【正文】 衡條件 ? 平衡的概念平衡的概念 ? 不平行的三力平衡條件不平行的三力平衡條件 ? 平衡的概念平衡的概念 ? 平衡的概念平衡的概念 ? 加減平衡力系原理加減平衡力系原理 ? 平衡的概念平衡的概念 ? 加減平衡力系原理加減平衡力系原理 前面已經(jīng)提到：如果作用在剛體上的一個(gè)力系，可前面已經(jīng)提到：如果作用在剛體上的一個(gè)力系，可以由另一力系代替，而不改變?cè)瓉?lái)力系對(duì)于剛體的作用以由另一力系代替，而不改變?cè)瓉?lái)力系對(duì)于剛體的作用效應(yīng)，則稱這兩個(gè)力系為等效力系。 ? 平衡的概念平衡的概念 ? 加減平衡力系原理加減平衡力系原理 ? 受力分析方法與過(guò)程受力分析方法與過(guò)程 第 1章 靜力學(xué)基礎(chǔ)靜力學(xué)基礎(chǔ) ? 受力分析概述受力分析概述 ? 受力圖繪制方法應(yīng)用舉例受力圖繪制方法應(yīng)用舉例 ? 受力分析方法與過(guò)程受力分析方法與過(guò)程 ? 受力分析概述受力分析概述 ? 受力分析方法與過(guò)程受力分析方法與過(guò)程 ? 受力分析概述受力分析概述 ? 受力分析方法與過(guò)程受力分析方法與過(guò)程 靜力學(xué)受力分析主要包含以下內(nèi)容靜力學(xué)受力分析主要包含以下內(nèi)容 ? 確定作用在構(gòu)件上有哪些力，這些力當(dāng)中，哪些是主動(dòng)確定作用在構(gòu)件上有哪些力，這些力當(dāng)中，哪些是主動(dòng)力，哪些是約束力；力，哪些是約束力； ? 分析作用在構(gòu)件上的力，哪些是已知的，哪些是未知的分析作用在構(gòu)件上的力，哪些是已知的，哪些是未知的；； ? 選擇合適的研究對(duì)象，建立已知力與未知力之間的關(guān)系選擇合適的研究對(duì)象，建立已知力與未知力之間的關(guān)系；； ? 應(yīng)應(yīng) 用平衡條件和平衡方程，確定全部未知力。 分析受力分析受力? 受力分析概述受力分析概述 ? 受力分析方法與過(guò)程受力分析方法與過(guò)程 第四，第四， 在所在所 選擇選擇 的研究的研究 對(duì)對(duì) 象的隔離體上畫(huà)出全象的隔離體上畫(huà)出全部主部主 動(dòng)動(dòng) 力和力和 約約 束力。二點(diǎn)。于是，可以畫(huà)出圓柱體的受力圖。 ? 受力圖繪制方法應(yīng)用舉例受力圖繪制方法應(yīng)用舉例 ? 受力分析方法與過(guò)程受力分析方法與過(guò)程 解：解： 1．選擇研究對(duì)象．選擇研究對(duì)象 本例中只有本例中只有 AB梁一個(gè)構(gòu)件，同梁一個(gè)構(gòu)件，同 時(shí)時(shí) 又指明要畫(huà)出梁的又指明要畫(huà)出梁的受力受力 圖圖 ，所以研究，所以研究 對(duì)對(duì) 象只有一個(gè)象只有一個(gè) 選擇選擇 ，就是，就是 AB梁。于是，可以畫(huà)出梁的受力圖。桿。? 受力圖繪制方法應(yīng)用舉例受力圖繪制方法應(yīng)用舉例 ? 受力分析方法與過(guò)程受力分析方法與過(guò)程 畫(huà)整體受力圖時(shí)，鉸鏈畫(huà)整體受力圖時(shí)，鉸鏈 C處以及繩索兩端處以及繩索兩端 D、 E二處的二處的約束都沒(méi)有解除，這些部分的約束力，都是各相連接部分約束都沒(méi)有解除，這些部分的約束力，都是各相連接部分的相互作用力，這些力對(duì)于整體結(jié)構(gòu)而言是內(nèi)力，因而都的相互作用力，這些力對(duì)于整體結(jié)構(gòu)而言是內(nèi)力，因而都不會(huì)顯示出來(lái)，所以不應(yīng)該畫(huà)在整體的受力圖上。于是， 可以畫(huà)出可以畫(huà)出 AC桿的受力圖?；驹瓌t是：所選擇的研究對(duì)象上應(yīng)當(dāng)既有未知力，也有已知力，或者已研究對(duì)象上應(yīng)當(dāng)既有未知力，也有已知力，或者已經(jīng)求得的力；同時(shí)，通過(guò)研究對(duì)象的平衡分析，能經(jīng)求得的力；同時(shí)，通過(guò)研究對(duì)象的平衡分析，能能夠求得盡可能多的未知力。 ? 結(jié)論與討論結(jié)論與討論? 關(guān)于二力構(gòu)件關(guān)于二力構(gòu)件 請(qǐng)判斷下列結(jié)構(gòu)中哪些構(gòu)件是二力構(gòu)件，請(qǐng)判斷下列結(jié)構(gòu)中哪些構(gòu)件是二力構(gòu)件， 哪些構(gòu)件則不是二力構(gòu)件。FCyFCxFAxFAy 由若干物體所組成的系統(tǒng)，如果整體是平衡的，則組由若干物體所組成的系統(tǒng)，如果整體是平衡的，則組成系統(tǒng)的每一個(gè)局部也必然是平衡的。? 結(jié)論與討論結(jié)論與討論? 關(guān)于靜力學(xué)某些原理的適用性關(guān)于靜力學(xué)某些原理的適用性 靜力學(xué)的某些原理，例如力的可傳性、平衡的充要靜力學(xué)的某些原理，例如力的可傳性、平衡的充要條件，對(duì)于柔性體是不成立的；對(duì)于彈性體則是在一定條件，對(duì)于柔性體是不成立的；對(duì)于彈性體則是在一定的條件下成立。F? 結(jié)論與討論結(jié)論與討論? 關(guān)于靜力學(xué)某些原理的適用性關(guān)于靜力學(xué)某些原理的適用性 力的可傳性不力的可傳性不適用于變形體適用于變形體F180。? 結(jié)論與討論結(jié)論與討論? 關(guān)于平衡概念關(guān)于平衡概念 由若干物體所組成的系統(tǒng)，如果整體是平衡的，則組成系統(tǒng)的每一個(gè)局部也必然是平衡的。 請(qǐng)判斷下列結(jié)構(gòu)中哪些構(gòu)件是二力構(gòu)件，請(qǐng)判斷下列結(jié)構(gòu)中哪些構(gòu)件是二力構(gòu)件， 哪些構(gòu)件則不是二力構(gòu)件。 解：解： 3．． BC桿的受力圖桿的受力圖? 受力圖繪制方法應(yīng)用舉例受力圖繪制方法應(yīng)用舉例 ? 受力分析方法與過(guò)程受力分析方法與過(guò)程 受力分析時(shí)注意以下兩點(diǎn)是很重要的受力分析時(shí)注意以下兩點(diǎn)是很重要的 :? 一是研究對(duì)象的選擇有時(shí)不是唯一的，需要根一是研究對(duì)象的選擇有時(shí)不是唯一的，需要根據(jù)不同的問(wèn)題，區(qū)別對(duì)待。約束力有：固定鉸支座固定鉸支座 A處的約束力；鉸鏈處的約束力；鉸鏈 C處約束力，處約束力， D處繩索的處繩索的約束力為拉力。作用在整體的外力有： 主動(dòng)力－主動(dòng)力－ FP；； 約束力－固定鉸支座約束力－固定鉸支座 A處的約束力；處的約束力； B處光滑接觸面的約處光滑接觸面的約束力。 AC桿的中桿的中點(diǎn)作用有集中力其作用線垂直于點(diǎn)作用有集中力其作用線垂直于 AC桿。B端為輥軸支座端為輥軸支座，約束力垂直于支承平面并指向，約束力垂直于支承平面并指向 AB梁，用表示。不 計(jì)計(jì)梁的自重梁的自重 。 ? 受力圖繪制方法應(yīng)用舉例受力圖繪制方法應(yīng)用舉例 ? 受力分析方法與過(guò)程受力分析方法與過(guò)程 解：解： 3．． 畫(huà)受力圖畫(huà)受力圖 作用在圓柱體上的力，有：作用在圓柱體上的力，有： L 主動(dòng)力主動(dòng)力 －圓柱體所受的重力，沿鉛垂－圓柱體所受的重力，沿鉛垂方向向下，作用點(diǎn)在圓柱體的重心處；方向向下，作用點(diǎn)在圓柱體的重心處； ? 受力圖繪制方法應(yīng)用舉例受力圖繪制方法應(yīng)用舉例 ? 受力分析方法與過(guò)程受力分析方法與過(guò)程 L 約束力約束力 －因?yàn)閴γ婧蛨A柱體表面－因?yàn)閴γ婧蛨A柱體表面都是光滑的，所以，在都是光滑的，所以，在 A、 B二處均為光二處均為光滑面約束，所以約束力垂直于墻面，指滑面約束，所以約束力垂直于墻面，指向圓柱體中心；圓柱與凸臺(tái)間接觸也是向圓柱體中心；圓柱與凸臺(tái)間接觸也是光滑的，也屬于光滑面約束，約束力作光滑的，也屬于光滑面約束，約束力作用線沿二者的公法線方向，即沿用線沿二者的公法線方向，即沿 B點(diǎn)與點(diǎn)與 O點(diǎn)的連線方向，指向點(diǎn)的連線方向，指向 O點(diǎn)。束力。 取隔離體取隔離體? 受力分析概述受力分析概述 ? 受力分析方法與過(guò)程受力分析方法與過(guò)程 單個(gè)構(gòu)件受力分析過(guò)程單個(gè)構(gòu)件受力分析過(guò)程 第三，要分析隔離體上作用有幾個(gè)力，每個(gè)力第三，要分析隔離體上作用有幾個(gè)力，每個(gè)力的大小、作用線和指向，特別是要根據(jù)約束性質(zhì)確的大小、作用線和指向，特別是要根據(jù)約束性質(zhì)確定各約束力的作用線和指向。這就是加減平衡力系原理應(yīng)。 ? 二力平衡與二力構(gòu)件二力平衡與二力構(gòu)件 ? 平衡的概念平衡的概念 工程中的二力構(gòu)件工程中的二力構(gòu)件? 二力平衡與二力構(gòu)件二力平衡與二力構(gòu)件 ? 平衡的概念平衡的概念 ? 不平行的三力平衡條件不平行的三力平衡條件 ? 平衡的概念平衡的概念 作用在剛體上、作用線處于同一平面內(nèi)作用在剛體上、作用線處于同一平面內(nèi)的三個(gè)互不平行力平衡的必要與充分條件是的三個(gè)互不平行力平衡的必要與充分條件是：三力的作用線必須匯交于一點(diǎn)，三力矢量：三力的作用線必須匯交于一點(diǎn)，三力矢量按首尾相連的順序構(gòu)成一封閉三角形，或稱按首尾相連的順序構(gòu)成一封閉三角形，或稱為力三角形封閉。 A B? 二力平衡與二力構(gòu)件二力平衡與二力構(gòu)件 ? 平衡的概念平衡的概念 對(duì)對(duì) 于于 剛剛 體，上述二力平衡條件是必要與充分的，但體，上述二力平衡條件是必要與充分的，但 對(duì)對(duì) 于于只能受拉、不能受只能受拉、不能受 壓壓 的柔性體，上述二力平衡條件只是必的柔性體，上述二力平衡條件只是必要的，而不是充分的。題。這些滑動(dòng)軸承或徑向軸承等。鏈相同，因此，這類(lèi)約束可歸入固定鉸支座。其約束力為一對(duì)通過(guò)鉸鏈中心的正交分力。 ? 光滑剛性面約束光滑剛性面約束 ? 約束與約束力約束與約束力 輥輥 軸軸 工程 結(jié) 構(gòu)中 為 了減少因溫度 變 化而引起的 約 束力，通常在固定 鉸鏈 支座的底部安裝一排 輥輪 或 輥軸 ，可使支座沿固定支承面自由 滾動(dòng) ， 這 種 約 束稱 為滾動(dòng)鉸鏈 支座，又稱 輥軸支座 (roller support)。 繩索約束與帶約束繩索約束與帶約束? 光滑剛性面約束光滑剛性面約束 ? 約束與約束力約束與約束力 約束力的作用在接觸面的接觸點(diǎn)上，方向沿接觸約束力的作用在接觸面的接觸點(diǎn)上，方向沿接觸面的公法線，指向被約束物體。 鉸鏈約束 ：二、平面系統(tǒng)自由度的計(jì)算n=2, PL=3, PH=0 F=3n－ 2PL－ PH=3*22*3=0n=3, PL=5, PH=0 F=3n－ 2PL－ PH=3*32*5=1n=3, PL=4, PH=0 F=3n－ 2PL－ PH=3*32*4=1n=4, PL=5, PH=0 F=3n－ 2PL－ PH=3*42*5=2平面系統(tǒng)自由度的計(jì)算F=3n2PLPH(n：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)； PL：低副數(shù)； PH：高副數(shù) ）三、平面系統(tǒng)具有確定