左 O-固定铰支座 中间铰链 图1.10 2可动铰支座若在由圆柱铰链构成的支座与光滑支承面之间装有辊轴,就构 成辊轴支座或可动铰支座。其约束反力垂直于光滑支承面,如图1.11a所示。图 1.11b、c为可动铰支座的简化画法。 3中间铰链将两个构件用圆柱铰链连接在一起成为中间铰链,其约束反力 般也用两个正交分量表示。如图1.10中A所示 力杆:在工程结构中,两端用光滑铰链与其它物体连接起来的刚杆,如果不 计杆的自重且杆上无其它主动力的作用,若杆处于平衡状态,则该刚杆是二力杆 1.3.4光滑球形铰链约束 约束特点:空间铰链约束。 约束反力F:过接触点,一定通过球心,但方向不确定 通常将球形铰链的约束反力表示为正交的三个分力F2、F2、F2,如图1.12所示。 图1.12 1.4物体的受力分析受力图
11 图 1.10 图 1.11 2.可动铰支座 若在由圆柱铰链构成的支座与光滑支承面之间装有辊轴，就构 成辊轴支座或可动铰支座。其约束反力垂直于光滑支承面，如图 1.11a 所示。图 1.11b、c 为可动铰支座的简化画法。 3.中间铰链 将两个构件用圆柱铰链连接在一起成为中间铰链，其约束反力一 般也 用两 个正 交 分量 表示 。如 图 1.10 中 A 所示。 二力杆：在工程结构中，两端用光滑铰链与其它物体连接起来的刚杆，如果不 计杆的自重且杆上无其它主动力的作用，若杆处于平衡状态，则该刚杆是二力杆。 1．3．4 光滑球形铰链约束 约束特点：空间铰链约束。 约束反力 FN ：过接触点，一定通过球心，但方向不确定。 通常将球形铰链的约束反力表示为正交的三个分力 Fx、 Fy、Fz，如图 1.12 所示。 图 1.12 l．4 物体的受力分析 受力图
、几个概念: 在工程实际中,常常需要对结构系统中的某一物体或几个物体进行力学计 算。首先要确定研究对象,然后对它进行受力分析。即分析研究物体受那些力的作 用,并确定每个力的大小、方向和作用点。即: 1、研究对象:我们把所研究的物体称为研究对象 2、分离体:解除约束后的自由物体 3、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。 4、内力与外力 如果所取的分离体是由某几个物体组成的物体统时,通常将系统外物体对物 体系统的 作用力称为外力,而系统内物体间相互作用的力称为内力。 、受力图 1.画受力图的具体步骤 画受力图是求解静力学问题的重要步骤。恰当地选取研究对象,正确地画出构 件的受力图是解决力学问题的关键。画受力图的具体步骤如下 1).明确研究对象,画出分离体; 2).在分离体上画出全部主动力; 3).在分离体上画出全部约束反力 2.应用举例 简支梁AB的A端为固定铰支座,B端为活动铰支座,并放置在斜坡 角为θ的支承面上,其上受有主动力P,Q作用,如图1.13a所示。试画出梁的受 力图,梁的自重不计。 图 解:(1)取梁AB为研究对象,除去约束画出其分离体 (2)画主动力。有P和Q两力。 (3)画约束反力梁AB的受力图如图1.13b所示
12 一、几个概念： 在工程实际中，常常需要对结构系统中的某一物体或几个物体进行力学计 算。首先要确定研究对象，然后对它进行受力分析。即分析研究物体受那些力的作 用，并确定每个力的大小、方向和作用点。即： 1、研究对象：我们把所研究的物体称为研究对象 2、分离体：解除约束后的自由物体。 3、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。 4、内力与外力 如果所取的分离体是由某几个物体组成的物体统时，通常将系统外物体对物 体系统的 作用力称为外力，而系统内物体间相互作用的力称为内力。 二、受力图 1.画受力图的具体步骤： 画受力图是求解静力学问题的重要步骤。恰当地选取研究对象，正确地画出构 件的受力图是解决力学问题的关键。画受力图的具体步骤如下： 1）.明确研究对象，画出分离体； 2）.在分离体上画出全部主动力； 3）.在分离体上画出全部约束反力。 2.应用举例 例 1—1 简支梁 AB 的 A 端为固定铰支座， B 端为活动铰支座，并放置在斜坡 角为θ的支承面上，其上受有主动力 P，Q 作用，如图 1.13a 所示。试画出梁的受 力图，梁的自重不计。 图 1.13 解：(1)取梁 AB 为研究对象，除去约束画出其分离体。 (2)画主动力。有 P 和 Q 两力。 (3)画约束反力梁 AB 的受力图如图 1.13b 所示
例1—2折梯的AB、AC两部分在A处用中间铰链连接,并在D、E两点用水 平绳子相连,梯子左侧站有一人重量为F,如图1.14a所示。不计梯子自重和接触 面的摩擦,试画AB、AC的受力图。 图1.14折梯 例1—3图1.15a所示的结构由杆AC、CD与滑轮B铰接组成。物体重W,用绳 子挂在滑轮上。如杆、滑轮及绳子的自重不计,并忽略各处的摩擦,试分别画出滑 轮B(包括绳索)、杆AC、CD及整个系统的受力图 图1.15 解:(1)以滑轮及绳索为研究对象,画出分离体图。其受力图如图1.15c所示
13 例 1—2 折梯的 AB、AC 两部分在 A 处用中间铰链连接，并在 D、E 两点用水 平绳子相连，梯子左侧站有一人重量为 FP，如图 1.14a 所示。不计梯子自重和接触 面的摩擦，试画 AB、AC 的受力图。 图 1.14 折梯 例 1—3 图 1.15a 所示的结构由杆 AC、CD 与滑轮 B 铰接组成。物体重 W，用绳 子挂在滑轮上。如杆、滑轮及绳子的自重不计，并忽略各处的摩擦，试分别画出滑 轮 B(包括绳索)、杆 AC、CD 及整个系统的受力图。 图 1.15 解：(1)以滑轮及绳索为研究对象，画出分离体图。其受力图如图 1.15c 所示
(3)以AC杆(包括销钉)为研究对象,画出分离体图。其受力图如图1.15所示 (4)以整个系统为研究对象,画出分离体图。系统所受的外力有:主动力w, 约束反力FsD、F1、FAx及F4。其受力图如图1.15e所示。 注意:1)画受力图时一定要分清内力与外力,内力总是以等值、共线、反向 的形式存在,故物体系统内力的总和为零。因此,取物体系统为研究对象画受 力图时,只画外力,而不画内力 2)二力杆、三力杆的判断 综上所述,要正确地画出受力图,必须熟练掌握以下几点 (1)根据题意选择恰当的研究对象。可以取单个物体为研究对象,也可以取由 几个物体组成的系统为研究对象。这一点在学习了用平衡方程求解力学问题后,会 有更深刻的体会。 (2)根据已知条件,画出全部主动力。 (3)根据约束的类型,画出相应的约束反力。一个物体往往同时受几个约束的 作用,应根据每个约束的特征确定约束反力的个数(一个力、两个正交分力或三个 正交分力)和方位 学生练习题 B C 作业:p43习题3、4、5 1.5平面力对点之矩合力矩定理
14 (3)以 AC 杆(包括销钉)为研究对象，画出分离体图。其受力图如图 1.15d 所示。 (4)以整个系统为研究对象，画出分离体图。系统所受的外力有：主动力 W， 约束反力 FSD、FTE、FAx 及 FAy。其受力图如图 1.15e 所示。 注意：1）画受力图时一定要分清内力与外力，内力总是以等值、共线、反向 的形式存在，故物体系统内力的总和为零。因此，取物体系统为研究对象画受 力图时，只画外力，而不画内力。 2）二力杆、三力杆的判断 综上所述，要正确地画出受力图，必须熟练掌握以下几点： (1)根据题意选择恰当的研究对象。可以取单个物体为研究对象，也可以取由 几个物体组成的系统为研究对象。这一点在学习了用平衡方程求解力学问题后，会 有更深刻的体会。 (2)根据已知条件，画出全部主动力。 (3)根据约束的类型，画出相应的约束反力。一个物体往往同时受几个约束的 作用，应根据每个约束的特征确定约束反力的个数(一个力、两个正交分力或三个 正交分力)和方位。 学生练习题 作业：p43 习题 3、4、5 1.5 平面力对点之矩 合力矩定理
1.教学目的 1)熟悉力矩的概念,掌握合力矩定理 2)掌握力偶的性质及力偶系的合成方法 3)掌握力偶系作用下物体的平衡条件及其应用 2.教学重点和难点 重点:力矩的计算,合力矩定理,力偶系作用下物体的平衡条件及其应用 难点:合力矩定理的应用,力偶的性质 3.教学手段与方法: 多媒体、实物 4.讲授学时:2学时 15.1力矩:如图1.16所示 1.力矩定义:力使刚体绕某点的转动效应的量度则称为力对点之矩,简称力矩 2.力矩的表示:力矩的矩心0、力臂d 大小、转向、作用面 3.力矩的计算公式:M0(F=土Ph
15 1．教学目的 1）熟悉力矩的概念，掌握合力矩定理 2）掌握力偶的性质及力偶系的合成方法 3）掌握力偶系作用下物体的平衡条件及其应用 2．教学重点和难点 重点：力矩的计算，合力矩定理，力偶系作用下物体的平衡条件及其应用 难点：合力矩定理的应用，力偶的性质 3．教学手段与方法： 多媒体、实物 4.讲授学时：2 学时 1.5.1 力矩：如图 1.16 所示 1.力矩定义：力使刚体绕某点的转动效应的量度则称为力对点之矩 ，简称力矩。 2.力矩的表示：力矩的矩心 O、力臂 d 大小、转向、作用面 3. 力矩的计算公式： MO (F) = Fh