靜力學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容

1、第一頁，共80頁。1. 物體或物系的受力分析物體或物系的受力分析 -基礎(chǔ)基礎(chǔ)2. 力系的等效替換或簡化力系的等效替換或簡化 -橋梁橋梁(qioling) 等效替換等效替換兩個(gè)作用效果相同的力系間的相互替換。兩個(gè)作用效果相同的力系間的相互替換。 簡化簡化用簡單的力系等效替換復(fù)雜的力系。用簡單的力系等效替換復(fù)雜的力系。3. 力系的平衡條件及其應(yīng)用力系的平衡條件及其應(yīng)用 -目標(biāo)目標(biāo) 平衡條件平衡條件物體處于平衡時(shí)，作用力系應(yīng)滿足的條件。物體處于平衡時(shí)，作用力系應(yīng)滿足的條件。 具體(jt)主要掌握以下三方面內(nèi)容：靜力學(xué)的任務(wù)靜力學(xué)的任務(wù)(rn wu)(rn wu)：物體在力系作用下的平衡規(guī)律：物體在力

2、系作用下的平衡規(guī)律。 靜力學(xué)在工程中應(yīng)用非常廣泛。任何機(jī)械和工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)都需要應(yīng)用靜力學(xué)理論進(jìn)行受力分析和靜力學(xué)方面的計(jì)算。因此，在學(xué)習(xí)靜力學(xué)內(nèi)容時(shí),特別注意受力分析的方法。第二頁，共80頁。F靜力學(xué)問題靜力學(xué)問題(wnt)(wnt)舉舉例例第三頁，共80頁。A對于對于(duy)處于某一處于某一位置的機(jī)械臂位置的機(jī)械臂第四頁，共80頁。“四兩撥千斤四兩撥千斤” 中國武術(shù)中有中國武術(shù)中有“四兩撥千斤四兩撥千斤”的招式。請的招式。請你分析你分析(fnx)一下：一下：（1）“四兩撥千斤四兩撥千斤”與力學(xué)中的什么內(nèi)與力學(xué)中的什么內(nèi)容有關(guān)系？容有關(guān)系？（2）試用力學(xué)原理簡要解析一下）試用力學(xué)原理簡要解

3、析一下“四兩四兩撥千斤撥千斤”的關(guān)鍵所在？的關(guān)鍵所在？（3）試分析）試分析(fnx)圖示拔樁裝置的力學(xué)圖示拔樁裝置的力學(xué)原理。原理。第五頁，共80頁。abd軋鋼機(jī)械中的力學(xué)軋鋼機(jī)械中的力學(xué)(l xu)問題問題1、 若鋼板能進(jìn)入若鋼板能進(jìn)入(jnr)碾軋機(jī)碾軋機(jī)，利用的是什么力學(xué)概念？，利用的是什么力學(xué)概念？2、軋輪和鋼板間的摩擦系數(shù)為、軋輪和鋼板間的摩擦系數(shù)為f，確定，確定a,b,d ,f間的關(guān)系。間的關(guān)系。第六頁，共80頁。如圖所示，一條3米寬的河穿村而過，請幫村民設(shè)計(jì)一木質(zhì)桁架結(jié)構(gòu)的便民橋（僅限行人通過）替代目前的簡易橋梁。設(shè)計(jì)要求：橋面平坦無障礙；桁架結(jié)構(gòu)除了承載之外能起到防護(hù)作用，無需

4、額外安裝(nzhung)護(hù)欄；至少提交兩種設(shè)計(jì)方案，并從桿件內(nèi)力、用料多少等方面對兩種方案進(jìn)行對比。木質(zhì)便民木質(zhì)便民(bin mn)橋設(shè)計(jì)橋設(shè)計(jì)第七頁，共80頁。1. 力的概念力的概念(ginin)力的運(yùn)動力的運(yùn)動(yndng)(yndng)效應(yīng)或外效應(yīng)效應(yīng)或外效應(yīng)力的變形效應(yīng)力的變形效應(yīng)或內(nèi)效應(yīng)內(nèi)效應(yīng)1-1 基本概念基本概念* 力的作用效果力的作用效果：施力物體施力物體與與受力物體受力物體第一章第一章 靜力學(xué)基礎(chǔ)靜力學(xué)基礎(chǔ)第八頁，共80頁。集中力集中力力的分類力的分類(fn li)：集中力與分布力集中力與分布力內(nèi)力與外力內(nèi)力與外力主動力與約束力主動力與約束力第九頁，共80頁。分布力分布力第十

5、頁，共80頁。* * 力對物體力對物體(wt)(wt)的作用效果決定于力的三要素的作用效果決定于力的三要素： 大小、方向和作用點(diǎn)。大小、方向和作用點(diǎn)。力的幾何表示力的幾何表示(biosh)-(biosh)-定位矢量定位矢量+ +力的名稱力的名稱ABFA力的幾何力的幾何(j h)(j h)表示法主要用于受力分析表示法主要用于受力分析( (圖示圖示).).力的表示力的表示第十一頁，共80頁。力的解析力的解析(ji x)(ji x)(分析分析) )表示表示-力的投影力的投影F=Fx+Fy+Fz=Fx i+Fy j+ Fz kFx= Fx iFy =FyjFz= Fz k力的解析表示法主要用于力的解析

6、表示法主要用于數(shù)值數(shù)值(shz)(shz)計(jì)算和建立計(jì)算和建立方程方程. .該法只能描述大小和該法只能描述大小和方向方向, ,作用點(diǎn)仍需圖示作用點(diǎn)仍需圖示. .第十二頁，共80頁。xyFxFyFFyx 求分力由平行四邊形法則確定，投影由力矢量求分力由平行四邊形法則確定，投影由力矢量(shling)兩端向投影兩端向投影軸作垂線，兩垂足間的長。軸作垂線，兩垂足間的長。力的分力力的分力(fnl)與投影的與投影的區(qū)別區(qū)別:第十三頁，共80頁。2. 力系的概念力系的概念(ginin) 力系:作用在同一(tngy)物體上的一群力。 力系的種類：空間(kngjin)力系、平面力系、匯交力系、力偶系等。 等效

7、力系：作用于物體上的一個(gè)力系，可用另一個(gè)力系來替代，而不改變原力系對物體作用的外效應(yīng)。 平衡力系：滿足平衡條件的力系。 合力：如果一個(gè)力與一個(gè)力系等效，該力稱為力系的合力第十四頁，共80頁。 或者說是指在力的作用(zuyng)下，物體內(nèi)任意兩點(diǎn)間距離都不會改變的物體。但我們知道，任何物體受力但我們知道，任何物體受力( (不管力大小如何）都會發(fā)生變形。不管力大小如何）都會發(fā)生變形。例如：車床主軸在切削過程中發(fā)生彎曲變形；例如：車床主軸在切削過程中發(fā)生彎曲變形； 內(nèi)燃機(jī)的曲軸、連桿在運(yùn)動內(nèi)燃機(jī)的曲軸、連桿在運(yùn)動(yndng)(yndng)過程中會發(fā)生彎曲變形；過程中會發(fā)生彎曲變形； 車輛駛過一座橋

8、時(shí)，橋梁發(fā)生彎曲變形，橋墩發(fā)生壓縮變形。車輛駛過一座橋時(shí)，橋梁發(fā)生彎曲變形，橋墩發(fā)生壓縮變形。受到力作用后發(fā)生變形的物體。受到力作用后發(fā)生變形的物體。“剛體”實(shí)際上是不存在的，它是一種抽象化的力學(xué)模型。3. . 剛體與變形體剛體與變形體第十五頁，共80頁。例如（1）當(dāng)我們研究飛機(jī)整體(zhngt)運(yùn)動時(shí)，我們可以把飛機(jī)當(dāng)作剛體，當(dāng)我們研究機(jī)翼或某個(gè)零部件的強(qiáng)度或剛度時(shí)就要把它們看作變形體。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1。不考慮。不考慮(kol)變形引起的尺寸改變變形引起的尺寸改變 2。便于運(yùn)動研究，描述運(yùn)動簡單。便于運(yùn)動研究，描述運(yùn)動簡單。 3。力系的簡化。力系的簡化。至于在實(shí)際問題中能否將一個(gè)物體視為剛體，

9、不僅取決于變形的大小，還取決于具體(jt)問題的要求。第十六頁，共80頁。 （2）在研究起重機(jī)整體(zhngt)平衡問題時(shí)，起重機(jī)各構(gòu)件的變形忽略不計(jì),可抽象為剛體。第十七頁，共80頁。（3）撐桿跳高(chnggntiogo)運(yùn)動員用的桿就不能看作“剛桿”。圖中“撐桿”為大變形體！它達(dá)到平衡位置的變形與受力有關(guān)，必須(bx)同時(shí)考慮力的平衡、變形的幾何描述以及力與變形的關(guān)系。第十八頁，共80頁。小變形(bin xng)：線性問題簡單！容易求解！大變形(bin xng)：非線性問題復(fù)雜！一般要用數(shù)值方法求近似解 理論力學(xué)主要研究剛體的平衡，考慮(kol)變形的平衡問題在后續(xù)課程（如：材料力學(xué)、彈

10、性力學(xué)等）中研究。因此，理論力學(xué)的靜力學(xué)內(nèi)容也稱剛體靜力學(xué)。第十九頁，共80頁。 平衡：平衡： 物體物體(wt)(wt)相對于慣性參考系保持靜止或作相對于慣性參考系保持靜止或作勻速直線運(yùn)動勻速直線運(yùn)動平衡是機(jī)械運(yùn)動平衡是機(jī)械運(yùn)動(yndng)的一種特殊運(yùn)動的一種特殊運(yùn)動(yndng)狀態(tài)。狀態(tài)。4. 平衡平衡(pnghng)的概念的概念此時(shí)物體受力之間存在特定的關(guān)系-平衡條件第二十頁，共80頁。靜力學(xué)基礎(chǔ)靜力學(xué)基礎(chǔ)第二十一頁，共80頁。公理公理(gngl)1 (gngl)1 力的平形四邊形法則力的平形四邊形法則 作用在物體上同一點(diǎn)(y din)的兩個(gè)力，可合成一個(gè)合力，合力的作用點(diǎn)仍在該點(diǎn)，其

11、大小和方向由以此兩力為邊構(gòu)成的平行四邊形的對角線確定。21FFFR 1-2 1-2 靜力學(xué)基本靜力學(xué)基本(jbn)(jbn)公理公理cos22122212RFFFFF矢量式矢量式代數(shù)式代數(shù)式AOA第二十二頁，共80頁。A力的平行四邊形法則(fz)O 此公理給出了力系簡化的基本(jbn)方法。 平行四邊形法則是力的合成法則，也是力的分解法則。力的平行四邊形法則是運(yùn)算法則，而非真實(shí)受力圖,合力和分力不應(yīng)同時(shí)出現(xiàn)在一張受力圖中。第二十三頁，共80頁。推論推論(tuln) (tuln) 力的三角形法則力的三角形法則 兩個(gè)力依次兩個(gè)力依次(yc)首尾相接，合力從第一個(gè)力的是始端指首尾相接，合力從第一個(gè)力

12、的是始端指向第二個(gè)力的末端。向第二個(gè)力的末端。第二十四頁，共80頁。公理公理(gngl)2 (gngl)2 二力平衡公理二力平衡公理(gngl)(gngl) 作用(zuyng)在剛體上的兩個(gè)力，使剛體平衡的充要條件是：兩個(gè)力等值、反向、共線。21FF第二十五頁，共80頁。u一對(y du)基本的平衡力系（最簡單的平衡力系）。u 僅適于剛體。u 對于非剛體（變形體）只是必要條件而非充分 條件。u在受力分析和力系簡化中應(yīng)用，此類桿件稱作二力構(gòu)件或二力桿。第二十六頁，共80頁。公理公理(gngl)3 (gngl)3 作用與反作用公理作用與反作用公理(gngl)(gngl) 兩物體間的相互作用力，大小

13、相等，方向相反，作用線沿同一(tngy)直線。* 此公理概括了物體間力的傳遞規(guī)律，表明作用力與反作用力成對出現(xiàn)，并分別作用在不同的物體上，各產(chǎn)生(chnshng)其效果。對于接觸力，笫三定律總是正確的，而對于非接觸力，該定對于接觸力，笫三定律總是正確的，而對于非接觸力，該定律則不一定正確。律則不一定正確。第二十七頁，共80頁。公理公理(gngl)4 (gngl)4 加減平衡力系公理加減平衡力系公理(gngl)(gngl) 在已知力系上加上或減去任意平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用。 即原力系與加減(ji jin)平衡力系后得到的新力系等效。此公理此公理(gngl)(gngl)是研究力系等效

14、與簡化的重要是研究力系等效與簡化的重要依據(jù)。依據(jù)。作用于剛體剛體上某點(diǎn)的力，可以沿其作用線任意移動，并不改變該力對剛體的作用。作用于剛體上的力三要素：作用于剛體上的力三要素：力的大小、方向、作用線力的大小、方向、作用線推理推理1 1 剛體上剛體上第二十八頁，共80頁。力的可傳性原理力的可傳性原理(yunl)僅適用于剛體，而不適用于變形體僅適用于剛體，而不適用于變形體。第二十九頁，共80頁。推論推論(tuln)2 (tuln)2 三力平衡匯交三力平衡匯交定理定理 若剛體(gngt)在三個(gè)力作用下處于平衡，且其中二力作用線已知并相交于一點(diǎn)，此三力共面，且作用線匯交于一點(diǎn)。注意注意(zh y)u二力

15、作用線必須是已知的二力作用線必須是已知的, ,不可假設(shè)不可假設(shè). .u 此定理主要用于受力分析中此定理主要用于受力分析中, ,判定第三力的方位判定第三力的方位. .第三十頁，共80頁。公理公理(gngl)5 (gngl)5 剛化公理剛化公理(gngl)(gngl) 變形體在某力系作用下處于(chy)平衡時(shí)，如將其假想為剛體，則此剛體在該力系作用下仍保持平衡。此公理提供了將變形體看作此公理提供了將變形體看作剛體的條件。剛體的條件。剛體平衡條件是變形體平衡剛體平衡條件是變形體平衡的必要條件的必要條件(b yo tio jin)而非充分條件。而非充分條件。剛體平衡剛體平衡變形體平衡變形體平衡?第三十

16、一頁，共80頁。A A）處于平衡狀態(tài)的物體可視為剛體。）處于平衡狀態(tài)的物體可視為剛體。B B）變形）變形(bin xng)(bin xng)微小的物體可視為剛體。微小的物體可視為剛體。C C）在研究物體機(jī)械運(yùn)動時(shí)，物體的變形）在研究物體機(jī)械運(yùn)動時(shí)，物體的變形(bin xng)(bin xng)對所研究問題沒對所研究問題沒有影響，或者影響甚微，此時(shí)物體可視為剛體。有影響，或者影響甚微，此時(shí)物體可視為剛體。題題1： 下列說法是否下列說法是否(sh fu)正確正確：題題2： 下列說法是否下列說法是否(sh fu)正確正確：A A）力是滑動矢量，可沿著作用線移動。）力是滑動矢量，可沿著作用線移動。B

17、B）力對物體的作用效應(yīng)分為外效應(yīng)（運(yùn)動效應(yīng)）和內(nèi)效應(yīng)（變形效應(yīng)），）力對物體的作用效應(yīng)分為外效應(yīng)（運(yùn)動效應(yīng)）和內(nèi)效應(yīng)（變形效應(yīng)），理論力學(xué)中主要研究的是力的外效應(yīng)。理論力學(xué)中主要研究的是力的外效應(yīng)。第三十二頁，共80頁。題題3：4根無重桿件鉸接如圖根無重桿件鉸接如圖所示，現(xiàn)在所示，現(xiàn)在(xinzi)BD兩點(diǎn)兩點(diǎn)加上一對等值、反向、共線加上一對等值、反向、共線的力，此系統(tǒng)是否能夠平衡的力，此系統(tǒng)是否能夠平衡？為什么？為什么？題題4： 力的可傳性的適用范圍是什么力的可傳性的適用范圍是什么(shn me)？題題5： 力的平行四邊形公理力的平行四邊形公理(gngl)、作用力與反作用力公理、作用力與反作

18、用力公理(gngl)的適用范圍是什么？的適用范圍是什么？第三十三頁，共80頁。題題6： 剛體上剛體上A點(diǎn)受力點(diǎn)受力F作用，如圖所示，問作用，如圖所示，問能否能否(nn fu)在在B點(diǎn)點(diǎn)加上一個(gè)力使得剛體加上一個(gè)力使得剛體平衡？為什么？平衡？為什么？題題7： 已知力已知力F的矢量的矢量(shling)表達(dá)式表達(dá)式FFxi+Fyj+Fzk，則可以完整地表達(dá)出力的三，則可以完整地表達(dá)出力的三要素嗎？為什么？要素嗎？為什么？第三十四頁，共80頁。題題8：物體在某個(gè)力系作用下平衡，由加減平衡力系公理：物體在某個(gè)力系作用下平衡，由加減平衡力系公理(gngl)，在此物體上加，在此物體上加上一個(gè)平衡力系，該物

19、體一定還處于平衡狀態(tài)嗎？為什么？上一個(gè)平衡力系，該物體一定還處于平衡狀態(tài)嗎？為什么？題題9： 如圖所示剛體，根據(jù)如圖所示剛體，根據(jù)(gnj)力的力的可傳性，是否能將力可傳性，是否能將力F由剛體上一點(diǎn)由剛體上一點(diǎn)A移移到剛體外一點(diǎn)到剛體外一點(diǎn)B？第三十五頁，共80頁。自由體和非自由體自由體和非自由體*在空間(kngjin)的位移不受任何限制的物體稱為自由體。*位移(轉(zhuǎn)角)受到其他物體強(qiáng)制限制的物體稱為非自由體。 1- 3 1- 3 常見常見(chn jin)(chn jin)約束和約束反力約束和約束反力第三十六頁，共80頁。約束約束(yush)(yush)限制(xinzh)非自由體的某些位移(轉(zhuǎn)

20、角) 的其他物體。約束約束(yush)(yush)力或約束力或約束(yush)(yush)反力反力 約束體作用于非自由體上的力稱為。 主動力：主動力：促使物體運(yùn)動或有運(yùn)動趨勢的力，工程上稱促使物體運(yùn)動或有運(yùn)動趨勢的力，工程上稱為為載荷載荷。如物體上受到的各種力如重力、風(fēng)力、切削力。如物體上受到的各種力如重力、風(fēng)力、切削力、頂板壓力等。、頂板壓力等。限制物體運(yùn)動的條件。約束體約束體第三十七頁，共80頁。 常見(chn jin)約束1 .柔索約束柔索約束(yush)第三十八頁，共80頁。BEDCACDFCFDTCFTAFTDFTBF特點(diǎn)特點(diǎn): : 沿柔索單側(cè)約束，阻礙物體沿繩索沿柔索單側(cè)約束，阻礙

21、物體沿繩索(shn(shn su) su)伸長伸長方向方向 的位移。故只提供拉力。的位移。故只提供拉力。約束力約束力: :沿柔索方向，受拉。沿柔索方向，受拉。第三十九頁，共80頁。2.光滑光滑(gung hu)接觸面約束接觸面約束約束特性約束特性(txng): (txng): 只能阻礙物體沿著接觸點(diǎn)公法線朝只能阻礙物體沿著接觸點(diǎn)公法線朝向約束的位移向約束的位移, ,而不能阻礙物體沿接觸點(diǎn)切線方向的位而不能阻礙物體沿接觸點(diǎn)切線方向的位移。移。AA約束反力約束反力: : 過接觸點(diǎn)、沿公法線方向、指向過接觸點(diǎn)、沿公法線方向、指向(zh (zh xin)xin)被約束物體。被約束物體。AFAAFAAF

22、A第四十頁，共80頁。第四十一頁，共80頁。AFBFCFBACNF公切面公切面公法線公法線假設(shè)假設(shè)(jish)條件：不計(jì)摩擦條件：不計(jì)摩擦第四十二頁，共80頁。雙面光滑支撐面約束雙面光滑支撐面約束(yush)(yush) 阻止物體沿某一方向運(yùn)動而且阻止物體沿相反方向運(yùn)動的約束阻止物體沿某一方向運(yùn)動而且阻止物體沿相反方向運(yùn)動的約束(yush) (yush) 雙面約束的約束反力指向決定雙面約束的約束反力指向決定(judng)(judng)于物體的運(yùn)動趨于物體的運(yùn)動趨勢。勢。 AFA第四十三頁，共80頁。3. 光滑光滑(gung hu)圓柱鉸鏈約圓柱鉸鏈約束束約束結(jié)構(gòu)：兩個(gè)構(gòu)件上鉆同樣大小的圓孔，并

23、用同樣大小約束結(jié)構(gòu)：兩個(gè)構(gòu)件上鉆同樣大小的圓孔，并用同樣大小圓柱圓柱(yunzh)(yunzh)銷釘穿入圓孔，將兩個(gè)物體連接起來。（銷釘穿入圓孔，將兩個(gè)物體連接起來。（軸向與徑向）軸向與徑向）第四十四頁，共80頁。光滑光滑(gung hu)圓柱鉸鏈約束實(shí)圓柱鉸鏈約束實(shí)例例第四十五頁，共80頁。約束特性：物體只能繞銷釘軸線相對轉(zhuǎn)動約束特性：物體只能繞銷釘軸線相對轉(zhuǎn)動(zhun (zhun dng)dng)，與銷釘軸線相垂直的平面內(nèi)的徑向位移被，與銷釘軸線相垂直的平面內(nèi)的徑向位移被限制。限制。 約束反力：在垂直于銷釘軸線的平面內(nèi)通過圓心，約束反力：在垂直于銷釘軸線的平面內(nèi)通過圓心，方位和指向不能確

24、定的一個(gè)力。通常將其表示為大方位和指向不能確定的一個(gè)力。通常將其表示為大小未知的兩個(gè)小未知的兩個(gè)(lin )(lin )正交分力。正交分力。在分析鉸鏈約束力在分析鉸鏈約束力時(shí)，通常時(shí)，通常(tngchng)(tngchng)把把銷釘固連在其中任銷釘固連在其中任意一個(gè)構(gòu)件上。意一個(gè)構(gòu)件上。第四十六頁，共80頁。 鉸接點(diǎn)不一定總位于構(gòu)件的一端，如夾子、鉗子等。其中圓圈或圓點(diǎn)表示(biosh)鉸鏈連接。 固定固定(gdng)鉸支座約束鉸支座約束工程(gngchng)應(yīng)用鉸鉸第四十七頁，共80頁。首都機(jī)場候機(jī)樓頂棚首都機(jī)場候機(jī)樓頂棚(dngpng)拱架支座拱架支座第四十八頁，共80頁。 4. 4.滾動

25、鉸支座滾動鉸支座(zh zu)(zh zu)約束約束 特點(diǎn)：只阻礙物體沿支承特點(diǎn)：只阻礙物體沿支承(zh chn(zh chn) )面法線方向的位移。面法線方向的位移。 約束力：通過鉸鏈中心，沿支承約束力：通過鉸鏈中心，沿支承(zh chn(zh chn) )面法線方向。面法線方向。 為了保證構(gòu)件變形時(shí)既能發(fā)生微小的為了保證構(gòu)件變形時(shí)既能發(fā)生微小的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動(zhun dng)又能發(fā)生微小的移動，又能發(fā)生微小的移動，可將結(jié)構(gòu)物或構(gòu)件的支座用幾個(gè)輥軸（滾可將結(jié)構(gòu)物或構(gòu)件的支座用幾個(gè)輥軸（滾柱）支承在光滑的支座面上，就成為輥軸柱）支承在光滑的支座面上，就成為輥軸支座，亦稱為可動鉸支座。支座，亦稱為可

26、動鉸支座。 第四十九頁，共80頁。FRFRFR第五十頁，共80頁。第五十一頁，共80頁。52軸承：支承軸及軸上零件；保持軸的旋轉(zhuǎn)精度；減少軸承：支承軸及軸上零件；保持軸的旋轉(zhuǎn)精度；減少(jinsho)軸與軸軸與軸承接觸面間的摩擦與磨損。承接觸面間的摩擦與磨損。5. 軸承軸承(zhuchng)約束約束第五十二頁，共80頁。53頸軸承（滑動軸承）頸軸承（滑動軸承）約束特點(diǎn)約束特點(diǎn)(tdin)：沿徑向約束，接觸點(diǎn)未知：沿徑向約束，接觸點(diǎn)未知約束力：通過軸線，方向未知?？煞纸鉃檎粌蓚€(gè)約束力：通過軸線，方向未知?？煞纸鉃檎粌蓚€(gè)分力分力yFxF第五十三頁，共80頁。止推軸承止推軸承(zhuchng)(

27、zhuchng)約束約束約束特點(diǎn)：限制轉(zhuǎn)子的徑向約束特點(diǎn)：限制轉(zhuǎn)子的徑向(jn xin)、軸向位移，接觸、軸向位移，接觸點(diǎn)未知點(diǎn)未知約束力：分解為兩個(gè)徑向約束力：分解為兩個(gè)徑向(jn xin)力和一個(gè)軸向力。力和一個(gè)軸向力。yFxFzF第五十四頁，共80頁。55分析水力(shul)渦輪發(fā)電機(jī)的止推軸承和軸承處的約束力。第五十五頁，共80頁。6.光滑球形鉸鏈光滑球形鉸鏈(jiolin)約束約束第五十六頁，共80頁。約束結(jié)構(gòu)約束結(jié)構(gòu): : 由一物體的球部嵌入另一物體的球窩構(gòu)成。由一物體的球部嵌入另一物體的球窩構(gòu)成。 約束特性約束特性: : 允許物體繞球心轉(zhuǎn)動允許物體繞球心轉(zhuǎn)動, ,不能沿徑向不能沿

28、徑向(jn xin)(jn xin)移動。移動。 約束反力約束反力: : 通過球心通過球心, ,方向不能預(yù)先確定方向不能預(yù)先確定, ,通常用三個(gè)正交分力通常用三個(gè)正交分力FxFx，F(xiàn)yFy，F(xiàn)zFz來表示。來表示。第五十七頁，共80頁。58 球型鉸鏈機(jī)構(gòu)廣泛用于自動化儀表、調(diào)節(jié)閥的附件，也可用于其他各種連桿機(jī)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于電力、冶金(yjn)、化工、石油等行業(yè)的自動控制系統(tǒng)中 。第五十八頁，共80頁。第五十九頁，共80頁。7.鏈桿鏈桿(二力桿二力桿)約束約束(yush)二力桿二力桿: : 兩端以鉸鏈（性質(zhì)同鉸鏈）和其他物體相連兩端以鉸鏈（性質(zhì)同鉸鏈）和其他物體相連. . 不計(jì)自重不計(jì)自重. .

29、 除了除了(ch le)(ch le)兩端受力兩端受力, ,不再受其它任何力不再受其它任何力( (力偶力偶) )作用作用的直桿或曲桿的直桿或曲桿. .約束反力約束反力: :沿桿端連線沿桿端連線, ,等值等值, ,反向反向(fn (fn xin),xin),共線共線BACDFDFCCDABCDCDFDFC第六十頁，共80頁。61FABCDEFGF第六十一頁，共80頁。628.固定(gdng)端約束工程實(shí)例(shl): 電桿埋入地下;工件加在卡盤上等。 約束特點(diǎn): 不能沿任何方向的移動(ydng),也不能沿任一軸的轉(zhuǎn)動。第六十二頁，共80頁。 固定固定(gdng)端（插入端）約束的構(gòu)造端（插入端）

30、約束的構(gòu)造 第六十三頁，共80頁。約束特點(diǎn)約束特點(diǎn): : 不僅限制物體在固定不僅限制物體在固定(gdng)(gdng)端處沿端處沿任何方向的移動，而且限制物體在固定任何方向的移動，而且限制物體在固定(gdng)(gdng)端處繞任一軸的轉(zhuǎn)動。端處繞任一軸的轉(zhuǎn)動。約束反力約束反力: : 一般在空間力系的情況下一般在空間力系的情況下, ,有三個(gè)正有三個(gè)正交約束反力與三個(gè)約束力偶；一般在平面力系的交約束反力與三個(gè)約束力偶；一般在平面力系的情況下，有兩個(gè)正交約束反力與一個(gè)約束力偶。情況下，有兩個(gè)正交約束反力與一個(gè)約束力偶。AMAFAA空間空間插入端插入端A平面平面插入端插入端MyMzMxFyFxFzF

31、yFzMA第六十四頁，共80頁。受力分析受力分析 針對針對(zhndu)(zhndu)具體的研究對象具體的研究對象, ,確定出它所受確定出它所受到的全部力到的全部力( (主動力和約束反力主動力和約束反力) )。即真實(shí)地反映研。即真實(shí)地反映研究對象的受力信息究對象的受力信息( (方位方位, ,作用位置作用位置) ) 。1- 4 1- 4 物體的受力分析物體的受力分析(fnx)(fnx)受力圖受力圖 受力圖受力圖: : 以圖的方式表示物體上所受的全部力。以圖的方式表示物體上所受的全部力。受力圖是分析、解決力學(xué)問題受力圖是分析、解決力學(xué)問題(wnt)(wnt)的基礎(chǔ)。的基礎(chǔ)。研究對象研究對象(受力體

32、受力體)施力體施力體約束反力約束反力第六十五頁，共80頁。1.觀察物體系統(tǒng)，識別二力構(gòu)件;2.選定合適研究對象，畫出所選研究對象的隔離體圖（ 取分離體,解除約束)；3.畫出研究對象上受的所有主動力、主動力偶；4.根據(jù)約束類型畫出所有的約束反力(力的作用位置,方向(fngxing),名稱)。畫受力圖畫受力圖(lt)(lt)的步驟的步驟: :第六十六頁，共80頁。例例1：分別作出該平衡：分別作出該平衡(pnghng)結(jié)構(gòu)中各個(gè)構(gòu)件結(jié)構(gòu)中各個(gè)構(gòu)件的受力圖。的受力圖。說明：三力平衡必匯交當(dāng)三力平行時(shí)，說明：三力平衡必匯交當(dāng)三力平行時(shí)，在無限遠(yuǎn)處在無限遠(yuǎn)處(yun ch)匯交，它是一種匯交，它是一種特殊

33、情況。特殊情況。BNDN第六十七頁，共80頁。例例2 2 三鉸拱受力分析三鉸拱受力分析(fnx)(fnx)BCACBFFAFBACFFCF CBFACCFAFBF CFC第六十八頁，共80頁。例例3 3 三鉸拱受力分析三鉸拱受力分析(fnx)(fnx)ABCF2F1ABCF2F1FAyFAxFByFBxF1ACF2BCFAyFAxFByFBxF CyF CxFCyFCx第六十九頁，共80頁。例4 分析(fnx)如圖機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的受力FOxFOyFCxFCyFAxFAyFFEFCxFCyFAxFAyFEFB第七十頁，共80頁。第七十一頁，共80頁。AB30C60例例5 5 如圖所示，重物重如圖所

34、示，重物重G,G,用鋼絲用鋼絲繩掛在支架的滑輪繩掛在支架的滑輪B B上，鋼絲繩的上，鋼絲繩的另一端繞在鉸車另一端繞在鉸車DD上。桿上。桿ABAB與與BCBC鉸接鉸接(jioji)(jioji)，并以鉸鏈，并以鉸鏈A A，C C與與墻連接。如兩桿與滑輪的自重不墻連接。如兩桿與滑輪的自重不計(jì)并忽略摩擦，試畫出桿計(jì)并忽略摩擦，試畫出桿ABAB和和BCBC以及滑輪以及滑輪B B的受力圖。的受力圖。1.1.桿桿ABAB的受力圖的受力圖(lt)(lt)ABBC2.2.桿桿BC BC 的受力圖的受力圖(lt)(lt)第七十二頁，共80頁。 3. 滑輪滑輪B ( 不帶銷釘不帶銷釘(xiodng)）的受力圖）的受力圖B3060 4. 滑輪滑輪(huln)B ( 帶銷釘）的受力圖帶銷釘）的受力圖B30603060 一般不必將銷釘單獨(dú)(dnd)作為研究對象第七十三頁，共80頁。例例6 6 結(jié)構(gòu)中固結(jié)在結(jié)構(gòu)中固結(jié)在I I點(diǎn)的繩子繞過定滑輪點(diǎn)的繩子繞過定滑輪OO，將重物，將重物P P吊起。各桿之