3力矩力偶力偶系.ppt

空间力偶系 习题： 例 ∥ 求：正方体平衡时， 不计正方体和直杆自重。 力 的关系和两根杆受力。 已知：正方体上作用两个力偶 解：两杆为二力杆，取正方体画受力图建坐标系如图b ，以矢量表示力偶，如图c 解： 得 设正方体边长为a 杆 受拉， 受压。 1-1 长方体三边长a＝16cm，b＝15cm，c＝12cm，如图示。已知力F大小为100N，方位角?＝arctg3/4，?＝arctg4/3，试写出力F的矢量表达式。 答：F=4(12i-16j+15k)。 ? ? ? ? 1-2 V、H两平面互相垂直，平面ABC与平面H成45?，ABC为直角三角形。求力F在平面V、H上的投影。 答：SH= SV=0.791S。 1-3 两相交轴夹角为?（?≠0），位于两轴平面内的力F在这两轴上的投影分别为F1和F2。试写出F的矢量式。 答： * 1、? 力对点的矩 力对点的矩和力对轴的矩 （1） (3)作用面：力矩作用面。 (2)方向:转动方向 三要素： O 空间力对点的矩：力对点的矩表示 ——力矩矢量 (1）大小:力F与力臂的乘积； 面积 力对点O的矩 在 三个坐标轴上的投影为 （3） 又 则 O （2） 平面力对点的矩：以代数量表示 （4） 通常规定逆时针转向为正，顺时针为负。 力对点之矩的特点： 当力沿其作用线滑动时，并不改变力对指定点之矩。 当力的大小等于零，或者力的作用线通过矩心时，力对矩心的力矩等于零。 同一个力对不同点的矩一般不同。因此，必须指明矩心，力对点之矩才有意义。 汇交力系合力之矩定理 F1 F2 FR Fi Fn A O rAO 即汇交力系的合力对任一点的力矩矢量等于力系中各分力对同一点的力矩矢量的矢量和。 （5） 平面汇交力系 应用 力与轴相交或与轴平行（力与轴在同一平面内），力对该轴的矩为零。 （6） 2、力对轴的矩 3、? 力对点的矩与力对过该点的轴的矩的关系 已知：力 ,力 在三根轴上的分力 ， ， ，力 作用点的坐标 x, y, z 求：力 对 x, y, z轴的矩 Fxy Fy Fx (7） 同理： = （8） 比较（3）、（7）、（8）、（9）式可得 即：力对点的矩矢在过该点的某轴上的投影，等于 力对该轴的矩。 = （9） 例 求: 解: 按合力矩定理 已知: F=1400N, 直接按定义 例 求： 解： 已知：q,l； 合力及合力作用线位置。 取微元如图 例 求： 解： 由合力矩定理 已知：q,l； 合力及合力作用线位置。 例 已知： 求： 解：把力 分解如图 1、定义：由两个等值、反向、不共线的（平行）力组 成的力系称为力偶，记作 力偶中两力所在平面称为力偶作用面。 力偶两力之间的垂直距离称为力偶臂。 2、空间：力偶矩以矢量表示 力偶矩矢 空间力偶的三要素 （1） 大小：力与力偶臂的乘积； （3） 作用面：力偶作用面。 （2） 方向：转动方向； 空间力偶系 力偶矩矢 （10） 两个要素：代数量 a.大小：力与力偶臂乘积 b.方向：转动方向 力偶矩 3.平面力偶系： 4、力偶的性质 力偶矩 因 （2）力偶对任意点取矩都等于力偶矩，不因矩心的改变而改变。 (1）力偶中两力在任意坐标轴上投影的代数和为零 。 （3）只要保持力偶矩矢不变，力偶可在其作用面内任意移转，且可以同时改变力偶中力的大小与力偶臂的长短，对刚体的作用效果不变。 = = = (4)只要保持力偶矩不变，力偶可从其所在平面移至另一与此平面平行的任一平面，对刚体的作用效果不变。 = = = = (5)力偶没有合力，力偶平衡只能由力偶来平衡。 定位矢量;滑移矢量;自由矢量 力偶矩矢是自由矢量（搬来搬去，滑来滑去）;力偶矩相等的力偶等效 5．力偶系的合成与平衡条件 = = 有 为合力偶矩矢，等于各分力偶矩矢的矢量和。 如同右图 合力偶矩矢的大小和方向余弦 称为空间力偶系的平衡方程。 简写为 （11） 空间力偶系平衡的充分必要条件是 :合力偶矩矢等于零，即 对于平面力偶系： 例 求：工件所受合力偶矩在 轴上的投影 。 已知：在工件四个面上同时钻5个孔，每个孔所受切削力偶矩均为80N·m。 解：把力偶用力偶矩矢表示，平行移到点A 。 有 例 求：工件所受合力偶矩在 轴上的投影 。 已知：在工件四个面上同时钻5个孔，每个孔所受切削力偶矩均为80N·m。 解： 例 求：工件所受合力偶矩在 轴上的投影 。 已知：在工件四个面上同时钻5个孔，每个孔所受切削力偶矩均