第一章剛體的受力分析及其平衡定律

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1、化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)MachineryFoundationofChemicalEquipment主講教師：劉炳成學(xué)時(shí)：48學(xué)分：3.0課程性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)選修課6/30/20211Qingdaouniversityofscienceandtechnology我希望：你能喜歡我的課；我希望：你能勇于回答我的問(wèn)題；我希望：你能敢于向我提出問(wèn)題；我希望：你能通過(guò)我的課程，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，增強(qiáng)能力。我的希望6/30/20212Qingdaouniversityofscienceandtechnology1、物體的受力分析：分析物體（包括物體系）受哪些

2、力，每個(gè)力的作用位置和方向，并畫(huà)出物體的受力圖．2、力系的等效替換（或簡(jiǎn)化）：用一個(gè)簡(jiǎn)單力系等效代替一個(gè)復(fù)雜力系．3、建立各種力系的平衡條件：研究作用在物體上的各種力系的平衡條件，并應(yīng)用這些條件解決靜力學(xué)實(shí)際問(wèn)題．靜力學(xué)解決的三個(gè)問(wèn)題6/30/20213Qingdaouniversityofscienceandtechnology第一章剛體的受力分析及其平衡規(guī)律目錄第一節(jié)力的概念及其性質(zhì)第二節(jié)剛體的受力分析第三節(jié)平面匯交力系的簡(jiǎn)化與平衡第四節(jié)力矩、力偶、力的平移定理第五節(jié)平面一般力系的簡(jiǎn)化與平衡6/30/20214Qingdaou

3、niversityofscienceandtechnology第一節(jié)力的概念及其性質(zhì)一、力的概念力：物體間的相互作用，作用效果使物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變或者使物體發(fā)生變形。力的外效應(yīng)：使物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變；力的內(nèi)效應(yīng)：使物體發(fā)生變形。剛體：在力的作用下，其內(nèi)部任意兩點(diǎn)間的距離始終保持不變的物體.力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn).力是矢量．力有集中力和分布力之分。6/30/20215Qingdaouniversityofscienceandtechnology1、力的可傳性：作用在剛體上的力，可以沿力的作用線移動(dòng)到剛體的任一

4、點(diǎn)而不改變?cè)摿?duì)剛體的外效應(yīng)，注：該性質(zhì)僅適用于剛體。2、力的成對(duì)性（即作用與反作用定律）：力是物體對(duì)物體的相互作用，所以就兩個(gè)物體而言，作用力與反作用力永遠(yuǎn)是同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消失的，其大小相等，方向相反，作用線是重合的，但是分別作用于兩個(gè)物體的效應(yīng)不相同。二、力的基本性質(zhì)6/30/20216Qingdaouniversityofscienceandtechnology3、力的可合性：作用在物體上的兩個(gè)力可以合成為一個(gè)力；即兩個(gè)力對(duì)物體的作用可以用一個(gè)力來(lái)等效代替。4、力的可分性：力的平行四邊形法則6/30/20217Qingdaou

5、niversityofscienceandtechnology5、力的可消性：平衡力系：滿足平衡條件的力系稱(chēng)為平衡力系。（1）二力平衡定理作用在剛體上的兩個(gè)力，使剛體保持平衡的必要和充分條件是：這兩個(gè)力的大小相等，方向相反，且作用在同一直線上。構(gòu)件在二力作用下處于平衡，稱(chēng)它為“二力桿”6/30/20218Qingdaouniversityofscienceandtechnology（2）三力平衡匯交定理作用于剛體上的三個(gè)力使剛體處于平衡，那么這三個(gè)力不平行必匯交于一點(diǎn)。6/30/20219Qingdaouniversityofsc

6、ienceandtechnology第二節(jié)剛體(rigidbody)的受力分析一、約束和約束反力外力可分為兩類(lèi)：主動(dòng)力(load)：主動(dòng)引起物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變或使物體有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變趨勢(shì)的力，在工程中常稱(chēng)之為載荷。約束反力：阻礙物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的力。自由體（freebody)：位移不受限制的物體。如果物體只受主動(dòng)力的作用，且能夠在空間沿任何方向完全自由地運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為自由體；非自由體：如果物體的運(yùn)動(dòng)在某些方向上受到了限制而不能完全自由運(yùn)動(dòng)，則稱(chēng)之為非自由體。6/30/202110Qingdaouniversityofscienceandt

7、echnology約束(supports)：對(duì)非自由體的位移起限制作用的物體.約束力：約束對(duì)非自由體的作用力．1、柔軟體約束：由柔軟的繩索、膠帶或鏈條等構(gòu)成的約束。只有當(dāng)柔索等被拉直時(shí)才能起到約束作用；只能阻止非自由體沿柔索伸直的方向向外運(yùn)動(dòng)，而限制不了非自由體在其他方向的運(yùn)動(dòng)；6/30/202111Qingdaouniversityofscienceandtechnology2、光滑接觸面約束具有光滑接觸面（線、點(diǎn)）的約束（光滑接觸約束）。6/30/202112Qingdaouniversityofscienceandtechn

8、ology光滑支承接觸對(duì)非自由體的約束力，作用在接觸處；方向沿接觸處的公法線并指向受力物體，故稱(chēng)為法向約束力．6/30/202113Qingdaouniversityofscienceandtechnology3、鉸鏈約束（徑向軸承、圓柱鉸鏈、固定