过程设备机械设计基础2-构件的受力分析E

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2 构件的受力分析2.0.1 研究背景/Background任何构件 任何时候 外力作用 自身变形

2.0.2 研究对象/Object构件, 刚体: 任意两点间的距离保持不变

2.0.3 研究内容和目的/Aim1) 物体平衡概念和静力平衡的基本规律； 2) 运用静力平衡的规律，求解未知力。

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2.1 静力学的基本概念2.1.1 力的基本概念/Concept 定义: 力是物体之间相互的机械作用.

三要素: 大小,方向,作用点. 单位和换算：1 kgf=9.8N 1pound=0.4536 kgf上午11时53分

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2.1 静力学基本概念 其他概念/Others:等效力系 合 力 平衡力系 平衡状态

上午11时53分

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2.1.2 静力学公理1.二力平衡公理 a. 二力平衡实例 b.二力平衡公理

T A W

A

二力平衡实例 图1-1 二力平衡实例上午11时53分 4

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2.1.2 静力学公理c. 二力杆件 d. 作用力与反作用力定律 和二力平衡公理的区别

上午11时53分

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2. 加减力系公理

F F 推论:力的可传性上午11时53分 6

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3.平行四边形法则

B F2 R

Fy

B R

F1 A A Fx

a

b

平行四边形法则示意图 图1-3 平行四边形法则

上午11时53分

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4.三力平衡汇交定律F2 B

F12F1 O C F3 A

图三力平衡汇交 1-6 三力平衡汇交

上午11时53分

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2.2 约束、约束反力和受力图2.2.1约束和约束反力约 束：对于某一物体的活动起限 制作用的其它物体；

约束反力：限制物体运动的力； 主 动 力：引起物体运动和运动趋势的力； 被 动 力：由主动力的作用而引起的力

上午11时53分

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2.2.2 约束的基本类型 1. 柔性约束 约束反力的作用线沿着被拉直的柔性 物体中心线且背离物体运动方向。 T

W上午11时53分 10

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2. 光滑面约束 约束反力通过接触点，并沿公法线，指 向与物体被阻止运动的方向相反(即恒 指向被约束的物体)

O W W

O

W

O

O

N上午11时53分 11

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3. 固定铰链约束 约束反力的指向随杆件受力情况的 不同而相应地变化。

上午11时53分

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4. 活动铰链(辊轴支座)约束 约束反力的指向必定垂直于支 承面，并通过铰链中心。

上午11时53分

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5. 固定端约束 限制物体三个方向运动，产生三个 约束反力。

NAX

上午11时53分

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2.2.3 受力图例1.画人口盖的受力图 F FNyNx

W

上午11时53分

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2.3 平面汇交力系的合成及平衡条件2.3.0 平面汇交力系如果作用于刚体上的力系位于同一平面 内,且汇交于一点,则成之为平面汇交力 系.

2.3.1 平面汇交力系的合成 几何法(平面四边形法)

解析法(投影法)上午11时53分 16

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2.3 平面汇交力系的合成及平衡条件y d c b a o上午11时53分

C

D

A a c

B x17

b

d

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合力投影定理

F

ad

2

a' d' 22

2

ab bd a' b' b' d' 2

2

F 1x F 2 x

F 1y F 2 y a' d ' F 1 x F 2 x tg ad F1 y F 2 y上午11时53分

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合力投影定理 多个力时F F2 x

F2 y

Fx tg Fy

上午11时53分