1、 1.刚体的概念刚体的概念 2.力的概念力的概念 力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化。机械运动状态发生变化。作用效应：作用效应：（1）使物体的运动状态发生改变）使物体的运动状态发生改变运动效应运动效应或或外效外效应应，如位置、速度、加速度等（理力）；如位置、速度、加速度等（理力）；（2）使物体发生变形）使物体发生变形变形效应变形效应或或内效应内效应（材力）（材力）作用方式：作用方式：（1）直接接触作用；）直接接触作用；（2）间接作用，如磁场、电场、重力场等。）间接作用，如磁场、电场、重力场等。力的三要素及其表示：力的三要素及
2、其表示：力的作用线力的作用线AF（1）力的）力的大小大小，（2）力的）力的方向方向，（3）力的）力的作用点作用点。力的三要素：力的三要素：（定位矢量定位矢量或或固定矢量固定矢量）FF0可用一矢量表示可用一矢量表示F力的单位力的单位N（牛顿）、（牛顿）、kN（千牛）（千牛）约束反力的方向必与该约束所能够阻碍的位移方向相反，大约束反力的方向必与该约束所能够阻碍的位移方向相反，大小通常是未知的。小通常是未知的。约束对非自由体施加的力约束对非自由体施加的力约束反力约束反力工程中常见的几类工程中常见的几类 约束约束1.具有光滑接触表面的约束具有光滑接触表面的约束齿轮传动齿轮传动凸轮传动凸轮传动 只限制物
3、体沿只限制物体沿公法线公法线趋向于支承趋向于支承面方向面方向的运动的运动沿接触处的共法线沿接触处的共法线指向物体（物体受压）指向物体（物体受压）ABCFNAFNBFNC绳索绳索皮带皮带链链条条2.柔性体约束柔性体约束AAFA固定铰链或铰支座固定铰链或铰支座3.光滑圆柱形铰链约束光滑圆柱形铰链约束只限制物体沿圆柱形径只限制物体沿圆柱形径向的运动。不限制其轴向的运动。不限制其轴向和绕轴的转动运动。向和绕轴的转动运动。属属光滑面约束光滑面约束FR沿销钉的径向沿销钉的径向指向不定（假定两互相垂直分量）指向不定（假定两互相垂直分量）FRFxFyyB2F FxB2F F铰铰活支铰链或中间铰活支铰链或中间铰
4、ABCFB2xFB2yxB1F FyB1F FyB2F FxB2F FBBBFB1yFB1xB（1）（2）中间铰链简图：中间铰链简图：中间铰链反力：中间铰链反力：固定铰链简图（铰链支座）：固定铰链简图（铰链支座）：被约束体被约束体约束体约束体固定铰链反力：固定铰链反力：4.辊轴铰链支座（可动铰链支座）辊轴铰链支座（可动铰链支座）辊轴约束简化符号辊轴约束简化符号辊轴约束反力表示辊轴约束反力表示5.双铰链刚杆连杆（链杆约束）双铰链刚杆连杆（链杆约束）两端两端用用光滑铰链光滑铰链与其与其它物体连接的它物体连接的刚杆刚杆；不计自重不计自重；杆上杆上无无其它其它主动力主动力作用。作用。链杆链杆只限制物体
5、沿杆轴线方向的运动。只限制物体沿杆轴线方向的运动。约束反力的特点：约束反力的特点：方位：方位：指向：指向：沿链杆的轴线方向（或两沿链杆的轴线方向（或两铰链的连线方向）；铰链的连线方向）；指向不定（通常假定）。指向不定（通常假定）。链杆约束简图链杆约束简图链杆约束反力链杆约束反力链杆链杆 二力杆二力杆DCDCBAFCFDFCFDABCP？请问请问AC、BC杆是否为二力杆杆是否为二力杆6.固定端支座固定端支座既不能移动，又不能既不能移动，又不能转动转动的约束的约束 固定端（插入端）约束固定端（插入端）约束AAA固定端约束简图固定端约束简图A7.定向支座定向支座将构件用两根相邻的等长、平行链杆与地面
6、向连接。将构件用两根相邻的等长、平行链杆与地面向连接。A定向支座的约束力是一个沿链杆方向的力和一个力偶。定向支座的约束力是一个沿链杆方向的力和一个力偶。1.实际支座简化示例实际支座简化示例实际支座简化示例实际支座简化示例实际支座简化示例实际支座简化示例实际支座简化示例实际支座简化示例 2.节点简化示例节点简化示例CBA 3.计算简图示例计算简图示例P2P1ABPbealABCDaaaa2a2aBACBABA 物体的受力分析物体的受力分析 主动力与被动力主动力与被动力主动力：主动力：促使物体运动或有运动趋势的力，其大小和方向促使物体运动或有运动趋势的力，其大小和方向都已知。如重力、水压力等。都已
7、知。如重力、水压力等。被动力：被动力：由主动力引起并随其变化的力，其大小和方向都由主动力引起并随其变化的力，其大小和方向都不知。如约束反力。不知。如约束反力。ABCPACBFAFNBFBFFCBACBACBAFBFFAFAxFAyPBAPCCBACPFCFBFAFCFBFAxFAy 图示三角拱桥，由左、右两拱铰接而成。设各拱自重图示三角拱桥，由左、右两拱铰接而成。设各拱自重不计，在左拱上作用有载荷不计，在左拱上作用有载荷P。试分别画出左、右拱及整体的受力图。试分别画出左、右拱及整体的受力图。FAxFAyPACFCFAxFAyTEET TDT TFBTDAxF FAyF FABCDEHPCAEF
8、CBADEFBFCP试分别画出每个物体及整体的受力图。试分别画出每个物体及整体的受力图。CDCBPCBDAQFCF FAF FCAPFBxFByFCFCxFCyQCyF FCxF FFDxFDyFABBxF FByF FFAxFAyFA 图示机构中，当销钉图示机构中，当销钉C附于附于BC杆时，试分别画出各杆时，试分别画出各杆及整体的受力图。杆及整体的受力图。FDxFDyFAxFAyOCAPCxF FCyF FFAxFAyFOxFOyOBCADEPCDEFCxFCyFEBAEFBxFByEF AxF FAyF F试分别画出每个物体及整体的受力图。试分别画出每个物体及整体的受力图。FBxFByFO
9、xFOy 画受力图的步骤和注意事项画受力图的步骤和注意事项 确定研究对象确定研究对象 画主动力画主动力 根据约束类型，正确地画上相应的约束反力根据约束类型，正确地画上相应的约束反力切不可单凭主观臆想推测或简单地根据主动力的方切不可单凭主观臆想推测或简单地根据主动力的方向去推想约束反力的方向向去推想约束反力的方向不要漏画约束反力。不要漏画约束反力。不要多画力，对于画出的每一个力应明确其施力体。不要多画力，对于画出的每一个力应明确其施力体。当分析两物体间的相互作用力时，要注意检查这当分析两物体间的相互作用力时，要注意检查这些力的箭头是否符合作用力与反作用力的关系。些力的箭头是否符合作用力与反作用力的关系。当研究系统平衡时，在受力图上只画出外部物体对当研究系统平衡时，在受力图上只画出外部物体对研究对象的作用力（外力），不画成对出现的内力。研究对象的作用力（外力），不画成对出现的内力。此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！
