[材料科学]静力学平面力系.ppt

  1. 1、本文档共41页,可阅读全部内容。
  2. 2、原创力文档(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
[材料科学]静力学平面力系

力对物体的运动效应,包括力对物体的移动和转动效应,其中力对物体的转动效应用力矩来度量。 力矩是力对物体的转动效应的度量。 力矩的表示 力矩的矩心、力臂 大小、转向、作用面 正负号规定 量纲单位: 牛顿.米[N.m]或千牛.米[kN.m] 二、合力矩定理 定理 平面汇交力系的合力对平面内任一点之矩等于各分力对该点之矩的代数和。 例2-1 如图所示,圆柱直齿轮受啮合力Fn的作用。设Fn =1kN。压力角a=20°,齿轮的节圆(啮合圆)半径r=60mm,试计算力Fn对轴O的力矩。 第三节 力 偶 一、力偶 定义 大小相等、方向相反但不共线的两个平行力组成的力系 ,记作(F,F’)。 力偶臂:力偶中两力作用线之间的垂直距离d 。 力偶作用面:力偶所在的平面 。 三、平面力偶的等效定理 定理 在同一平面内,力偶矩相等的两力偶等效。 证明(略) 四、力偶的性质 性质1 力偶无合力。力偶在任意轴上的投影为零。 性质2 力偶对其作用面内任一点之矩均等于力偶矩,而与矩心的位置无关。 性质3 只要保持力偶矩不变,力偶可在其作用面内任意移动和转动,并可任意改变力的大小和力偶臂的长短,而不改变它对刚体的作用效应。 由力偶的性质可得如下结论: 平面力偶系可合成为一个合力偶,合力偶矩等于各分力偶矩的代数和,即 力偶与力矩的区别 力偶是自由矢量(即可以沿作用线移动和平行于作用线移动的矢量);力矩是定位矢量,定位于矩心,与矩心的位置有关。 力偶矩不标矩心,而力矩一定要标明矩心。 力的平移定理 平面力系向一点的简化 简化结果的分析 合力矩定理 一、力的平移定理 定理 作用在刚体上某点A的力F可平行移到任一点B,平移时需附加一个力偶,附加力偶的力偶矩等于力F对平移点B的矩。 二、平面力系向一点的简化 平面力系向一点简化的思想方法是应用力的平移定理,将平面力系分解成两个力系:平面汇交力系和平面力偶系。然后,再将两个力系分别合成。 2. 主矢和主矩 主矢:平面力系中所有各力的矢量和FR′ 主矩:各力对简化中心 O之矩的代数和MO 四、合力矩定理 平面力系的合力矩定理 平面力系的合力对于作用面内任一点之矩等于力系中各力对于同一点之矩的代数和。 第五节 平面力系的平衡 一、平衡条件和平衡方程 四、单个物体的平衡问题 解题步骤 : (1)选定研究对象,取出分离体; (2)画受力图; (3)取适当的投影轴和矩心,列平衡方程并求解。 解题注意点 灵活地选择研究对象; 仔细地进行受力分析,正确地画出受力图; 合理地选择坐标系、矩心和平衡方程的形式; 解题过程中不用的方程不列,与解题无关的未知量不求。 结论 平面力系向作用面内任选一点 O简化,一般可得一个力 和一个力偶,这个力等于该力系的主矢,作用于简化中心 O; 这个力偶的矩等于该力系对于O点的主矩。 主矢与简化中心的位置无关。 主矩与简化中心的位置有关。 第四节 平面力系的简化 过简化中心O作直角坐标系Oxy 根据合力投影定理,有 故主矢的大小和方向为 第四节 平面力系的简化 第四节 平面力系的简化 平衡条件 平衡方程 主矢为零 主矩为零 能列三个独立的平衡方程 可解三个未知量 三、几种平面特殊力系的平衡方程 1. 平面汇交力系的平衡方程 能列两个独立的平衡方程可解两个未知量 第五节 平面力系的平衡 第六节 物体系统的平衡 前面讨论了平面问题中几种力系的平衡问题。对应于每一种力系,其独立的平衡方程数目都是一定的,平面任意力系有三个,平面汇交力系和平面平行力系各有两个,平面力偶系只有一个。因此,对于每一种力系,能求解的未知数的数目也是一定的。 静定问题:如果所考察的物体的未知约束力数目恰好等于 独立平衡方程的数目,那些未知数就可全部由平衡方程求出。 超静定(或静不定)问题:若未知约束力的数目多于独立平衡方程的数目,仅仅用刚体静力学平衡方程不能全部求出未知量。 需要指出的是,超静定问题并不是不能求解的问题,而只是不能仅仅用静力学平衡方程来解决的问题。如果考虑到物体受力后的变形,在平衡方程外,加上足够的补充方程也可求出全部未知约束力。这将在材料力学、结构力学等课程中加以研究。 工程上很多结构都是超静定的。由于结构增加了多余约束后,使结构更大的刚度和稳固性,更经济地利用材料,使安全更可靠。 第六节 物体系统的平衡 在工程中,无论在机械还是结构工程中,由几个物体通过某种约束的联系组成的系统称为物体系统。简称物系。 研究物系的平衡问题,根据问题要求,可以取整体,也可取其中某单个物体,或某几个物体作为分离体。因为整体系统是平衡的,则每一个单个物体也是平衡的。对于由n 个物体组成的系统,每个物体在平面任意力系作用下,整个系统可以也

文档评论(0)

jiupshaieuk12 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

版权声明书
用户编号:6212135231000003

1亿VIP精品文档

相关文档