化工机械基础第2章构件受力分析与平衡理论.ppt

(2) 解析法 --- 合力投影定理 R x ? F 1 x ? F 2 x ? ? ? ? F nx ? ? F x R y ? F 1 y ? F 2 y ? ? ? ? F ny ? ? F y R ? R ? R ? ( ? F x ) ? ( ? F y ) 2 x 2 y 2 2 tg ? ? R y R x F ? ? ? F y x 平面汇交力系的平衡条件 平面汇交力系平衡的充分必要条件是： 力系的合力等于零。 ? ? ? F x ? 0 ? F ? 0 ? ? y ? 2.2.2 平面平行力系的合成与平面力偶理论 (1) 同向平行力的合成 ? 两个同向平行力， 利用力的平行四边形公理 可 以合成一个合力 ? 对于多个平行力，两两合成最终就会得到其合 力 (2) 反向平行力的合成 ? 当两个力趋向于相等时，合力的值则越来越小， 趋于零，而合力的作用线位置则越来越远，趋 于无穷远处。 ? 当两反向平行力的大小相等时，就发生了质变， 不能合成为一个力。 一对大小相等、方向相反、 作用线不重合的平行力称为力偶 1) 平面力偶的实例： 钳工用丝锥攻丝 司机转动方向盘 刹车装置 2) 作用：使物体产生转动 。 3) 力偶的特性： 力偶特性一： 力偶中的两个力，既不平衡，也不可能合 成为一个力。 力偶特性二： 力偶只能用力偶来代替 ( 即只能和另一力偶等 效 ) ，因而也只能与力偶平衡。 4) 力偶矩 ① 力偶矩的大小： M ? ? Fd ( N ? m ) 两力之间的垂直距离 d 称为力偶臂 , 力偶所在的平面称为力偶的作用面 。 ② 方向规定：逆时针为 “ +” ； 顺时针为“ - ”。 力 矩 M o ? F ? h 力偶对点之矩 M o ( F ) ? M o ( F ? ) ? F ? a ? F ? ? b ? F ( a ? b ) ? Fd 力偶对物体的作用效应，决定于： ① 力偶矩的大小； ② 力偶在其作用面内的转向。 5) 力偶与力矩的区别 相同点：都使物体产生转动。 不同点：力矩与矩心有关； 力偶与矩心无关。 即力偶对物体的 转动效应完全取 决于力偶矩的大 小 6) 力偶矩的特性 ① 力偶是一个特殊力系，它既不能合成 为一个力，其本身又不平衡。 ② 力偶对其作用面内任一点的矩是个常 量，即力偶矩与矩心无关 。 2.2.3 平面力偶系的合成和平衡 平面力偶系： 作用于一平面的多个力偶 称为平面力偶系 。 (1) 平面力偶矩的合成 : ? M ? M 1 ? M 2 ? ? ? ? M n (2) 平面力偶矩的平衡条件 : ? M ? 0 2.2.4 平面一般力系的简化与平衡 （ 1 ）力的平移定理 F d O A = F ? F A = F ? d O F ? ? O A l F ? ? ? F ? ? ? F § 3 l ? Fd ? m 0 ? F ? 几个性质： (1) 当力线平移时，力的大小、方向都不改变，但附 加力偶矩的大小与正负一般要随指定 O 点的位置 的不同而不同。 (2) 力的平移过程是可逆的，即作用在同一平面内的 一个力和一个力偶，总可以归纳为一个和原力大 小相等的平行力。 (3) 力的平移定理是把刚体上平面任意力系分解为一 个平面汇交力系和一个平面力偶系的依据。 (2) 平面一般力系向已知点简化（主矢和主矩） 平面一般力系 = 平面汇交力系 + 平面力偶系 (3) 平面一般力系的平衡条件 平面一般力系 = 平面汇交力系 + 平面力偶系 ０ F R ? ? 0 M O ? 0 ０ ? ? F x ? 0 ? ? ? F y ? 0 ? M ? 0 ? ? ０ 2.3 约束和约束力 ? 基本概念： (1) 自由体： 在空间不受限制任意运动的物体。 受到周围物体对其某种位移限制的 (2) 非自由体： 物体。 非自由体 自由体 (3) 约束： 把这些对非自由体的某些位移起限制 作用的周围物体。 (4) 约束力： 约束作用于被约束物体的力 。 它是由于有了主动力才引起的 。 (5) 主动力： 工程上把能够主动改变物体运动 状态的力叫做主动力或载荷 。 支座是桥梁的约