广东工业大学：《机械设计基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章（1-1）物体的受力分析

第一章物体的受力分析与平衡 §1-1物体的受力分析 刚体的概念 刚体:受力作用后不变形的物体 二.力和力系的概念 力:物体之间的相互机械作用,是使物体获得加 速度(运动效应)和发生形变(变形效应)的外因 力有三个要素:大小、方向和作用点。 力系:作用在物体上的一组力 平衡力系:物体平衡时(静止或匀速运动

刚体：受力作用后不变形的物体 一 . 刚体的概念 力系：作用在物体上的一组力 平衡力系：物体平衡时（静止或匀速运动） 第一章 物体的受力分析与平衡 力：物体之间的相互机械作用，是使物体获得加 速度(运动效应)和发生形变(变形效应)的外因 二. 力和力系的概念 力有三个要素：大小、方向和作用点。 §1—1 物体的受力分析

FP 力的性质 a B ()二力平衡条件:大小相 等,方向相反且共线 l1 (2)可传性:力沿作用线移动 Pl F )合成:平行四边形法则 B F F RB A 静力学:不考虑力对物体运动的影响。 (平衡、传递、应力、应变)

⑴二力平衡条件：大小相 等，方向相反且共线 ⑵可传性：力沿作用线移动 静力学：不考虑力对物体运动的影响。 （平衡、传递、应力、应变） 力的性质： ⑶合成：平行四边形法则

三.平衡的概念 1、二力平衡条件大小相等,方向相反作用于一直线 ※二力平衡条件不同于作用力与反作用力相等(为什么?) 大二力构件: P B 在两个力作用下处于平衡 的构件 C 2、不平行的三力平衡条件 三个力的作用线必须汇 F 交于一点三力矢量首尾 相连构成封闭三角形 D 多个力(力系)的平衡也能 (a) 构成封闭三角形

三. 平衡的概念 三个力的作用线必须汇 交于一点,三力矢量首尾 相连构成封闭三角形 1、 二力平衡条件 大小相等,方向相反,作用于一直线 ★ 二力构件: 在两个力作用下处于平衡 的构件 ※ 二力平衡条件不同于作用力与反作用力相等（为什么？） 2、不平行的三力平衡条件 多个力（力系）的平衡也能 构成封闭三角形

四约束与约束力 自由体:运动不受其他物体的限制 (约束)非自由体:(轨道上的机车、 风扇叶片. 约束: 转子 定子 转轴 对物体运动的限制 空隙 通过施加约束力来实现。 层

四. 约束与约束力 自由体：运动不受其他物体的限制 （约束）非自由体：（轨道上的机车、 风扇叶片……） 约束： 对物体运动的限制， 通过施加约束力来实现

物体受力分为两类主动力(载荷) 约束(反)力 静力分析任务之一:确定未知约束力 理想约束:光滑接触面、光滑囻柱铰链、无弹性柔索 ★常见约束力的性质、作用点与作用线 1光滑接触面:作用点在接触点,作用线沿公法线 法线 法线 F 切线 接触点

物体受力分为两类： 理想约束：光滑接触面、光滑圆柱铰链、无弹性柔索… ★ 常见约束力的性质、作用点与作用线 1 光滑接触面：作用点在接触点，作用线沿公法线 约束（反）力 主动力（载荷） 静力分析任务之一：确定未知约束力

2光滑圆柱铰链:作用线与轴线相交 销钉 支座

2 光滑圆柱铰链：作用线与轴线相交

3柔索:沿拉直方向 G G 4固定端约束:力和力矩 F

3 柔索：沿拉直方向 4 固定端约束：力和力矩

集中力:集中作用于一点的力 分布力:分布在有限面积或体积内的力 22:2 根据所研究问题的需要, 可以采用集中力的模型, P 也可以采用分布力的模型 Tmm 水库堤坝 F

集中力：集中作用于一点的力 分布力：分布在有限面积或体积内的力 根据所研究问题的需要， 可以采用集中力的模型， 也可以采用分布力的模型 水库堤坝

五.物体的受力分析受力图 1受力图 受力图在受力体(分离体)上画出主动力和周围 物体对它的约束力 取分离体:将所研究物体从周围物体中分离出来 2豆力分亦明确施力体,找出所有外力的作用点 选择研究对象→取分离体→画受力图(分析受力) B F 23、B C 13

五. 物体的受力分析.受力图 1 受力图 受力图——在受力体(分离体)上画出主动力和周围 物体对它的约束力 2 受力分析 选择研究对象→取分离体→画受力图（分析受力） F23 F13 取分离体:将所研究物体从周围物体中分离出来 明确施力体，找出所有外力的作用点

根据约束性质 3判别约束力根据平衡条件确定某些力的作用线 根据作用力与反作用力定律。 B 23、B 受力体:构件3 只受两个力的物体 称为二力杆 作用点:B(F23)C(F13) 受力体:构件2平衡:等值反向共线 32 作用力与反作用力 三力矢量封闭

只受两个力的物体 称为二力杆 1 2 3 受力体：构件3 作用点: B （F23 ）C （F13） 平衡：等值反向共线 F23 F13 作用力与反作用力 根据约束性质 根据平衡条件 确定某些力的作用线 根据作用力与反作用力定律。 3 判别约束力 三力矢量封闭 受力体：构件2 F12 F32