理论力学-受力图
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2-1试求图示中力F 对O 点的矩解:(a )l F F M F M F M M y O y O x O O ⋅==+=αsin )()()()(F (b )l F M O ⋅=αsin )(F(c ))(sin cos )()()(312l l Fl F F M F M M y O x O O +--=+=ααF (d )2221sin )()()()(l l F F M F M F M M y O y O x O O +==+=αF2-2 图示正方体的边长a =0.5m ,其上作用的力F =100N ,求力F 对O 点的矩及对x 轴的力矩。
解:)(2)()(j i k i Fr F M +-⨯+=⨯=Fa A O m kN )(36.35)(2⋅+--=+--=k j i k j i Fam kN 36.35)(⋅-=F x M2—4 正三棱柱的底面为等腰三角形,已知OA=OB =a ,在平面ABED 内沿对角线AE 有一个力F , 图中θ =30°,试求此力对各坐标轴之矩。
解:)sin 45sin cos 45cos cos ()(k j i i F r F M θθθ+︒+︒-⨯=⨯=F a A O )45sin cos sin (k j ︒+-=θθaF 力F 对x 、y 、z 轴之矩为:0)(=F x M230sin )(aF aF M y -=︒-==F Fa aF M z 4645sin 30cos )(=︒︒=F2-8 已知F 1 = 150N ,F 2 = 200N ,F 3 = 300N ,F =F '= 200N 。
求力系向点O 的简化结果,并求力系合力的大小及其与原点O 的距d 。
A rA习题2-2图(a )习题2-4图80200100131121FFF'解:N .64375210145cos 321-=--︒-=∑F F F F xN .61615110345sin 321-=+-︒-=∑F F F F ym N 44.2108.02.0511.045sin )(31⋅=-⨯+⨯︒=∑F F F M O F向O 点简化的结果如图(b );合力如图(c ),图中N 5.466)()(22'R =∑+∑=y x F F F ,m N 44.21⋅=O M合力N 5.466'R R ==F F ,mm 96.45R==F M d O2-9 图示平面任意力系中F 1 = 402N ,F 2 = 80N ,F 3 = 40N ,F 4 = 110M ,M = 2000 N ·mm 。
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。