《汽车机械基础 教学课件 ppt 作者 霍振生第二篇汽车构件受力分析第七章力学的基本概念》由会员分享,可在线阅读,更多相关《汽车机械基础 教学课件 ppt 作者 霍振生第二篇汽车构件受力分析第七章力学的基本概念(23页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第二篇 汽车构件受力分析,第七章 力学的基本概念,汽车机械基础,内容与学习目标,第七章 力学的基本概念,力的概念 力学的基本定律 约束与约束力 构件的受力分析,第一节 力的概念,力的定义(Forces) 力的三要素 力的矢量表示及单位 刚体的概念 力系的简化与平衡,引 言(Introduction),力的定义,力:力是物体间的相互作用。,外效应:如果力的作用使物体运动状态发生了改变,则 称为力的外效应。,内效应:如果力的作用使构件形状尺寸发生了改变,则称为力的内效应。,力的效应:,力的三要素,力的大小 力的方向 力的作用点,力对构件的效应,决定于三要素。当三 个要素中有任何一个改变时,力的作用
2、效 果就会改变。,力的矢量表示及单位,力是一个具有大小和方向的矢量,称为力矢量。用一个有向线段表示,线段的长度按一定的比例,表示力的大小,线段箭头的指向表示力的方向。线段的始端A或末端B表示力的作用点。,FN1,FN2,力的表示方法,牛(N)或千牛(kN)表示,矢量用黑体 字表示,或在字符上方画箭头表示。,力的单位,F,G,刚体的概念,刚体:在外力作用下不发生变形的构件称为刚体。刚体是不存在的,任何构件受力后都将发生变形,但微小变形对讨论构件的平衡问题不起主要作用,所以可以略去不计。,力系的简化与平衡: 力系:若干个力组成的系统。 力系的简化:用简单的力系代替复杂力系的过程。 平衡:指物体相对
3、于地球处于静止或匀速直线运动。,力系物体处于平衡状态时,该力系称为平衡力系。,第二节 力学的基本定律,二力平衡定理 平衡力系定理 力的平行四边形定理 作用与反作用定理,内容,二力平衡定理,作用在构件上的两个力,使构件保持平衡的必要和充分条件是,这两个力大小相等,方向相反,且作用在同一直线上。,构件放置在水平面上,受到重力G和水平面的支承力FN作用处于平衡状态,这两个力必等值、反向、共线。,G,G,FN,FA,FB,A,B,FN,平衡力系定理,在已知力系上加上或减去任意平衡力系,不会改变原力系对刚体的作用效果。,A B,A B,结论:作用于刚体上某点的力可沿作 用线移动。而不影响作用效果。,C
4、D A B,力的平行四边形定理,作用于构件上同一点的两个力,可合成为一合力,合力作用于该点,大小和方向是这两个力为邻边构成的平行四边形的对角线。,FR是F1,F2的合力,符合矢量加减法则,即 FR=F1+F2,结论:构件在三个共面而又互不平行力作用下处于平衡,则此三个力的作用线必汇交于一点。,F1,F2,FR,F3,作用与反作用定理,两构件相互作用的力,必是等值、反向、共线的,而且分别同时作用在两个构件上。这定理说明力永远是成对出现的,构件间的作用总是相互的,有作用力就有反作用力。,第三节 约束与约束力,柔性约束 光滑面约束 光滑铰链约束,内容,作用于构件上的力可分为主动力和约束力。,主动力:
5、能够使构件产生运动或运动趋势的力。,约束力:限制构件运动或运动趋势的反作用力。,柔性约束,柔性约束:由绳索、链条、带等柔性物体形成的约束称为柔性约束。由于柔性体本身只能承受拉力,因此柔性约束力的作用点在接触点处,力的方向沿柔性体的中线,背离受力物体,用符号FT表示。,柔性约束,光滑面约束,光滑约束:当两构件直接接触,并忽略接触处的摩擦时,把构件的接触面看成是完全光滑的刚性接触面,简称为光滑约束。,光滑约束只能沿接触处的公法线方向运动,故约束力作用在接触点,沿接触面法线方向,指向受力体,用FN表示。,光滑面约束,FNA,FNB,G,光滑铰链约束,铰链联接:两构件采用圆柱销所形成的联接为铰链联接。
6、 若相联接的两构件均不固定,称为中间铰链;若有一个构件固定,称为固定铰链。 光滑铰链约束:这类约束的约束力沿圆柱面接触点的公法线通过圆销中心,方向不确定。通常用两个正交分力FNx、FNy来表示。,固定铰链联接与约束力,中间铰链,活动铰链,支座下面装上滚子,使它 能在支承面上任意移动, 称为活动铰链。,活动铰链约束力:约束力通过铰链中心并与支承面相垂直。,活动铰链的结构与约束力表示,铰链约束实例,结构,约束力,固定铰链,活动铰链,固定铰链,活动铰链,FAx,FAy,FNB,F,第四节 构件的受力分析,受力图:在分离体上画出全部(包括主动力和约束力)的简图,称为受力图。,例1 压路机拉动压路磙子,磙子受到一障碍物的阻碍,如不计接触处的摩擦,面出磙子的受力图。,工作示意图,磙子受力图,F,FNA,FNB,FP,例2 粱A端为固定铰链支座,B点为活动铰链支座。粱中点C处受到主动力B作用。梁重不计,试画梁的受力图。,第四节 构件的受力分析,梁的受力图,FAx,FAy,FB,FP,例3 汽车行驶在路面上,重量为G,牵引力为 F。如不计接触处的摩擦,试画出汽车的 受力图。,第四节 构件的受力分析,汽车受力图,FN1,FN2,G,F,本章小结,求合力的方法 平面汇交力系的平衡条件 解析法求合力,本章结束,