擦力 滑动摩擦力
方向 大小
弹力分析
弹性形变

弹力
方向 大小
04
受力分析实例
斜面受力分析
总结词
斜面受力分析是工程力学中常见的问题,主要研究斜面上 物体所受的力以及这些力对物体运动状态的影响。
公式
在斜面受力分析中,常用的公式包括力的分解和合成、摩 擦力公式等。
力的平衡与作用
总结词
力的平衡条件与作用原理
详细描述
力的平衡是指物体受到的合力为零,保持静止或匀速直线运动状态。力的作用原理包括牛顿第三定律和作用与反 作用定律,即作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用线共线。
02
受力分析方法
隔离法与整体法
隔离法 整体法
牛顿运动定律
第一定律 第二定律 第三定律
详细描述 实例
05
受力分析应用
工程结构设计
建筑结构设计
1
桥梁结构设计
2
水利工程设计
3
机械运动分析
01
02

工程力学教学课件 第3章 平面任意力系

工程力学教学课件 第3章 平面任意力系

A
MA
FAx
A
简 化
2021/7/22
FAy
11
一、简化结果分析
3.2

面 任
F1
A1
F2
O A n A2
M O FR'
O

Fn

系 的 简 化
1 . F R ' 0 ,M o 0
2 . F R ' 0 ,M O 0
结 果
3 . F R ' 0 ,M O 0 4 . F R ' 0 ,M O 0
的 简 化
此时主矩与简化中心的位置无关。
3、主矢不等于零,主矩等于零 (F R ' 0 ,M O 0 )
结 果
此时平面力系简化为一合力,作用在简化
中心,其大小和方向等于原力系的主矢,即
FRF
2021/7/22
13
一、简化结果分析
3.2 4、主矢和主矩均不等于零 (F R ' 0 ,M O 0 )

此时还可进一步简化为一合力。


FR'
FR'
FR
FR
意 力
O M O O
O
d
O
O
O
d
系 的 简 化
FR'' M O m O ( F R ) F R d F R 'd 于是
d M
F
由主矩的定义知:M O m O (F i)
O ' R
结 所以:
m O (F R ) m O (F i)
果 结论:平面任意力系的合力对作用面内任一点之矩
杆所受的力。
A
45

第3章-工程力学PPT优秀课件

第3章-工程力学PPT优秀课件
合成为一作用于汇交点的合力FR,
FR=F1+F2+…+Fn=∑Fi
(3.4
将上式向x、y、z三坐标轴上投影,
FRx=∑Fx
FRy=∑Fy FRz=∑Fz
(3.5
式(3.5)又称合力投影定理,它表明合力在某一轴上的投 影等于各分力在同轴上投影的代数和。
2021/6/3
9
第3章 空间力系的平衡
【例3.1】 如图3.4所示为一圆柱斜齿轮,传动时受到啮合 力F的作用,若已知F=7 kN, α=20°、β=15°,求F沿坐标 轴的投影。
2021/6/3
11
第3章 空间力系的平衡
3.2 力 对 轴 之 矩
3.2.1 力对轴之矩的计算
在工程实际中,经常遇到刚体绕定轴转动的情形, 为了度 量力使物体绕定轴转动的效果,我们引入力对轴之矩的概念。
如图3.5所示,可把推门的力F分解为平行于z轴的分力Fz和
垂直于z轴的平面内的分力Fxy。由经验可知,分力Fz不能使静止
160
F Az F r2 A
200 160
F t2
r2
r1
F B2
B
A NA
NC B
2m
NB
F Ax
F r1 F t1 F B x
(b )
(c )
2
图 3.1
第3章 空间力系的平衡
3.1 力在空间直角坐标轴上的投影
3.1.1
力在空间直角坐标轴上的投影定义与在平面力系中的定义 相同。若已知力与轴的夹角,就可以直接求出力在轴上的投影, 这种求解方法称为直接投影法。
的门转动,力Fz对z轴的矩为零,只有分力Fxy才能使静止的门绕
z轴转动。现用符号Mz(F)表示力F对z轴之矩。点O为Fxy所在

理论力学课件 受力分析与受力图、第三章

理论力学课件  受力分析与受力图、第三章

5、球铰链
约束结构: 由一物体的球部嵌入另一物体的球窝构成。

约束特性: 允许物体绕球心转动,不能沿半径移动。

约束反力: 通过球心,方向不能预先确定,通常用三个正交分力F x,F y,F z来表示。

人造髋关节
二力杆工程实例
固定端约束除了加约束力,还要加上约束力偶。

运动学角度:固定端既限制线位移,又限制角位移,如果只有约束力,则构件将转动。

必须有约束力偶才行。

力系简化角度:固定端所受的力是一个复杂的平面任意力系,力系向端部某点简化的结果是一力和一力偶。

CD是不是二力
杆?
2.3 受力分析与受力图
刚化原理:若变形体在某一力系作用下处于平衡,则将此变形体刚化为刚体,其平衡状态保持不变。

只有刚化原理没有软化原理。

1. 右拱BC 的受力图。

C
B
解:
F C
F B
2. 左拱AC 的受力图。

A C
F
F Ax C F
F Ay。

工程力学:第三章 空间问题的受力分析

工程力学:第三章 空间问题的受力分析

。CDB平面与水平
面间的夹角
,物重
。如起重杆的重量不计,试求
起重杆所受的压力和绳子的拉力。
解:取起重杆AB与 重物为研究对象。
取坐标轴如图所示。 由已知条件知:
列平衡方程 解得
§3-3 力对轴的矩 力F对z轴的矩就是分力Fxy 对点O的矩, 即
力对轴的矩是力使刚体绕该 轴转动效果的度量、是一个 代数量。
空间力偶系平衡的必要和充分条件是:该力偶系的合力偶矩等 于零,亦即所有力偶矩矢的矢量和等于零,即
由上式,有 欲使上式成立,必须同时满足
空间力偶系未知量)
空间力偶系平衡的必要和充分条件为:该力偶系中所有各力偶 矩矢在三个坐标轴上投影的代数和分别等于零。
§3-5 空间任意力系的平衡方程
可将上述条件写成空间任意力系的平衡方程
注:1.与平面力系相同,空间力系的平衡方程也有其它的形式。 2.六个独立的平衡方程,求解六个未知量。 3.可以从空间任意力系的普遍平衡规律中导出特殊情况的 平衡规律,例如空间平行力系、空间汇交力系和平面任意 力系等平衡方程。
例:设物体受一空间平行力系作用。 令z轴与这些力平行,则
绝对值: 该力在垂直于该轴的平面上的投影对于 这个平面与该轴的交点的矩的大小。
正负号: 从z轴正端来看,若力的这个投影使物体绕该轴 按逆时针转向转动,则取正号,反之取负号。
也可按右手螺旋规则来确定其正负号,如图所 示,姆指指向与z轴一致为正,反之为负。
当力与轴在同一平面时,力对该轴的矩等于零:
(1)当力与轴相交时 (此时h=0);
(三个方程,可 求解三个未知量)
空间汇交力系平衡的必要和充分条件为:该力系中所有各力 在三个坐标轴上的投影的代数和分别等于零。

《工程力学第三章》PPT课件

《工程力学第三章》PPT课件
F A y - F Q - F W + F T B sin= 0
FA= y - l- l xFW+F2Q
h
15
平面力系的平衡条件与平衡方程
平面一般力系的平衡条件与平衡方程-例题 1
FTB=FWlxs+ iF nQ2l=2FlWxFQ
解: 3.讨论 由结果可以看出,当x=l,即电动机移动到吊车大梁 右端B点处时,钢索所受拉力最大。钢索拉力最大值为
因此,力系平衡的必要与充分条件是力系的主矢和对任意一 点的主矩同时等于零。这一条件简称为平衡条件
满足平衡条件的力系称为平衡力系。 本章主要介绍构件在平面力系作用下的平衡问题。
h
8
平面力系的平衡条件与平衡方程
平面一般力系的平衡条件与平衡方程
对于平面力系,根据第2章中所得到的主矢和主矩 的表达式,力系的平衡条件可以写成
吊 车 大 梁 AB 上 既 有 未 知 的 A 处 约 束力和钢索的拉力,又作用有已知的 电动机和重物的重力以及大梁的重力。 所以选择吊车大梁AB作为研究对象。 将吊车大梁从吊车中隔离出来。
h
12
平面力系的平衡条件与平衡方程
平面一般力系的平衡条件与平衡方程-例题 1
解: 1.分析受力
建立Oxy坐标系。 A处约束力分量为FAx和FAy ;钢 索的拉力为FTB。
平面一般力系的平衡条件与平衡方程-例题 1
解: 2.建立平衡方程
Fx=0
MAF= 0
- F Q2 l- F W xF T Blsi= n0
FTB=FWlxs+ inFQ2l=2FlWxFQ
FAxFTBco= s0
Fy=0
F A= x 2F W x lF Q l co= s3 3 0 F lW xF 2 Q
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31
解:
1.杆AB的受力图。
2. 活塞和连杆的受力图。
E D
B
Aq
C q
B
FBA
A
FA
3. 压块 C 的受力图。
q
FCB
FAB
q
C FCx
F
B
q
FBC
FCy
32
例题7
D
A
K
q
C
E
BⅠ Ⅱ
P
如图所示平面构架,由杆AB , DE及DB铰接而成。钢绳一端拴 在K处,另一端绕过定滑轮Ⅰ和 动滑轮Ⅱ后拴在销钉B上。重物 的重量为P,各杆和滑轮的自重 不计。(1)试分别画出各杆, 各滑轮,销钉B以及整个系统的 受力图;(2)画出销钉B与滑轮 Ⅰ一起的受力图;(3)画出杆 AB ,滑轮Ⅰ ,Ⅱ ,钢绳和重物 作为一个系统时的受力图
FAx A FAy
表示法二
C
F C
23
例题2
A
60
D
B
如图所示,重物重G = 20 kN, 用钢丝绳挂在支架的滑轮B上,钢 丝绳的另一端绕在铰车D上。杆AB
与BC铰接,并以铰链A,C与墙连
30
接。如两杆与滑轮的自重不计并忽
G
略摩擦和滑轮的大小,试画出杆AB
C
和BC以及滑轮B的受力图。
24
解: 1.杆AB的受力图。
BB
D
F
A
C
7
解: 1. 杆 BC 的受力图。
BB
D
F
A
C
FB B
C
FC
8
2. 杆AB 的受力图。
BB
D
F
A
正交分解
FB
B
FD
C
FAy
A
FAx
第一种画法
三力平衡汇交
FB
B D
H
F
A
FA
第二种画法
9
例4
A
F
H
D
E
B
C
如图所示,梯子的两部分 AB和AC在A点铰接,又在 D ,E两点用水平绳连接。 梯子放在光滑水平面上, 若其自重不计,但在AB的 中点处作用一铅直载荷F。 试分别画出梯子的AB,AC 部分以及整个系统的受力 图。
4、受力图上不能再带约束。 即受力图一定要画在分离体上。
19
5、受力图上只画外力,不画内力。 一个力,属于外力还是内力,因研究对象的不同,有 可能不同。当物体系统拆开来分析时,原系统的部分 内力,就成为新研究对象的外力。
6 、同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致,相 互协调,不能相互矛盾。 对于某一处的约束反力的方向一旦设定,在整体、局 部或单个物体的受力图上要与之保持一致。
7 、正确判断二力构件
20
物体的受力分析
PF
C
A
B
如图所示的三铰拱 桥,由左右两拱桥铰接 而成。设各拱桥的自重 不计,在拱上作用有载 荷F,试分别画出左拱 和右拱的受力图。
21
解:
FC
P
A
B
1. 右拱 BC 的受力图。
FC
C
B FB
22
2. 左拱 AC 的受力图。
F
表示法一
F
D
C
F C
A
FA
F
10
F
H D B
解: 1.梯子AB 部分的受力图。
FAy
A
FA
FAx
H
E
FB
FD
D
C B
2.梯子AC 部分的受力图。
F Ax
A
F Ay
FC
F E
E
C
11
3.梯子整体的受力图。
A
F
H
D
E
B
C
F
A
H
FB
D B
FC
E C
12
[例5] 画出下列各构件的受力图
O
C
E
D
Q
A
B
13
O
C
E
D
Q
A
B
Ncx Ncy
E
A F
q
P1
HG C
D B
P2
29
例 题 4 解:
1.物块 B 的受力图。
2. 球A 的受力图。
FE E
FD D B
P2
E
A F
q
P1
HG C
D B
P2
A F
P1 FF
I H
FH
G
C
FC
FG
3.滑轮 C 的受力3图0 。
例题6
E D
B
Aq
C q
如图所示压榨机中,杆AB 和BC的长度相等,自重忽略 不计。A ,B,C ,E处为铰 链连接。已知活塞D上受到油 缸内的总压力为F 。试画出 杆AB ,活塞和连杆以及压块 C的受力图。
都需要分析物体的受力情况。 1.分离体(研究对象) 2.受力分析 3.受力图 作用在物体上的力有:主动力,被动力(约束反力)。
3
二、受力分析的步骤
① 取研究对象; ② 取分离体; ③ 画上主动力; ④ 找接触点或连接点; ⑤ 画出约束反力。
4
例1 画出图中的球和杆AB的受力分析图
解: B P
B
SBC N2
600 A
N1 C
N2 A
P
XA
YA
画约束反力时,一定要按照约束的固有性质画图,
切不可主观臆断!
5
例2 画出图中球O与杆AB的受力分析图
6
例3
等腰三角形构架ABC 的顶点 A,B,C 都用铰链连接,底边 AC固定,而AB 边的中点D 作用 有平行于固定边AC 的力F,如图 所示。不计各杆自重,试画出杆 AB 和BC 的受力图。
内容回顾
约束的基本类型和约束反力的特点
1.柔性约束 2.光滑面约束 3.光滑铰链约束
①圆柱形销钉连接 ②固定铰支座 ③活动(可动)铰支座(辊轴支座)
1
本次课主要内容
• 教学内容: 物体的受力分析、受力图
• 教学目标:
熟练掌握物体受力分析和画受力图的方法。
2
§1-4 物体的受力分析和受力图
一、受力分析 无论是研究物体的平衡还是研究物体的运动规律,
A
FAB
A
FBC
30
B
G
C
FCB C
B
FBA
25
A
60
D
30
C
3. 滑轮B ( 不带
销钉)的受力图。
B
FBy
F2
D
FBx
G
F1
4. 滑轮B ( 带销 钉)的受力图。
F2
FBA 30
B
60
FBC
F1
26
例 题3
用力F 拉动碾子以轧平路面,重为P 的碾子 受到一石块的阻碍,如图所示。试画出碾子的受 力图。
F
A P B
27
例 题3
F
解:
碾子的受力图为:
F
A P B
P
A B
FNA
FNB
28
例 题4
在图示的平面系统中,匀质 球A 重P1,本身重量和摩擦不计 的理想滑轮C 和柔绳维持在仰角
是q 的光滑斜面上,绳的一端挂
着重P2的物块B。试分析物块B , 球A和滑轮C的受力情况,并分 别画出平衡时各物体的受力图。
处必有力,力的方向由约束类型而定。
要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对 2、不要多画力 于受力体所受的每一个力,都应能明确地指出
它是哪一个施力体施加的。
18
3、不要画错力的方向 约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画,不 能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析 两物体之间的作用力与反作用力时,要注意,作用力 的方向一旦确定,反作用力的方向一定要与之相反, 不要把箭头方向画错。
NBx NBy
N’cy
N’cx
14
[例6] 画出下列各构件的受力图
15
尖点问题
应去掉约束
应去掉约束
16
[例7] 画出下列各构件的受力图
17
三、画受力图应注意的问题
1、不要漏画力
除主动力外,只要物体相互接触,就一定存 在有机械作用。要分清研究对象(受力体)
都与周围哪些物体(施力体)相接触,接触
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