1、2022-4-31第二章：物體受力分析和平衡條件任何機器或設備在工作時，都受到各種樣的外力作用，都要產(chǎn)生一定程度的變形。如果設計不合理，則無法承受外力的作用。本章要討論的問題：就是構件在外力作用下的受力分析和計算與剛體在力系作用下的平衡規(guī)律，即力系平衡應滿足的條件。2022-4-32第一節(jié)：靜力學基本概念與受力圖一、力的基本概念二、靜力學公理三、約束和約束反力四、約束的基本類型五、受力圖2022-4-33一、力的基本概念 力是物體之間相互的機械作用。力的作用效應有兩方面，一是力的外效應，使物體機械運動狀態(tài)發(fā)生變化；二是力的內(nèi)效應，使物體的形狀發(fā)生變化。 力的作用效果取決于三個因素：力的大小、力

2、的方向、力的作用點。 物體相對某一慣性參照系保持靜止或作勻速直線運動，則稱該物體處于平衡狀態(tài)。平衡不僅有參照系，還須有時間限定。2022-4-34二、靜力學公理 二力平衡公理 加減平衡力系公理 力的平行四邊形公理 三力平衡匯交定律2022-4-35二力構件2022-4-36三、約束和約束反力 工程上把對于某一物體的活動起限制作用的其他物體稱為約束。 約束對某一物體的限制作用稱為約束反力，簡稱反力。 工程上把使物體發(fā)生運動或運動趨勢的力稱為主動力。2022-4-37四、約束的基本類型 柔性約束 光滑面約束 圓柱鉸鏈約束 固定鉸鏈約束 活動鉸鏈約束 固定端約束2022-4-382022-4-392

3、022-4-3102022-4-3112022-4-3122022-4-313五、受力圖1. 確定分析研究對象；2. 假想解除約束，單獨畫出其簡圖。稱為取分離體或自由體；3. 畫上解除約束處相應的約束反力；4. 在同一物系中，畫相關構件的受力圖時，要利用相關物體間作用力和反作用力的特點，由已知方向確定未知方向。2022-4-3142022-4-3152022-4-3162022-4-3172022-4-318第二節(jié)：平面匯交力系的合成與平衡條件一、平面匯交力系的合成 一是幾何法，二是解析法。二、平面匯交力系的平衡條件 平面匯交力系合成的結果是一個合力。因此，平面匯交力系保持平衡的必要和充分條件

4、為：該力系的合力等于零。2022-4-319第三節(jié)：平面力偶系的合成與平衡條件一、力矩與合力矩定理二、力偶、力偶矩與等效力偶三、力偶系合成與平衡條件2022-4-320一、力矩與合力矩定理1、力對點的矩 可以用力對點的矩，這樣一個物理量來衡量力使物體轉動的效果。一般規(guī)定使物體逆時針轉動的力矩為正，反之為負。記：Mo(F)=Fd2、合力矩定理 平面匯交力系的合力對于平面內(nèi)任意一點的矩，等于所有各分力對于該點的矩的代數(shù)和。2022-4-3212022-4-322二、力偶、力偶矩與等效力偶1、力偶 一對大小相等，方向相反，不共作用線 的平行力稱為力偶。 通常一對力用（F，F(xiàn)）表示。2、力偶矩 力與力

5、臂的乘積。記：M(F，F(xiàn)）=Fd3、等效力偶 其效應取決于力偶矩的大小，力偶的轉向 和作用平面。2022-4-3232022-4-3242022-4-325三、力偶系合成與平衡條件1、力偶系合成 合成條件：作用在同一物體上的一群力偶且在同一平面上，為平面力偶系。 在同一平面內(nèi)的任意個力偶可合成為一個合力偶，合力偶矩等于各個力偶矩的代數(shù)和。 niinMMMMM1212022-4-326 M1=F1d1，M2=F2d2，M3=-F3d3 F3 d3 F1 F1 F2 K2 d2 K3 d1 d1 K2=M2/d1 ，K3=M3/d1 R=F1+K2+K3 2022-4-3272、力偶系平衡條件 就

6、是合力偶的矩等于零?；蚴撬懈髁ε季氐拇鷶?shù)和等于零。2022-4-328第四節(jié)：平面一般力系的合成與平衡條件一、力線的平移定理二、平面一般力系向已知點的簡化三、平面一般力系的平衡條件2022-4-329一、力線的平移定理定理：可以把作用在剛體上A點的力F平移到任意一點B，但必須同時附加一個力偶，這個附加力偶的矩等于原來的力F對新作用點B的矩。2022-4-3302022-4-331二、平面一般力系向已知點的簡化 根據(jù)力線的平移定理，可以對平面一般力系進行簡化，將平面一般力系的各力平移到作用面內(nèi)任意一點C，從而將原力系轉化為一個平面匯交力系和一個平面力偶系。點C稱為簡化中心。2022-4-3322022-4-333三、平面一般力系的平衡條件平面一般力系平衡的充分和必要條件是：合力矢、合力矩分別等于零。求解平面一般力系問題的步驟：1、確定對象，取分離