1、2020/7/27,1,1-3 平衡問(wèn)題的解法,自由體(free body)：可以在空間任意運(yùn)動(dòng)的物體,非自由體(constrained body)：運(yùn)動(dòng)受到某些限制的物體,2020/7/27,2,非自由體實(shí)例,2020/7/27,3,1-3 平衡問(wèn)題的解法,一、約束與約束力,約 束(constraint)：限制物體運(yùn)動(dòng)的條件。,約束體(constraint body)：約束非自由體運(yùn)動(dòng)的物體。,列車是非自由體 鐵軌是約束體,約束力(constraint force)：約束體作用在非自由體上的力。,鐵軌作用在車輪上的力為約束力,2020/7/27,4,1-3 平衡問(wèn)題的解法,約束力的方向與限制

2、物體運(yùn)動(dòng)的方向相反,（一）柔索繩索、 鏈條、皮帶等,假設(shè)條件：不計(jì)質(zhì)量 。 約束力特點(diǎn)：力沿柔索方向，受拉。,限制該方向的運(yùn)動(dòng),限制運(yùn)動(dòng)的條件,2020/7/27,5,1-3 平衡問(wèn)題的解法,柔索約束的實(shí)例,2020/7/27,6,1-3 平衡問(wèn)題的解法,（二）光滑面約束,約束力沿公法線方向指向被約束的物體,假設(shè)條件：不計(jì)摩擦,2020/7/27,7,1-3 平衡問(wèn)題的解法,不計(jì)摩擦?xí)r，齒輪間的約束也屬于光滑面約束。,2020/7/27,8,1-3 平衡問(wèn)題的解法,1、固定鉸鏈支座,固定鉸鏈簡(jiǎn)圖,（三）光滑圓柱鉸鏈,2020/7/27,9,1-3 平衡問(wèn)題的解法,首都機(jī)場(chǎng)二號(hào)航站樓頂棚拱架支座

3、,2020/7/27,10,1-3 平衡問(wèn)題的解法,北京南站頂棚拱架支座,2020/7/27,11,1-3 平衡問(wèn)題的解法,2、連接鉸鏈,注意：作用力與反作用力的關(guān)系,2020/7/27,12,1-3 平衡問(wèn)題的解法,2020/7/27,13,1-3 平衡問(wèn)題的解法,3、活動(dòng)鉸鏈支座,4、徑向軸承,2020/7/27,14,1-3 平衡問(wèn)題的解法,固定與可動(dòng)鉸鏈支座的應(yīng)用,2020/7/27,15,1-3 平衡問(wèn)題的解法,（四）光滑球鉸鏈,人造髖關(guān)節(jié),2020/7/27,16,1-3 平衡問(wèn)題的解法,（五）二力構(gòu)件/二力桿,二力平衡原理：作用于剛體上的兩個(gè)力為平衡力系的充分必要條件是：此二力等

4、值、反向、共線,若剛體上只有兩點(diǎn)受力且不計(jì)其質(zhì)量，則該剛體稱為二力構(gòu)件或二力桿。作用力沿兩點(diǎn)連線、大小相等、方向相反。,2020/7/27,17,1-3 平衡問(wèn)題的解法,二、受力圖,根據(jù)約束的類型畫出研究對(duì)象的受力圖,例：結(jié)構(gòu)如圖所示，不計(jì)構(gòu)件自重，畫出AB桿的受力圖。,CD桿為二力桿,2020/7/27,18,1-3 平衡問(wèn)題的解法,例：畫出AB桿的受力圖,2020/7/27,19,1-3 平衡問(wèn)題的解法,例：畫出滑輪、CD桿、AB桿和整體受力圖，不計(jì)構(gòu)建自重。,1、研究滑輪,2、研究CD桿,2020/7/27,20,1-3 平衡問(wèn)題的解法,3、研究AB桿,4、研究整體,研究整體時(shí)，不畫物體

5、間的內(nèi)力,A,2020/7/27,21,例：已知物體的重量為P，求：維持平衡時(shí)F 的最小值及其方向。,解：1、取研究對(duì)象：,銷釘C,2、受力分析畫受力圖,3、研究CB桿和銷釘B,2020/7/27,22,例：結(jié)構(gòu)如圖所示，桿重不計(jì)，已知 力P，求BC桿的內(nèi)力和繩BD的拉力。,解：研究鉸鏈B,空間力系,2020/7/27,23,1-3 平衡問(wèn)題的解法,思考題： 機(jī)器人的哪些關(guān)節(jié)是柱鏈接鉸？ 人手的哪些關(guān)節(jié)可簡(jiǎn)化成柱鏈接鉸？,2020/7/27,24,1-3 平衡問(wèn)題的解法,米開朗基羅： “石頭本身就賦予雕像以生命，我只是把多余的部分敲掉了”,哀悼基督（米開朗基羅）,人體關(guān)節(jié)的簡(jiǎn)化模型,科學(xué)研究： 客觀規(guī)律存在于自然界中。在研究問(wèn)題的過(guò)程中，我們要抓住主要矛盾，只是把次要的因素去掉了。,2020/7/27,25,本章主要內(nèi)容,基本概念 平衡、質(zhì)點(diǎn)（系）、剛體、自由體、非自由體 力系、等效力系、合