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1、1.5 物体的受力分析物体的受力分析自由体自由体空空间位置不受任何限制的物体位置不受任何限制的物体非自由物体非自由物体空空间位置受到某些限制的物体位置受到某些限制的物体约束束限制物体某些方向运限制物体某些方向运动的周的周围物体物体（几何静力学定（几何静力学定义）约束力束力约束束对物体的作用力物体的作用力. (通常通常为作用力的作用力的简化化结果果)主主动力力使物体使物体产生运生运动或运或运动趋势的力的力受力分析关受力分析关键确定各确定各类约束力方位束力方位2024/9/141理论力学力系的简化1一、一、受力的受力的简化化分布力与集中力分布力与集中力集中力是分布力的集中力是分布力的简化化结果果1
2、、接触力、接触力3、杆内力、杆内力2、静水、静水压力力平面平面空空间2024/9/142理论力学力系的简化1二、二、典型典型约束模型束模型物体物体连接方式的理想化、抽象化接方式的理想化、抽象化.由由约束性束性质定定约束方程。束方程。1、理想、理想刚性性约束束（1）光滑面）光滑面约束束（ f=0 ）方位：方位：沿接触点沿接触点公法公法线指向：指向：压物体物体2024/9/143理论力学力系的简化12024/9/144理论力学力系的简化12024/9/145理论力学力系的简化1组成：由两孔一成：由两孔一销性性质：二：二维光滑面光滑面类型：中型：中间铰约束束B，固定，固定铰约束束A，可，可动铰约束束
3、C方位：方位：不能事先确定不能事先确定时可用正交二分力表示可用正交二分力表示指向：指向：任意假定任意假定（2）光滑）光滑铰链约束束a、圆柱形柱形铰链约束束2024/9/146理论力学力系的简化12024/9/147理论力学力系的简化12024/9/148理论力学力系的简化12024/9/149理论力学力系的简化12024/9/1410理论力学力系的简化12024/9/1411理论力学力系的简化12024/9/1412理论力学力系的简化12024/9/1413理论力学力系的简化12024/9/1414理论力学力系的简化1b、球球铰约束束组成：球碗与球成：球碗与球头性性质：三：三维光滑面光滑面方位
4、：方位：不能事先确定不能事先确定时，常用三分力表示，常用三分力表示指向：指向：任意假定任意假定焊接点接点铰铆结点点铰沥清麻刀清麻刀铰c、其它其它2024/9/1415理论力学力系的简化12024/9/1416理论力学力系的简化1（3）固定端）固定端a、平面平面b、空空间：6个个约束力分量束力分量（4）连杆（二力杆）杆（二力杆）一一圆柱柱铰2连杆（固定），杆（固定），1连杆（可杆（可动）一球一球铰 3连杆杆固定端固定端 3连杆（平面）杆（平面）6连杆（空杆（空间）2024/9/1417理论力学力系的简化12024/9/1418理论力学力系的简化12024/9/1419理论力学力系的简化12024
5、/9/1420理论力学力系的简化12024/9/1421理论力学力系的简化12024/9/1422理论力学力系的简化12024/9/1423理论力学力系的简化15. 轴承承约束束2024/9/1424理论力学力系的简化12024/9/1425理论力学力系的简化12024/9/1426理论力学力系的简化12、理想柔性、理想柔性约束束（1）柔索：柔）柔索：柔软不可伸不可伸长绳子、胶子、胶带、链条等。条等。 方位：方位：沿柔索中心沿柔索中心指向：指向：离开物体离开物体2024/9/1427理论力学力系的简化12024/9/1428理论力学力系的简化1（3）柔性关）柔性关节其它其它约束：根据束：根据约
6、束束对位位移的限制特性及力系移的限制特性及力系简化化原理，确定原理，确定约束力。束力。（2）弹性基性基础多种模型：如文克多种模型：如文克尔FA=-kwAFB=-kwB2024/9/1429理论力学力系的简化1三、三、物体的受力物体的受力图步步骤：1）明确研究）明确研究对象，取分离体象，取分离体2）画主）画主动力（一般已知）力（一般已知）3）在）在约束束处代以代以约束力（一般未知），确定方位，束力（一般未知），确定方位，假定指向假定指向例例1：不不计自重，画自重，画各构件受力各构件受力图2024/9/1430理论力学力系的简化1注：注：1）DE 杆由力偶平衡，定杆由力偶平衡，定约束力方位。束力方
7、位。2）D、B处作用与反作用力等作用与反作用力等值反向。反向。FBx、FBy指向可任意假定。指向可任意假定。3）分布力不可事先向一点分布力不可事先向一点简化化.分离后可分离后可简化。化。2024/9/1431理论力学力系的简化1例例2 不不计自重自重画各构件受力画各构件受力图2024/9/1432理论力学力系的简化11）上述解答、尽可能画出）上述解答、尽可能画出A,B,C 3铰处合力，合力，也可画两分力表示，如也可画两分力表示，如A、C处2）三个物体相）三个物体相铰结，有两，有两对作用与反作用力，作用与反作用力，如如C处有有FC和和FC,FCA和和FCA3）销钉附于附于BC插端插端2024/9
8、/1433理论力学力系的简化1课堂堂练习不不计杆重杆重画各构件受力画各构件受力图2024/9/1434理论力学力系的简化12024/9/1435理论力学力系的简化1注：注：1）B处绳拉力可附任一构件上拉力可附任一构件上宜附宜附销钉上。上。2）若若销钉附在附在轮B上，受力上，受力图有何有何变化？化？此此时B处受力形式受力形式变化，如化，如图实质不不变2024/9/1436理论力学力系的简化1画受力图应注意的问题画受力图应注意的问题 一般情况下，物体之一般情况下，物体之间通通过接触接触产生相互作用力，要分清研究生相互作用力，要分清研究对象都象都与周与周围哪些物体相接触，接触哪些物体相接触，接触处必
9、有必有力，力的方向由力，力的方向由约束束类型而定。型而定。1、不要漏画力、不要漏画力 约束反力的方向必束反力的方向必须严格地按照格地按照约束的束的类型来画，不能凭直型来画，不能凭直观或根据或根据主主动力的方向来力的方向来简单推想。推想。2、不要、不要错画力画力2024/9/1437理论力学力系的简化1 一个力，是外力一个力，是外力还是内力，因研究是内力，因研究对象的不象的不同，有可能不同。当把物体系同，有可能不同。当把物体系统拆开来分析拆开来分析时，原系原系统的部分内力，就成的部分内力，就成为新研究新研究对象的外力。象的外力。 3、只画外力，不画内力、只画外力，不画内力 若若某一某一处的的约束
10、反力的方向一旦束反力的方向一旦设定，在整体、定，在整体、局部或局部或单个物体的受力个物体的受力图上要与之保持一致。上要与之保持一致。 4、整体与局部、整体与局部应一致，不能相互矛盾。一致，不能相互矛盾。2024/9/1438理论力学力系的简化11：力系：力系简化的含化的含义是什么？是什么？2：力系：力系简化的意化的意义何在？何在？3：力系：力系简化理化理论基基础有哪些？有哪些？4：力的：力的简化化结果有哪些？果有哪些？5：力系：力系简化有哪些用途？化有哪些用途？6: 力学基本量有哪些？力学基本量有哪些？第第1章章力系的力系的简化化2024/9/1439理论力学力系的简化11、力系平衡的含、力系
11、平衡的含义是什么？是什么？2、研究力系平衡的意、研究力系平衡的意义是什么？是什么？3、力系平衡的理、力系平衡的理论基基础有哪些？有哪些？4、力系平衡的几何静力学充要条件是什么？、力系平衡的几何静力学充要条件是什么？力系平衡的解析静力学充要条件是什么？力系平衡的解析静力学充要条件是什么？5、力系平衡方程有几种形式？特殊情况下又、力系平衡方程有几种形式？特殊情况下又有哪些形式？有哪些形式？ 第第2 2章章 力系的平衡力系的平衡2024/9/1440理论力学力系的简化16、什么是物系？物系平衡有哪些特点？物系平、什么是物系？物系平衡有哪些特点？物系平衡衡问题求解有哪些技巧？求解有哪些技巧？7、摩擦、摩擦问题的特点是什么？的特点是什么？8、摩擦角与自、摩擦角与自锁的概念是什么？有哪些的概念是什么？有哪些应用？用？9、摩擦平衡、摩擦平衡问题的分的分类及求解方法？及求解方法？10、滚动磨阻磨阻产生的机理是什么？生的机理是什么？ 2024/9/1441理论力学力系的简化1
