剛體的受力分析及其平衡定律

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1、化工設(shè)備機械基礎(chǔ)MachineryFoundationofChemicalEquipment主講教師：劉炳成學時：48學分：3.0課程性質(zhì)：專業(yè)選修課7/15/20211Qingdaouniversityofscienceandtechnology我希望：你能喜歡我的課；我希望：你能勇于回答我的問題；我希望：你能敢于向我提出問題；我希望：你能通過我的課程，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，增強能力。我的希望7/15/20212Qingdaouniversityofscienceandtechnology1、物體的受力分析：分析物

2、體（包括物體系）受哪些力，每個力的作用位置和方向，并畫出物體的受力圖．2、力系的等效替換（或簡化）：用一個簡單力系等效代替一個復(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實際問題．靜力學解決的三個問題7/15/20213Qingdaouniversityofscienceandtechnology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

3、化與平衡7/15/20214Qingdaouniversityofscienceandtechnology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械運動狀態(tài)發(fā)生改變或者使物體發(fā)生變形。力的外效應(yīng)：使物體的機械運動狀態(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.力是矢量．力有集中力和分布力之分。7/15/20215Qingdaouniversityofscienceandtechnology

4、1、力的可傳性：作用在剛體上的力，可以沿力的作用線移動到剛體的任一點而不改變該力對剛體的外效應(yīng)，注：該性質(zhì)僅適用于剛體。2、力的成對性（即作用與反作用定律）：力是物體對物體的相互作用，所以就兩個物體而言，作用力與反作用力永遠是同時產(chǎn)生同時消失的，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物體的效應(yīng)不相同。二、力的基本性質(zhì)7/15/20216Qingdaouniversityofscienceandtechnology3、力的可合性：作用在物體上的兩個力可以合成為一個力；即兩個力對物體的作用可以用

5、一個力來等效代替。4、力的可分性：力的平行四邊形法則7/15/20217Qingdaouniversityofscienceandtechnology5、力的可消性：平衡力系：滿足平衡條件的力系稱為平衡力系。（1）二力平衡定理作用在剛體上的兩個力，使剛體保持平衡的必要和充分條件是：這兩個力的大小相等，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，稱它為“二力桿”7/15/20218Qingdaouniversityofscienceandtechnology（2）三力平衡匯交定理作用于剛體上的三個力

6、使剛體處于平衡，那么這三個力不平行必匯交于一點。7/15/20219Qingdaouniversityofscienceandtechnology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：主動力(load)：主動引起物體運動狀態(tài)改變或使物體有運動狀態(tài)改變趨勢的力，在工程中常稱之為載荷。約束反力：阻礙物體改變運動狀態(tài)的力。自由體（freebody)：位移不受限制的物體。如果物體只受主動力的作用，且能夠在空間沿任何方向完全自由地運動，稱為自由體；非自由體：如果物體的運動在某些方向

7、上受到了限制而不能完全自由運動，則稱之為非自由體。7/15/202110Qingdaouniversityofscienceandtechnology約束(supports)：對非自由體的位移起限制作用的物體.約束力：約束對非自由體的作用力．1、柔軟體約束：由柔軟的繩索、膠帶或鏈條等構(gòu)成的約束。只有當柔索等被拉直時才能起到約束作用；只能阻止非自由體沿柔索伸直的方向向外運動，而限制不了非自由體在其他方向的運動；7/15/202111Qingdaouniversityofscienceandtechnology2

8、、光滑接觸面約束具有光滑接觸面（線、點）的約束（光滑接觸約束）。7/15/202112Qingdaouniversityofscienceandtechnology光滑支承接觸對非自由體的約束力，作用在接觸處；方向沿接觸處的公法線并指向受力物體，故稱為法向約束力．7/15/202113Qingdaouniversityofscienceandtechnology3、鉸鏈約束（徑向軸承、圓柱鉸鏈、固定