【正文】 第 2章 力學(xué)基本知識 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 鉸結(jié)點(diǎn) 剛結(jié)點(diǎn) 組合結(jié)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖 110 桿系的簡化 平面桿系結(jié)構(gòu)可以分為梁 、 拱 、 剛架 、 桁架 、 組合結(jié)構(gòu)等幾種類型 。 在對支座簡化時(shí) ，一般忽略支座與構(gòu)件接觸面間摩擦以及接觸面大小的影響 ，認(rèn)為支座與桿件是以一支承點(diǎn)連接起來的 。通常將荷載分類如下： 本課程中主要研究固定的 集中荷載 和 均布荷載 。 實(shí)際結(jié)構(gòu)簡化為計(jì)算簡圖 ， 應(yīng)考慮以下幾方面的內(nèi)容： 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 108 桿件的簡化 工程力學(xué)中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的簡化主要是考慮由于桿件截面尺寸比其長度小得多，在計(jì)算簡圖中，可以用桿件縱軸線代替桿件，忽略截面形狀和尺寸的影響。 當(dāng)然 ， 也有一些結(jié)構(gòu)不宜簡化成平面結(jié)構(gòu) 。 按照空間觀點(diǎn) ， 結(jié)構(gòu)可以分為 平面結(jié)構(gòu) 和 空間結(jié)構(gòu) ， 實(shí)際的工程結(jié)構(gòu)都是空間結(jié)構(gòu) 。 45176。 在畫圖過程中一般應(yīng)注意以下要點(diǎn)： 第 2章 力學(xué)基本知識 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 物體的受力分析 和受力圖 103 第 2章 力學(xué)基本知識 ? 練習(xí) 1 B O A F1 C 45176。BD FK F 物體的受力分析 和受力圖 102 ? 畫受力圖的分析步驟與注意事項(xiàng) 在畫圖之前 ， 應(yīng)首先明確系統(tǒng)中有幾個(gè)主動力 、 幾個(gè)構(gòu)件以及構(gòu)件與構(gòu)件 、 構(gòu)件與基礎(chǔ)之間的約束性質(zhì) ， 然后判斷其中有沒有二力構(gòu)件 ， 如果有則應(yīng)先畫出其受力圖 ， 接著可根據(jù)要求取研究對象 ， 畫分離體圖 ， 再畫上主動力和約束反力 ， 完成受力圖 。Cy F39。K F39。T3 FB2y FB2x FB1y FB1x F39。B2y F39。BD F39。T2 FK FB1x FB1y 4. 輪 I (B處有銷釘） I F39。 1） 試分別畫出各桿 ， 滑輪 I、 II， 銷釘 B以及整個(gè)系統(tǒng)的受力圖； 2） 畫出銷釘 B與滑輪 I 一起的受力圖； 3） 畫出桿 AB、 滑輪 I、II， 鋼繩和重物作為一個(gè)系統(tǒng)時(shí)的受力圖 。CB FAx FAy FA F A C F39。 【 解 】 F2 FD A E K F1 FK FE C FC FH FG I G H 第 2章 力學(xué)基本知識 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 物體的受力分析 和受力圖 94 試畫出桿 AC、 桿 BC和整體的受力圖 。 ?各物體中既有二力構(gòu)件 ， 也有非二力構(gòu)件 ， 銷釘可固定在任一非二力構(gòu)件上 ， 且不需要說明； ?各物體中有滑輪時(shí) ， 銷釘通常固定在滑輪上 ， 且不需要說明 。 2） 銷釘上無集中力作用時(shí) ， ?各物體均為二力構(gòu)件 ， 單獨(dú)分析銷釘 。受力分析時(shí) ， 關(guān)于銷釘?shù)奶幚響?yīng)掌握這樣一個(gè)原則 ， 即把 銷釘固定在非二力構(gòu)件上 。Bx F39。BC FT FBy FBx ? 例 27 試畫出桿 AB 和 BC 的受力圖。Bx F39。BC B D A 第 2章 力學(xué)基本知識 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 B C A F1 D F2 物體的受力分析 和受力圖 89 ? 例 27 試畫出桿 AB 和 BC 的受力圖。T C B FNA FCx FT FCy A C 第 2章 力學(xué)基本知識 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 物體的受力分析 和受力圖 87 對比三者會有什么結(jié)論？ 第 2章 力學(xué)基本知識 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 物體的受力分析 和受力圖 88 ? 例 27 試畫出桿 AB 和 BC 的受力圖。Cx F39。 60 作 圖示人字梯模型中各構(gòu)件的 受力圖。T C B 第 2章 力學(xué)基本知識 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 物體的受力分析 和受力圖 86 60 。Cx F39。 60 作 圖示人字梯模型中各構(gòu)件的 受力圖。 ? 例 26 【 解法 1】 第 2章 力學(xué)基本知識 物體的受力分析 和受力圖 85 60 。C2y FNA FC1x FT FC1y A C FC2x FC2y F FNB F39。C1y F39。 60 F39。NE FNE FND A C B E D FAx FAy FQ FN D A C B E FP FQ G O ? H H 物體的受力分析 和受力圖 84 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 60 。ND FNG 【 解 】 ? 例 25 第 2章 力學(xué)基本知識 FP F39。 FNB ? 例 24 【 解 】 第 2章 力學(xué)基本知識 FP O B A B A O FNA FT FP 物體的受力分析 和受力圖 83 D G O E 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 作 圓柱 H、 圓柱 O 和 折桿 ABC的受力圖。 81 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 作出下圖 梁 AB的受力圖。 （ 2）在分離體圖上 畫主動力 。 在分離體上表示物體受力情況的簡圖稱為 受力圖 。確定物體受了幾個(gè)力，每個(gè)力的作用位置和力的方向，這一分析過程稱為 物體的受力分析 。 工 程 中 常 見 的 約 束 第 2章 力學(xué)基本知識 約束和約束反力 71 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 連桿的約束力沿著連桿中心線 ， 但指向不定 。 工 程 中 常 見 的 約 束 第 2章 力學(xué)基本知識 約束和約束反力 68 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 光滑球鉸約束 （ 球鉸 ） 球鉸能限制構(gòu)件任意方向的轉(zhuǎn)動和移動 ， 其約束力必 通過球心 ， 通常用 三個(gè)相互垂直的分力 來表示 。 在某種程度上可以看作是徑向軸承與光滑面約束的組合 。 —— 屬 光滑面約束 工 程 中 常 見 的 約 束 第 2章 力學(xué)基本知識 約束和約束反力 64 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 徑向軸承限制轉(zhuǎn)軸在垂直于軸線的任何方向的移動 ， 其實(shí)質(zhì)是光滑面約束 ， 約束力可用 兩個(gè)相互垂直的分力 來表示 。 工 程 中 常 見 的 約 束 第 2章 力學(xué)基本知識 約束和約束反力 61 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 實(shí)際工程中 ， 相當(dāng)于輥軸支座的約束形式有很多 ，但是其功能一般是阻止物體與支座連接處向著支承面或離開支承面的運(yùn)動 ,其約束力 通過銷釘中心 ， 垂直于支承面 ， 指向不定 (即可能是壓力或拉力 ） 。 第 2章 力學(xué)基本知識 約束和約束反力 58 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 工 程 中 常 見 的 約 束 第 2章 力學(xué)基本知識 約束和約束反力 固定鉸支座 約束簡圖 59 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 工 程 中 常 見 的 約 束 第 2章 力學(xué)基本知識 約束和約束反力 固定鉸支座實(shí)質(zhì)是 光滑面約束 ， 約束反力 方位垂直于銷釘軸線，指向不定， 可表示為一個(gè)未知角度和一個(gè)未知大小的力，但常用方法是將其表示為兩個(gè)互相垂直的力。 FN 56 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 光滑鉸鏈約束 鉸 工 程 中 常 見 的 約 束 第 2章 力學(xué)基本知識 約束和約束反力 57 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 固定鉸支座 工 程 中 常 見 的 約 束 將構(gòu)件用圓柱形光滑銷釘與固定支座連接，該支座就成為固定鉸支座 。 53 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 2 、光滑面約束 B A Ｃ D FG FNA FNB FNC FW A B C O FNA FNB 工 程 中 常 見 的 約 束 第 2章 力學(xué)基本知識 約束和約束反力 光滑接觸面約束對非自由體的約束力 ， 作用在接觸處 ，方向沿接觸處公法線并指向受力物體 ， 對受力物體是壓力 ，通常用 FN表示 。 A A 第 2章 力學(xué)基本知識 約束和約束反力 FT1 FT2 49 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 柔體約束 工 程 中 常 見 的 約 束 第 2章 力學(xué)基本知識 約束和約束反力 50 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 工 程 力 學(xué) 課 程 組 柔體約束 工 程 中 常 見 的 約 束 第 2章 力學(xué)基本知識 約束和約束反力 51