【正文】 ?兩桿分別達(dá)到許可內(nèi)力時所對應(yīng)的載荷 m a x,1m a x 34NFF ? 4 ???1桿 : m a x,2m a x 54NFF ? KN364554 ???2桿： 確定結(jié)構(gòu)的許可載荷為 KNF 36][ ?分析討論： 和 是兩個不同的概念。 3) 確定許用載荷 FN?A[?] 已知構(gòu)件的幾何尺寸，許用應(yīng)力，計算結(jié)構(gòu)或 構(gòu)件所能允許承受的最大載荷。 若強(qiáng)度不足，需要修改設(shè)計。 將極限應(yīng)力與許用應(yīng)力之差作為安全儲備。 3) 不可預(yù)知的其他誤差 偶然超載，制造損傷，工作與實驗條件不同等。因為還有誤差： 1) 力學(xué)分析的可能誤差 包括載荷估計；分析、簡化和計算誤差；尺寸制造誤差等。 ( 由力學(xué)分析計算得到 ) 極限應(yīng)力： ?ys 、 ?b 材料可以承受的強(qiáng)度指標(biāo)。 剛度 — 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件抵抗變形的能力；變形應(yīng)限制在保證正常工作所允許的范圍內(nèi)。所有的構(gòu)件 (不允許破壞機(jī)械、結(jié)構(gòu) 。 工程中一般以強(qiáng)度控制設(shè)計，然后校核剛度。 5kN |FN|max=5kN FN 2kN 1kN 1kN + + ? ?20 ?10 ?30 2kN 4kN 6kN 3kN 3kN（與前面 2KN反向） 6kN（與前面 3KN反向） 4kN（與前面 6KN反向） Ⅰ Ⅰ F 2F F 2F x NFF F + + NF 圖 畫軸力圖例 1 三 軸向拉伸與壓縮時的強(qiáng)度計算 PF N ?AF N??單位面積上的內(nèi)力為應(yīng)力，其計算公式為： 軸向拉壓時的應(yīng)力 為保證完成其正常功能，所設(shè)計的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件必須具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和剛度。 如果桿件受到的外力多于兩個，則桿件不同部分 的橫截面上有不同的軸力。單位： 牛頓（ N） 二、橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力 同一位置處左 、 右側(cè)截面上內(nèi)力 分量必須具有相同的正負(fù)號 。 軸向拉伸，對應(yīng)的力稱為拉力。 變形特征 ：桿件產(chǎn)生軸向的伸長或縮短。 從 安全 角度考慮：優(yōu)質(zhì)材料，構(gòu)件尺寸粗大 ； 從 經(jīng)濟(jì) 角度考慮：節(jié)省材料，減少成本，減輕自重。 不同構(gòu)件的承載能力是不同的。 彈性變形 —— 外力解除以后可消失的變形。 破壞 ——顯著的塑性變形和斷裂 。 承載能力 — 構(gòu)件承受載荷的能力。即桿 BC實際上受壓力。不計鉸車的自重，試求桿 AB 和 BC 所受的力。 2. 畫出受力圖（ b)。 No Yes 注意： 力偶 M在任一軸上的投影為零； 力偶對任一點之矩即為 M。R ? ??? nFOO MM主矢： 主矩： 平面任意力系平衡方程 平衡條件 –主矢為零： FR’=0 – 主矩為零： Mo=0 即： ?????????????0)(00FMFFoyx?????????????0)(0)(0FMFMFBAx?????????????0)(0)(0)(FMFMFMCBA其他形式： 二矩式： 三矩式： ABx ? A、 B、 C不共線 如圖 c所示 – 主矢 FR’和主矩 Mo FR’≠0 Mo=0 FR’ =0 Mo ≠0 FR’ ≠ 0 Mo ≠0 求解平面力系平衡問題的一般方法和步驟為 ： 弄清題意，標(biāo)出已知量 整體受力圖，列平衡方程 ， 解決問題否？ 選取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸和矩心，注意正負(fù)號。 = = = 力偶的等效性 ： A B 剛體 力的平移定理：作用于剛體上的力可以平行移動到剛體上的任意一指定點，但必須同時在該力與指定點所決定的平面內(nèi)附加一力偶，其力偶矩等于原力對指定點之矩。F(Mo)F(Mo)39。 力偶的表示法 – 書面表示 （ F， F’ ） – 圖示 力偶矩 用以衡量力偶對剛體的轉(zhuǎn)動效應(yīng) – 大小 – 正負(fù)規(guī)定：逆時針為正 – 單位量綱：牛米 []或千牛米 [] dFx39。 –設(shè)某力系為 Fi（ i=1,2,…n ），其合力為 FR，根據(jù)以上理論，則有表達(dá)式： ????????????in21R FF...FFF其中：)()(...)()()( 21 ionoooRo FMFMFMFMFM合力矩定理 例： 圓柱齒輪如圖，受到嚙合力 Fn的作用，設(shè) Fn=1400N，齒輪的壓力角 α =200，節(jié)圓半徑， r=60mm，試計算力 Fn對軸心 O的力矩。其符號規(guī)定為：力使物體繞矩心逆時針轉(zhuǎn)動時為正，順時針轉(zhuǎn)動為負(fù)。從上式可知，平面匯交力系保持平衡的必要條件是： 即：平面匯交力系平衡時，力系中所有各力在 x、 y兩坐標(biāo)軸上投影的代數(shù)和分別等于零。 其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 ??? ????????? ?????????ynyyyRyxnxxxRx FFFFF FFFFF2121（ 2）平面匯交力系的簡化 利用合力投影定理可求平面匯交力系的合力 ?????????????????xyRxRyyxRyRxRFFFFFFFFF?t a n)()( 2222α為 FR與 x軸所夾的銳角，合力的作用線通過力系的匯交點 O，合力 FR的方向由 FRx， FRy的正負(fù)確定。這樣 ，若知道了力在某一坐標(biāo)軸上的投影，就可完全確定該力沿同一軸的分力的大小和方向。力的分力是矢量，而力在坐標(biāo)上的投影是代數(shù)量。同理，從 A、 B兩點分別向 y軸引垂線，得到垂足、線段稱為力 F在 y 軸上的投影，用 Fy表示。在力 F所在的平面內(nèi)取直角坐標(biāo)系，從力 F的兩端 A和 B分別向軸作垂線，得垂足 a和 b。F ya 39。F ya 39。 如圖 2－ 11所示，滾筒、起重吊鉤受力都是平面匯交力系，它是最基本的力系。 C TG Xc TG Yc 作業(yè) ? P71 21 23 24 ? P72 21 三、平面匯交力系 凡各力的作用線均在同一平面內(nèi)的力系，稱為平面力系。 Q1 Q2 Nx Ny M Nx Ny M A P NF TE ? C G B E P A F D 解： (1) 物體 B 受兩個力作用： (2) 球 A 受三個力作用： (3) 作用于滑輪 C 的力： C NG TG TG TD Q B 例 2 在圖示的平面系統(tǒng)中，勻質(zhì)球 A重為 P，借本身重量和摩擦不計的理想滑輪 C 和柔繩維持在仰角是 ? 的光滑斜面上，繩的一端掛著重為 Q 的物體B。 FA FB FD G 講 練 題 例 1： 如圖所示塔設(shè)備，塔重 G=450KN，塔高 h=30m，塔底用螺栓與基礎(chǔ)緊固聯(lián)接，塔體的風(fēng)力可簡化為兩段均布載荷， h1=h2=15m， q1=380N/m，q2=700N/m。 化工廠起吊設(shè)備時為避免碰到欄桿，施加一水平為 P，設(shè)備重為Ｇ，試畫出設(shè)備的受力圖。 ②水平梁的受力圖 。根據(jù)二力桿的特點，斜桿兩端的約束反力 Rc和 RD的方位必沿兩端點 C、 D的連線且等值、反向。如圖 210(b)所示，將斜桿解除約束作為分離體。如斜桿 CD所受的重力不計，試畫出斜桿 CD和水平梁 AB的受力圖。 例 2． 2 如圖 210(a)所示，水平梁 AB用斜桿 CD支撐， A、 D、 C三處均為圓柱鉸鏈聯(lián)接。繩為柔性約束，其約束反力 T作用在 C點， 沿繩索背離小球 ；小球與斜面為光滑接觸，斜面對小球的約束反力 NB作用在 B點， 垂直于斜面 (沿公法線方向 )，并指向球心 O點。 ③畫出全部約束反力。 ② 畫主動力。試畫小球的受力圖。 （ 3）鉸鏈約束： 固定鉸鏈約束 、 活動鉸鏈約束 (4)固定端約束 柔性約束 （ 柔繩、鏈條、膠帶構(gòu)成的約束