工程力学第4节 考虑摩擦时物体的平衡问题
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1工程力学:一、简答 1.物体系统只受大小相等、方向相反,作用在一条直线上的两个力作用,此物体系统是否一定平衡?举例说明。
不一定。
例如,铰接正方形在对角线上作用等值、反向、共线的两个力作用,则其不平衡。
2.是不是只在两点受力的构件就是二力构件,举例说明。
不一定。
如杆AB 两端分别受铅垂向上的两个力作用时,AB 杆就不是二力杆。
3.什么是二力构件?在两个力作用下平衡的构件叫二力构件4.试区别21F F R+=和R=F 1+F 2 前者表示力1F 和2F 的矢量和,满足平行四边形法则;后者表示力1F和2F的大小之和。
5.说明下列式子的意义和区别。
①21P P=;②P 1=P 2;③力1P 等于力2P 。
①21P P=表示力1P 和2P的大小相等,方向相同;②P 1=P 2只表示力1P 和2P的大小相等;③力1P 等于力2P则表示力1P 和2P的三个要素均相同。
6.当1F =2F 时,问这两个力对刚体的作用效果是否一定相同?不一定 7.平面汇交力系的平衡方程式∑X=0,∑Y=0中的x 轴与y 轴不垂直时,建立的平衡方程∑X=0,∑Y=0,是否仍是平面汇交力系平衡的充分必要条件? 答:是8. 平面汇交力系的平衡方程式∑X=0,∑Y=0中的x 轴与y 轴为什么可不垂直?虽然x 轴与y 轴不垂直,但∑X=0,∑Y=0仍保证了R=0,则平面汇交力系平衡。
9. 平面汇交力系的平衡方程式∑X=0,∑Y=0中的x 与y 轴是否一定垂直? 答:不一定。
10. 用解析法求平面汇交力系的合力时,若采用的坐标系不同,所求得的合力是否相同? 为什么?相同,因为合力不依赖于坐标系。
11.受扭转的圆轴,由哪两个量来衡量它的变形?试写出等直圆轴的这两个变形量的计算公式,并写出其刚度条件。
答:相对扭转角∑=Pn GI l M ϕ,单位长度扭转角∑=PnGI M θ,刚度条件[]︒≤⋅︒θπ180Pn GI M 。
12.在减速箱中,一般讲高速轴和低速轴的直径哪一个较大些?为什么? 答:低速轴。
第四章摩擦当忽略摩擦会得出与实际不符的错误结论时,就必须考虑摩擦力的影响。
工程中的摩擦问题●车辆的加速与制动●皮带传动●摩擦离合器●摩擦锁紧装置●尖劈顶重装置●重力水坝摩擦的类型:滑动摩擦——两物体接触面作相对滑动或具有相对滑动趋势时的摩擦静滑动摩擦——两物体间仅有相对滑动趋势时的摩擦动滑动摩擦——两物体间有相对滑动时的摩擦干摩擦——两固体间无润滑的相互接触湿摩擦——两固体间有润滑剂而不直接接触滚动摩擦——一个物体在另一个物体上滚动时的摩擦摩擦学——研究摩擦的机理和性质的学科在本课程中,仅根据古典摩擦理论,讨论具有摩擦时物体的平衡问题。
§4-1 滑动摩擦1. 实验现象mFP =mgF F NF f滑动摩擦力——当两个相互接触物体有相对滑动或滑动趋势时,在接触面上彼此阻碍滑动的机械作用F fF45F s maxF d静止状态滑动状态临界状态静滑动摩擦力——两物体仅有相对滑动趋势,而尚未滑动时,在接触面间产生的彼此阻碍滑动的力,简称静摩擦力。
动滑动摩擦力——两物体相对滑动时,在接触面间产生的彼此阻碍滑动的力,简称动摩擦力。
2. 静滑动摩擦力F f 0F45F s maxF d静止状态滑动状态临界状态F s =FP =mgFF NF f静摩擦力具有约束反力的性质⏹静摩擦力作用于两物体接触面的公切面内,方向与两接触面相对滑动的趋势相反⏹静摩擦力的大小随主动力变化,介于零与最大值之间,由平衡方程确定0 ≤ F s ≤ F s max ⏹库仑摩擦定律——最大静摩擦力与两接触面间的法向压力成正比F s max = f s ·F N常数f s 称为静摩擦因数,量纲为1静摩擦因数静摩擦因数f由实验确定。
s●与两接触物体的材料有关;●与接触面表面状况(粗糙度、温度、湿度以及润滑等)有关;●一般与接触面积的大小无关。
静摩擦因数现场材料对静摩擦因数动摩擦因数测量方法之一钢–钢0.150.15钢–铸铁0.30.18木材-木材0.4 ~ 0.60.2 ~ 0.5混凝土–土0.7 ~0.80.5 ~ 0.63. 动滑动摩擦力●动摩擦力作用于两物体接触面的公切面内,方向与两接触面相对滑动的方向相反F f 0F45F s maxF d静止状态滑动状态临界状态F s =F⏹动滑动摩擦定律——动滑动摩擦力的大小与接触面间的正压力成正比F d = f·F N动摩擦因数f 由实验确定,它与两接触物体的材料和表面状况有关,一般情况下动摩擦因数小于静摩擦因数f < f s 多数材料的动滑动摩擦因数随相对滑动速度的增加而稍减少,在相对速度不大时,动摩擦因数可近似认为是常数。
《工程力学》判断题题库(二)及答案(共5套)1、临界状态是指物体受力处于即将运动但是还没有运动的瞬间状态。
()正确答案:正确2、m-m截面上应力计算公式为:正确答案:正确3、力系是作用在物体上的一群力。
()正确答案:正确4、图示悬臂梁受均布载荷作用,截面2-2内力为零。
()正确答案:正确5、工程构件一般受力比较复杂,发生的变形不止一种,这种发生两种或两种以上的变形称为组合变形。
()正确答案:正确6、螺旋千斤顶丝杠的工作部分可以简化成一端固定,另一端自由,受压力的力学模型。
()正确答案:正确7、图中两个力都与z轴平行,对z轴的力矩为零。
()正确答案:正确8、减速器工作时轴上任意点的应力随着时间的变化始终在做周期性变化。
()正确答案:正确10、按照强度条件和刚度条件分别设计轴的尺寸后,轴的直径应该取较小者。
()正确答案:错误11、圆轴2-2截面各点应力均垂直于各点所在半径,顺时针转向。
()正确答案:正确12、矩形截面简支梁弯曲时,中性轴以下点都受拉。
()正确答案:正确13、若干个共点力,可以合成为一个合力。
力的合成满足矢量合成规则。
()正确答案:正确14、杆件受一对拉力发生拉伸变形,轴力图正确吗?()正确答案:正确15、齿轮1转动,经过中间齿轮啮合,其他齿轮转动方向均相同,如图所示。
()正确答案:正确16、图示矩形截面对z轴的惯性矩为如下公式。
()正确答案:正确17、力的可传性原理中,力在移动后必须作用在原刚体上,不能移动到其他刚体上去。
()正确答案:正确18、杆件两端受到两个大小相等、方向相反、作用线和轴线平行的力作用,一定发生轴向拉伸或者压缩变形。
()正确答案:错误19、图示截面形状是大矩形里挖掉一个小矩形,则截面形心必定在对称轴x上。
()正确答案:正确20、图示已知M为联轴器输入的外力偶,A、B为轴承,请问下图受力分析正确吗?()正确答案:正确21、在与之垂直的所有截面上的所有线轴上投影都为零。