《建筑力学 上册 第2版 教学课件 ppt 作者 杨力彬 等主编 5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑力学 上册 第2版 教学课件 ppt 作者 杨力彬 等主编 5（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、空间力系，就是作用在物体上各力的作用线不在同一个平面内的力系。,与平面力系一样，空间力系根据各力作用线的相对位置，也可分为三类：,1.力系中各力作用线都汇交于一点的，称为空间汇交力系。,2.力系中各力作用线都相互平行的，称为空间平行力系。,3.力系中各力作用线在空间任意分布的，称为空间一般力系。,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,第五章 空 间 力 系,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,教学主要内容,力在空间直角坐标轴上的投影，力沿空间直角坐标轴的分解，力对轴的矩，空间力系的平衡方程，物体的重心（形心）及其求法。,能计算力在空间直角坐标轴上的投影和力对轴的矩；,了解空间力系的平衡方程；
2、,掌握匀质组合形体重心（形心）位置的求法，能熟练地计算平面组合图形的形心位置。,本章目标要求,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,第一节 力在空间直角坐标轴上的投影,一、力在空间直角坐标轴上的投影,用解析法来分析空间力系，需把空间的力投影到三个相互垂直的坐标轴x、y、z上去。对于力在空间直角坐标轴上的投影方法有两种：一次投影法和二次投影法。,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,1.一次投影法,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,2.二次投影法,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,投影的正负号仍直接判断，与第二章第二节的规定相同。,反过来，如果已知力F在三个直角坐标轴上的投影FX、FY、
3、FZ，也可求出该力的大小和方向。,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,例5-1 若右图中， 已知力F =150kN， =60，=60。 试计算力F在坐标轴 x、y、z上的投影。,（利用二次投影法）,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,二、力沿空间直角坐标轴的分解,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,第二节 力对轴之矩,力使物体绕某固定轴的转动，产生转动效应，并由力对轴的矩来度量。,d,正负规定：右手螺旋法则。,即以右手四指表 示物体绕z轴转动的方 向，若大拇指指向与z轴正向相同，则为正号；反之，为负号。,力对轴的矩的单位：Nm、kNm,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,例5-2 手柄
4、ABCD在Axy平面内，在D点作用一个铅垂力F=500N，尺寸如图所示。求此力对x、y、z轴的矩。,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,第三节 空间力系的平衡方程,一、空间汇交力系的平衡方程,空间汇交力系平衡的必要和充分条件是：,力系中所有各力在三个坐标轴中的每一轴上的投影的代数和分别等于零。,上式称为空间汇交力系的平衡方程。这三个平衡方程，可用来求解三个未知量。,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,二、空间一般力系的平衡方程,空间一般力系平衡的必要和充分条件是：,力系中所有各力在三个坐标轴中的每一轴上的投影的代数和分别等于零。以及各力对于每一个坐标轴的矩的代数和也等于零。,上式称为空间一
5、般力系的平衡方程。这六个平衡方程，可用来求解六个未知量。,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,三、空间平行力系的平衡方程,空间汇交力系平衡的必要和充分条件是：,力系中所有各力在与力的作用线平行的坐标轴上的投影的代数和等于零，以及这些力对其它两个与力线垂直的轴之矩的代数和等于零。,上式称为空间平行力系的平衡方程。这三个平衡方程，可用来求解三个未知量。,（空间平行力系，取各力的作用线与z轴平行）,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,第四节 重 心,一、重心的概念,物体重力的作用线总是通过物体上一个确定的点，这个点就是物体的重心。,二、物体重心、形心的坐标公式,1.一般物体重心的坐标公式,应用合
6、力矩定理,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,2.匀质物体重心的坐标公式,物体重量与体积成正比,由上式可知，匀质物体的重心位置完全取决于物体的几何形状，而与物体的重量无关。,由物体的几何形状和尺寸所决定的几何中心，称为几何形体的形心。,对于匀质物体来说，形心和重心是重合的。,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,3.匀质薄板重心的坐标公式,物体重量与面积成正比,三、匀质物体重心（形心）的求法,若匀质物体有对称面、对称轴、或对称中心，则该物体的重心必在此对称面、对称轴、或对称中心上。,对于简单形体的重心（形心）位置可以从有关工程手册中查出，表5-1给出了几种常见简单形体的形心位置。,普通高等教
7、育“十一五”国家级规划教材,对于所研究组合形体是由一些简单形体所组成的，可运用分割法与负面积法（负体积法）求解。,例5-1 求图示平面图形的形心（坐标）。,x1 =-15 y1 =45,x2 = 5 y2 =25,下面分别举例说明。,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,代入匀质薄板重心的坐标公式：,有些组合形体，可看作为从某个简单形体中挖去另一个简单形体而成。,求这类形体的形心，仍可用分割法，只是切去部分的面积（体积）应取负值。,这种方法称为负面积法（负体积法）。,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,例5-2 求图示的平面图形的形心。已知R=60 mm，r=20 mm，a=40 mm。,x轴为对称轴，所以,yc = 0,
