理论力学课件 物体受力分析及受力图
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第三章物体的受力分析及受力图§ 3.1 载荷荷载分类:(1)按作用时间的久暂恒载(dead load):固定载荷,长期作用于结构上的不变荷载,其大小、方向、作用位置是不变的。
例如结构的自重、安装在结构上的设备重量等;活载(live load):建筑物在施工和使用期间可能存在的可变荷载。
例如吊车荷载、结构上的人群、风、雪等荷载。
(2)按荷载的作用范围集中荷载(concentrated load):荷载的作用面积相对于总面积是微小的。
分布荷载(distributed load):分布作用在一定面积或长度上的荷载,如风、雪、自重等荷载。
(3)按荷载作用的性质静荷载(static load):大小、方向和位置不随时间变化或变化极其缓慢,不使结构产生显著的加速度。
例如结构自重、楼面活载等;动荷载(dynamic load):随时间迅速变化或在短暂时间内突然作用或消失的荷载,使结构产生显著的加速度。
注意:车辆荷载、风荷载和地震荷载通常在设计中简化为静力荷载,但在特殊情况下要按动力荷载考虑。
(4)按荷载位置的变化固定荷载(fixed load ):作用位置固定不变的荷载,例如风、雪、结构自重等。
移动荷载(travelling load):可以在结构上自由移动的荷载,例如吊车梁上的吊车荷载、公路桥梁上的汽车荷载就是移动荷载。
常见分布载荷合力作用位置§3.2 工程常见约束与约束力自由物体——空间运动不受任何限制的物体,如飞机、导弹、航天器受约束物体——空间运动受到限制的物体,如汽轮机、车轮。
工程中大部分研究对象都是非自由体,约束(constraint )—— 物体运动过程中所受到的限制。
约束的作用一方面限制物体运动,另一方面表现为约束力。
约束力(reactions)——约束对物体的反作用力,又称约束反力。
是一种被动力,其大小不能预先确定,方向总是与约束力所能阻止的运动方向相反。
主动力-----主动地施加于物体,改变其运动状态的力称为主动力。
5、球铰链
约束结构: 由一物体的球部嵌入另一物体的球窝构成。
约束特性: 允许物体绕球心转动,不能沿半径移动。
约束反力: 通过球心,方向不能预先确定,通常用三个正交分力F x,F y,F z来表示。
人造髋关节
二力杆工程实例
固定端约束除了加约束力,还要加上约束力偶。
运动学角度:固定端既限制线位移,又限制角位移,如果只有约束力,则构件将转动。
必须有约束力偶才行。
力系简化角度:固定端所受的力是一个复杂的平面任意力系,力系向端部某点简化的结果是一力和一力偶。
CD是不是二力
杆?
2.3 受力分析与受力图
刚化原理:若变形体在某一力系作用下处于平衡,则将此变形体刚化为刚体,其平衡状态保持不变。
只有刚化原理没有软化原理。
1. 右拱BC 的受力图。
C
B
解:
F C
F B
2. 左拱AC 的受力图。
A C
F
F Ax C F
F Ay。