《第6章 静力学专题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第6章 静力学专题（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、静力学静力学第六章第六章 静力学专题静力学专题1 桁架桁架2 摩擦摩擦3 重心重心1静力学静力学输输 电电1 桁架桁架桥梁桥梁建建 筑筑一、桁架概述一、桁架概述通讯通讯2静力学静力学1 桁架桁架 由一些细长直杆由一些细长直杆由一些细长直杆由一些细长直杆按适当方式分别在两按适当方式分别在两按适当方式分别在两按适当方式分别在两端连接而成的几何形端连接而成的几何形端连接而成的几何形端连接而成的几何形状不变的结构。状不变的结构。状不变的结构。状不变的结构。桁桁 架架:3静力学静力学1 桁架桁架木桁架木桁架钢桁架钢桁架钢筋混凝土桁架钢筋混凝土桁架桁架的类型：桁架的类型：桁架的类型：桁架的类型：按按材料的
2、类型材料的类型可分为：可分为：4静力学静力学1 桁架桁架空间桁架空间桁架 组成桁架的所有杆组成桁架的所有杆件轴线都在同一平面内件轴线都在同一平面内 组成桁架的杆件轴组成桁架的杆件轴线不在同一平面内线不在同一平面内平面桁架平面桁架桁架的类型桁架的类型桁架的类型桁架的类型按按空间分布形式空间分布形式可分为：可分为：5静力学静力学1 桁架桁架桁架的节点桁架的节点桁架的节点桁架的节点 工程上把几根直杆连接工程上把几根直杆连接工程上把几根直杆连接工程上把几根直杆连接的地方称为节点的地方称为节点的地方称为节点的地方称为节点6静力学静力学1 桁架桁架榫接榫接木桁架节点木桁架节点木桁架节点木桁架节点7静力学静
3、力学1 桁架桁架钢桁架节点钢桁架节点钢桁架节点钢桁架节点铆接铆接焊接焊接8静力学静力学1 桁架桁架钢筋混凝土桁架节点钢筋混凝土桁架节点钢筋混凝土桁架节点钢筋混凝土桁架节点刚刚 接接9静力学静力学1 桁架桁架假设假设1 1：各杆件都用光滑铰链相连接各杆件都用光滑铰链相连接桁架模型简化的基本假设桁架模型简化的基本假设10静力学静力学1 桁架桁架假设假设2 2：各杆件轴线都是直线，并通过铰链中心各杆件轴线都是直线，并通过铰链中心11静力学静力学1 桁架桁架假设假设3 3：所有外力（荷载及支座约束力）都作用在节点上所有外力（荷载及支座约束力）都作用在节点上12静力学静力学1 桁架桁架桁架模型简化的基本
4、假设：桁架模型简化的基本假设：假设假设1 1：各杆件都用光滑铰链相连接各杆件都用光滑铰链相连接假设假设2 2：各杆件轴线都是直线，并通过铰链中心各杆件轴线都是直线，并通过铰链中心假设假设3 3：所有外力（荷载及支座约束力）都作用在节点上所有外力（荷载及支座约束力）都作用在节点上满足上述基本假设的桁架称为满足上述基本假设的桁架称为 理想桁架理想桁架13静力学静力学1 桁架桁架二二 力力 杆杆轴轴轴轴 向向向向 力力力力ABFAFBAB理想桁架中杆件受力的特点：理想桁架中杆件受力的特点：CBFCFB14静力学静力学1 桁架桁架二、平面桁架内力的计算方法二、平面桁架内力的计算方法1 1、节点法节点法
5、（以节点为研究对象计算杆件内力的方法）（以节点为研究对象计算杆件内力的方法）ABCDE例例: : 在图示桁架中在图示桁架中, ,已知水平杆和铅垂杆等长已知水平杆和铅垂杆等长, , 求求各杆内力各杆内力。1234567研究节点研究节点E 杆杆1、2的内力的内力研究节点研究节点C 杆杆3、6的内力的内力研究节点研究节点D 杆杆4、5的内力的内力研究节点研究节点B 杆杆7内力和内力和B处的处的约束力约束力零力杆零力杆： 在桁架中受力为零的杆件在桁架中受力为零的杆件15静力学静力学1 桁架桁架xyFN = 0FPFN1 = 0FN 2= 0？零杆的判断零杆的判断零杆的判断零杆的判断：16静力学静力学1
6、 桁架桁架FPFPABCDEGHI例题：例题： 试确定图示桁架中的试确定图示桁架中的零力杆零力杆17静力学静力学1 桁架桁架节点法的特点节点法的特点:1、研究对象为节点（汇交力系）、研究对象为节点（汇交力系） 2、每个节点可以建立两个独立的平衡方程、每个节点可以建立两个独立的平衡方程问题问题1: 在图示桁架中在图示桁架中, 哪些杆件为哪些杆件为零力杆零力杆?问题问题2: 在图示桁架中在图示桁架中, 杆杆1的内力如何求的内力如何求?118静力学静力学1 桁架桁架2 2、截面法截面法( (以部分桁架为研究对象计算杆件内力的方法以部分桁架为研究对象计算杆件内力的方法) )1例例: 求图示求图示桁架中
7、杆桁架中杆1的内力。的内力。解解: 1 1、选取截面选取截面 2 2、画受力图、画受力图 3 3、建立平衡方程、建立平衡方程研究整体研究整体: :研究部分桁架研究部分桁架19静力学静力学1 桁架桁架杆件受压会产生失稳杆件受压会产生失稳20静力学静力学1 桁架桁架截面法特点截面法特点: : 研究对象为部分桁架研究对象为部分桁架, ,可建立可建立3 3个独立的平衡方程个独立的平衡方程思考题：思考题：确定图示结构的静定性确定图示结构的静定性ABCDE(1)OABCDE(2)OABCDE(3)OABCDE(4)O未知量个数未知量个数 = = 独立平衡方程的个数独立平衡方程的个数21静力学静力学1 桁架
8、桁架ABC思考题：思考题：试确定图示桁架中的零力杆。试确定图示桁架中的零力杆。22静力学静力学1 桁架桁架例例: 求图示结构中求图示结构中, CB杆上杆上C端的约束力和杆端的约束力和杆1的内力的内力 已知已知:M, P, AE=EC=CD=DB=DH=EG=LABCDEGH1BDHCG解题思路：解题思路：1 1、研究销钉、研究销钉G2 2、研究结构右半部分、研究结构右半部分3 3、研究整体、研究整体23静力学静力学1 桁架桁架ABCDEGH1解解: : 1 1、研究整体、研究整体2 2、研究分离体、研究分离体3 3、研究销钉、研究销钉GBDHCG24静力学静力学2 摩擦摩擦现实中的摩擦问题现实
9、中的摩擦问题25静力学静力学2 摩擦摩擦多盘摩擦离合器多盘摩擦离合器 单盘摩擦离合器单盘摩擦离合器 26静力学静力学2 摩擦摩擦27静力学静力学2 摩擦摩擦28静力学静力学2 摩擦摩擦29静力学静力学2 摩擦摩擦一、滑动摩擦一、滑动摩擦1 1、静滑动摩擦、静滑动摩擦2 2、动滑动摩擦、动滑动摩擦其中：其中： 静滑动摩擦因数静滑动摩擦因数 其中：其中： 动滑动摩擦因数动滑动摩擦因数 F：摩擦力摩擦力， ：法向约束力法向约束力滑动趋势滑动趋势30静力学静力学2 摩擦摩擦影响摩擦系数的因素：影响摩擦系数的因素：湿度、温度湿度、温度摩擦表面的材料摩擦表面的材料31静力学静力学2 摩擦摩擦刹车盘刹车盘3
10、2静力学静力学2 摩擦摩擦 八达岭高速公路进八达岭高速公路进京方向有十多公里的下京方向有十多公里的下坡路，常常有大货车制坡路，常常有大货车制动失灵引发交通事故。动失灵引发交通事故。33静力学静力学2 摩擦摩擦34静力学静力学2 摩擦摩擦二、摩擦角与自锁现象二、摩擦角与自锁现象称为称为摩擦角摩擦角（不滑动的条件）（不滑动的条件）自锁条件自锁条件运动趋势运动趋势全反力全反力35静力学静力学2 摩擦摩擦问题：问题：已知静滑动摩擦因数已知静滑动摩擦因数为为 f, ,斜面倾角为多大时斜面倾角为多大时, ,滑块滑块将要滑动将要滑动。问题：问题：已知静滑动摩擦因数已知静滑动摩擦因数均为均为 f ，沿垂直于屏
11、幕方向，沿垂直于屏幕方向水平推动滑块水平推动滑块, ,哪种情况较易哪种情况较易推动？推动？n36静力学静力学2 摩擦摩擦斜面摩擦自锁的应用斜面摩擦自锁的应用n37静力学静力学2 摩擦摩擦BA问题：问题：假设墙壁光滑，若使梯子不滑假设墙壁光滑，若使梯子不滑动，地面与梯子间的静滑动摩擦因数动，地面与梯子间的静滑动摩擦因数 fs 至少为多大至少为多大。 ( (不计梯子自重不计梯子自重, , 人重为人重为W )ABn解：解：研究梯子，画受力图研究梯子，画受力图38静力学静力学2 摩擦摩擦问题：问题：长轴为长轴为 a，短轴为，短轴为 b ，重为，重为W的均质椭圆盘，一端铅垂的均质椭圆盘，一端铅垂吊起，另
12、一端放在倾角为吊起，另一端放在倾角为 的固定斜面上，圆盘长轴与水平线的固定斜面上，圆盘长轴与水平线的夹角为的夹角为 ，若圆盘处于平衡，若圆盘处于平衡，圆盘与斜面的静滑动摩擦因数圆盘与斜面的静滑动摩擦因数最小为多大？最小为多大？不滑动的条件不滑动的条件解：解：研究椭圆盘，受力分析研究椭圆盘，受力分析39静力学静力学2 摩擦摩擦例：例：重为重为W长为长为L的均质梯子靠在光滑的均质梯子靠在光滑的墙壁上的墙壁上( (夹角为夹角为 ）, , 它与地面的静它与地面的静滑动摩擦因数为滑动摩擦因数为 f , , 梯子上作用一水梯子上作用一水平力平力F，BD = a，求维持平衡时的求维持平衡时的F。解：取梯子为
13、研究对象解：取梯子为研究对象, , 画受力图画受力图ABCDBDCAP40静力学静力学2 摩擦摩擦维持平衡的条件维持平衡的条件:BDCA求解静滑动摩擦问题应注意：求解静滑动摩擦问题应注意：静滑动摩擦力（大小、方向）由平衡条件（方程）确定。静滑动摩擦力（大小、方向）由平衡条件（方程）确定。只有达到临界状态时，静滑动摩擦力的大小才等于支撑力与只有达到临界状态时，静滑动摩擦力的大小才等于支撑力与摩擦因数的乘积。摩擦因数的乘积。41静力学静力学2 摩擦摩擦三、滚动摩阻三、滚动摩阻刚体假设：刚体假设：圆盘为刚体圆盘为刚体地面为刚体地面为刚体42静力学静力学2 摩擦摩擦滚动摩阻力偶滚动摩阻力偶非刚体假设：
14、非刚体假设：圆盘为非刚体圆盘为非刚体地面为非刚体地面为非刚体d 滚动摩阻系数滚动摩阻系数（mm）滚动摩阻力偶矩的方向与轮子滚动（趋势）的方向相反滚动摩阻力偶矩的方向与轮子滚动（趋势）的方向相反注意：注意：当滚阻力偶未达到最大值时，其大小由平衡方程确定。当滚阻力偶未达到最大值时，其大小由平衡方程确定。43静力学静力学2 摩擦摩擦例：例： 圆盘为圆盘为W，半径为半径为R，水平拉力为水平拉力为F F，静滑动摩擦因数为静滑动摩擦因数为 f 滚动摩擦阻力系数为滚动摩擦阻力系数为 ，求维持平衡时最大拉力，求维持平衡时最大拉力Fmax。解：解：研究圆盘，画受力图研究圆盘，画受力图不不滑动条件：滑动条件：不不
15、滚动条件：滚动条件：A44静力学静力学2 摩擦摩擦思考题思考题1：重为重为W的滑块在水平推力的滑块在水平推力W的作用下可在粗糙的水的作用下可在粗糙的水平地面上保持平衡，试确定全反力的大小、方向和作用点。平地面上保持平衡，试确定全反力的大小、方向和作用点。45静力学静力学2 摩擦摩擦思考题思考题2：已知斧头与树根间的静滑动摩擦因数为已知斧头与树根间的静滑动摩擦因数为f，若斧头不被卡住，求斧头的最小楔角若斧头不被卡住，求斧头的最小楔角。46静力学静力学2 摩擦摩擦思考题思考题3：均质米尺如图所示，两手以不同的速度缓慢向中均质米尺如图所示，两手以不同的速度缓慢向中间运动，当两手合并时，确定手指相对尺子的位置。间运动，当两手合并时，确定手指相对尺子的位置。47静力学静力学3 重心重心重心：重心：物体重力合力的作用点物体重力合力的作用点 在均匀重力场中，物体的重心在均匀重力场中，物体的重心相对物体本身是固定不变的。相对物体本身是固定不变的。xyz设：物体的质量密度为设：物体的质量密度为48静力学静力学本章结束本章结束49
