最新工程力学第三章受力分析
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解:
A
1.梯子AB 部分的受力图。 FAy F
H A
F
H D B
FAx
FAx
FD
A
E
C
FB
D B
FAy
FE
E
FC
2.梯子AC 部分的受力图。
C
11
3.梯子整体的受力图。
F
H
A
F
H E C
A
D
B
FB
D B E
FC
C
12
[例5]
画出下列各构件的受力图
O
C
Q
D A
E B
13
O
C
P1
A
F
D B
q
P2
29
例 题4
解:
1.物块 B 的受力图。
FE
FD D B P2 I H FH P1 D FF FC C G FG
2. 球A 的受力图。
A H C E F G
E
A
F P1
B
qP23.滑轮 C来自的受力图。 30例 题 6
如图所示压榨机中,杆AB
E D
和 BC 的长度相等,自重忽略 不计。 A , B , C , E 处为铰 链连接。已知活塞D上受到油
要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对 2、不要多画力 于受力体所受的每一个力,都应能明确地指出 它是哪一个施力体施加的。
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3、不要画错力的方向 约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画,不
能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析
两物体之间的作用力与反作用力时,要注意,作用力 的方向一旦确定,反作用力的方向一定要与之相反, 不要把箭头方向画错。
Q
D
E
A
B
Ncx Ncy NBx NBy
N’cy N’cx
14
[ 例 6]
画出下列各构件的受力图
15
尖点问题
应去掉约束
应去掉约束
16
[例7]
画出下列各构件的受力图
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三、画受力图应注意的问题
1、不要漏画力 除主动力外,只要物体相互接触,就一定存 在有机械作用。要分清研究对象(受力体) 都与周围哪些物体(施力体)相接触,接触 处必有力,力的方向由约束类型而定。
F
A
P B
27
例 题3
解:
碾子的受力图为: F F
A
P B
A FNA
P B FNB
28
例 题4
在图示的平面系统中,匀质 球A 重P1,本身重量和摩擦不计 的理想滑轮C 和柔绳维持在仰角
H C E G
是q 的光滑斜面上,绳的一端挂
着重 P2 的物块 B 。试分析物块 B , 球 A 和滑轮 C 的受力情况,并分 别画出平衡时各物体的受力图。
4、受力图上不能再带约束。
即受力图一定要画在分离体上。
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5、受力图上只画外力,不画内力。
一个力,属于外力还是内力,因研究对象的不同,有 可能不同。当物体系统拆开来分析时,原系统的部分 内力,就成为新研究对象的外力。
6 、同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致,相
互协调,不能相互矛盾。 对于某一处的约束反力的方向一旦设定,在整体、局 部或单个物体的受力图上要与之保持一致。
FBC
30
FBA
B G
C
FCB
C
25
A D
60
B
3. 滑轮B ( 不带 销钉)的受力图。
FBy F2
D
4. 滑轮B ( 带销 钉)的受力图。
F2
30
FBA FBx
B
30
60
G C
F1
FBC
F1
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例 题3
用力F 拉动碾子以轧平路面,重为P 的碾子 受到一石块的阻碍,如图所示。试画出碾子的受 力图。
B
A
q
q
C
缸内的总压力为 F 。试画出
杆AB ,活塞和连杆以及压块
C的受力图。
31
解:
1.杆AB的受力图。
2. 活塞和连杆的受力图。
E D A
B
FBA
F
FA
B
A
3. 压块 C 的受力图。
q
C
q
q
FCB FAB C F Cx
B
q
FBC
q
FCy
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例 题 7
D A
q
K C B Ⅰ
E
Ⅱ
P
如图所示平面构架,由杆AB , DE及DB铰接而成。钢绳一端拴 在K处,另一端绕过定滑轮Ⅰ和 动滑轮Ⅱ后拴在销钉B上。重物 的重量为P,各杆和滑轮的自重 不计。(1)试分别画出各杆, 各滑轮,销钉B以及整个系统的 受力图;(2)画出销钉B与滑轮 Ⅰ一起的受力图;(3)画出杆 AB ,滑轮Ⅰ ,Ⅱ ,钢绳和重物 作为一个系统时的受力图
B
用钢丝绳挂在支架的滑轮 B 上,钢 丝绳的另一端绕在铰车 D 上。杆 AB 与 BC 铰接,并以铰链 A , C 与墙连
30
接。如两杆与滑轮的自重不计并忽
G
略摩擦和滑轮的大小,试画出杆AB
和BC以及滑轮B的受力图。
24
C
A D
60
解: 1.杆AB的受力图。
B
FAB
A B
2.杆BC 的受力图。
7 、正确判断二力构件
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物体的受力分析
P
F
C
如图所示的三铰拱
桥,由左右两拱桥铰接 而成。设各拱桥的自重 不计,在拱上作用有载 荷F,试分别画出左拱
A
B
和右拱的受力图。
21
解:
1. 右拱 BC 的受力图。
F
P
C
A
B
FC
C
B
FB
22
23
例 题 2
A D
60
如图所示,重物重G = 20 kN,
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二、受力分析的步骤 ① 取研究对象; ② 取分离体;
③ 画上主动力;
④ 找接触点或连接点; ⑤ 画出约束反力。
4
例1 画出图中的球和杆AB的受力分析图
解:
B
B N2 N1 A 600 C P SBC
P
N2 A
XA
YA
画约束反力时,一定要按照约束的固有性质画 5 图,切不可主观臆断!
例2 画出图中球O与杆AB的受力分析图
B B
D
三力平衡汇交
FB
B
FB
B
F
A C
F FAy
A
D
D
F
A
H
FAx
FA
第二种画法
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第一种画法
例
4
F
H
A
D
B
E C
如图所示,梯子的两部分 AB和AC在A点铰接,又在 D ,E两点用水平绳连接。 梯子放在光滑水平面上, 若其自重不计,但在AB的 中点处作用一铅直载荷F。 试分别画出梯子的AB,AC 部分以及整个系统的受力 图。
6
例 3
等腰三角形构架ABC 的顶点 A , B , C 都用铰链连接,底边
B B D
AC固定,而AB 边的中点D 作用
有平行于固定边AC 的力F,如图 所示。不计各杆自重,试画出杆 AB 和BC 的受力图。 F
A
C
7
解: 1. 杆 BC 的受力图。
B B D
FB
B
F
A C
C
FC
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2. 杆AB 的受力图。 正交分解
内容回顾
约束的基本类型和约束反力的特点
1.柔性约束
2.光滑面约束
3.光滑铰链约束
①圆柱形销钉连接 ②固定铰支座 ③活动(可动)铰支座(辊轴支座)
1
本次课主要内容
• 教学内容:
物体的受力分析、受力图
• 教学目标:
熟练掌握物体受力分析和画受力图的方法。
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§1-4 物体的受力分析和受力图
一、受力分析 无论是研究物体的平衡还是研究物体的运动规律, 都需要分析物体的受力情况。 1.分离体(研究对象) 2.受力分析 3.受力图 作用在物体上的力有:主动力,被动力(约束反力)。