《机械基础》构件静力分析通用.ppt

第二章构件的静力分析第一节力的基本性质4.力的表示法二、静力学的基本公理公理1（二力平衡公理）作用于刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态的必要和充分条件是：两力大小相等，方向相反且作用在同一条直线上。如图2-2所示。推论（三力平衡汇交定理）当刚体受到三个力作用而处于平衡时，若其中的两个力的作用线交于一点，则第三个力的作用线必交于同一点，且三个力的作用线在同一平面内。如图2-4所示，F1、F2汇交于一点A,则F3通过A点。三、约束和约束反力三、约束和约束反力1．约束与约束反力空间不受位移限制的物体称为自由体，空间受位移限制的物体称为非自由体。约束是指对非自由体的某些位移起限制作用的物体。约束限制物体运动的力称为该物体的约束反力。确定约束反力有如下原则：(1)约束反力的作用点就是约束与物体之间的相互作用点；(2)约束反力的方向与约束对物体限制其运动趋势的方向相反；(3)约束力的大小可通过平衡条件计算求得。(2)柔性约束由柔软的绳索、链条或带等构成的约束称为柔性约束。绳索给物体的约束力只能是拉力。因此，绳索对物体的约束反力的大小与重物相等，作用点为绳索和重物的接触点，方向沿着绳索背离物体，链条或带对物体的约束反力为拉力，方向沿轮缘的切线方向，如图2-7所示。②、铰链约束两构件与地面或机架的连接是可动的，则这种约束称为活动铰链支座，简称活动铰支。活动铰支的约束性质与光滑接触表面的约束性质相同，其反力必垂直于固定面，如图2-9所示。上述两种约束的特点是限制两物体径向相对运动，而不限制两物体绕铰链中心的相对转动。四、物体受力分析和受力图在工程实际中，受力分析是指研究某个物体受到的力，分析这些力对物体的作用情况，即研究各个力的作用位置、大小和方向。为了清晰地表示物体的受力情况，常需把研究的物体从周围物体中分离出来，然后把其他物体对研究对象的全部作用力用简图形式画出来。这种表示物体受力的简明图形，称为受力图。小结：画受力图的步骤为：1、确定研究对象，画出研究对象的简单轮廓图形；2、进行受力分析，分析研究对象上的主动力和约束反力，明确受力物体和施力物体。3、画出分离体上全部约束反力和主动力。§2-4约束与约束力2.柔性约束
由柔软的绳索、链条等构成的约束（假设其不可伸长）称为柔性约束。其约束力为拉力，作用在接触点，方向沿绳索背离物体。链条对物体的约束反力，如图2-16所示。3.固定支座（固定铰链支座的简称）约束约束物与被约束物以光滑圆柱面相联接，其中一个为约束物，另一个为被约束物，约束物不动时，称为固定铰链支座，简称固定支座。约束力为过接触点沿径向的压力，由于接触点在圆周上的位置不能预先确定，因此，通常用两个相互垂直的分力代替。如图2-17所示。§2-4约束与约束力5.固定端约束一个杆件的一端完全固定，既不能运动也不能转动，这种约束称为固定端约束，如图2-19所示。