第2章 物体受力分析和结构计算简体.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节 约束与约束反力,第二节 物体的受力分析及受力图,第三节 结构的计算简图,第二章 物体的受力分析,结构的计算简图,工程中常见的约束反力的特点及受力图；,对物体进行受力分析的方法和步骤以及画受力图。,教学重点,常见约束的区分与约束反力的画法；,构件受力分析的方法步骤和受力图的画法。,教学难点,约束：对非自由体的位移起限制作用的物体。,约束力：约束对非自由体的作用力。,约束反力,大小,待定；,方向,与该约束所能限制的位移方向相反；,作用点,接触处。,第一节 约束与反约束力,1,、柔性约束,由柔软的绳索、链条或者皮带等构成的约束。,工程常见的约束,只能限制物体沿柔体伸长方向的运动,只能受拉，不能受压；,柔性约束反力确定,:,作用于触点,沿柔体中心,背离被约束物体；,约束反力符号：柔性约束反力用,T,表示。,（,接触面摩擦力很小可忽略不计时）,约束特点,:,只能限制沿接触点的法线方向趋向支承面的运动；,约束反力的确定：,通过接触点，沿着接触面公法线方向，指向被约束的物体，,即,物体受压。,光滑接触的约束反力通常用,N,表示。,2,、光滑面约束,反,力,特征：,方位：,沿,接触处的共法线,指向：,指向物体（物体受压）,A,B,C,F,NA,F,NB,F,NC,组成及特点：,两物体分别钻有直径相同的,圆柱形孔,，用一圆柱形,销钉,连接起来，在不计摩擦时，即构成,光滑圆柱形铰链约束,，简称,铰链约束,。,3,、圆柱铰链约束,圆柱铰链约束分类,中间铰链,固定铰链支座,活动铰链支座,连杆约束,（,1,）中间铰链约束,结构特点,：如图示，用销钉联接两有孔零件，两被联接件均可绕销轴转动，,例如发动机中连杆与活塞、连杆与曲轴的联接。,约束特点,：两零件均可相对转动又互相制约。,约束反力在确定,：其约束反力用过销轴中心的两个正交的分力,F,X,、,和,F,Y,表示，如图下所示。,y,x,（,2,）固定铰链支座,约束特点,：,如果中间铰链中的构件之一与地基或机架相连，便构成固定铰链支座。,约束反力的确定,：,约束反力通过销轴中心，方向随主动力方向而不同，用过销轴中心的两个正交的分力,F,X,、,F,Y,表示。,x,（,3,）活动铰链支座,约束特点,：,在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑滚轮而成。,约束反力的确定,：,构件受到垂直光滑面的约束力。,（,4,）连杆约束,约束特点：但链杆只能限制物体沿其中心线方向的运动，而不能限制其他方向的运动。,约束反力的确定：约束力的作用线一定是沿着链杆两端铰链的连线，指向待定,。,二、固定端约束,在工程实际中，有很多构件的一部分嵌固于另一物体上而受到约束作用，这样的约束称为固定端约束。,这种约束不但限制物体在约束处沿任意方向的,线位移,，也限制物体在约束处的,角位移,，即物体在,A,端没有移动和转动。,一、受力分析要解决的两个问题：,1,、确定研究对象；,2,、确定研究对象上所受的力（受力分析）。,分离体：,解除约束后的自由物体。,研究对象往往为非自由体，为了清楚地表示物体的受力情况，需要把所研究的物体从与它周围相联系的物体中分离出来，单独画出该物体的轮廓简图，使之成为,分离体,。,第二节 物体的受力分析及受力图,根据题目恰当地确定研究对象，研究对象可以是一个物体或一个物系；,取分离体；,在分离体上，画出物体所受的主动力，并标出各主动力的名称；,根据约束的类型确定约束反力的位置与方向，画在分离体上，并标出各约束反力的名称。,受力分析的一般步骤,1,、受力图：,在分离体上画上它所受的全部主动力和约束反力，就称为该物体的受力图。,2,、画受力图步骤,：,画受力图是解平衡问题的关键，画受力图的一般步骤为：,（）根据题意,确定研究对象,，并画出研究对象的,分离体,简图。,（）在分离体上画出全部已知的,主动力,。,（）在分离体上解除约束的地方画出相应的,约束反力。,二 物体的受力图,画分离体的受力图的注意事项,力是,物体间相互的机械作用，物体所受每一个力均应清楚哪个是施力物体，以免多画或漏画力；,应严格区分约束反力类型；,注意运用“作用力与反作用力”公理来判断和检查；,柔性约束的约束反力只能是拉力不会是压力；,特别注意运用“二力构件”来进行受力分析。,G,A,D,B,F,T,F,N,例,1:,一重为,G,的球体,A,，,用绳子,BC,系在光滑的铅垂墙壁上，试画出球体,A,的受力图。,G,A,D,B,C,例,2,：,重量为,G,的均质杆,AB,，其,B,端靠在光滑铅垂墙的顶角处，,A,端放在光滑的水平面上，在点,D,处用一水平绳索拉住，试画出杆,AB,的受力图。,F,B,F,A,F,D,G,O,C,A,F,F,Ax,F,Ay,F,Ox,F,Oy,O,B,C,A,D,E,F,C,D,E,F,Cx,F,Cy,F,E,B,A,E,F,Bx,F,By,F,Bx,F,By,F,Ox,F,Oy,例,3,：,试分别画出每个物体及整体的受力图。,本节最基本的概念,刚体,受力不变形的物体。,约束,物体与物体之间接触和连接方式的简化模型，约束的作用是对与之连接物体的运动施加一定的限制条件。,约束力,约束与被约束物体之间的相互作用力。,平衡,刚体相对惯性系静止或作匀速直线平移。,课后小结,本章小结,画受力图三步,:,分离体,主动力,约束力,检查,”,三不,”,:,不多 不漏 不错,