资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,模块二 工程构件的力学分析,静力学,静力学,1.掌握平面任意力系的概念；,2.掌握力的平移定理,；,3.了解平面任意力系的简化,；,4.应用平面任意力系的平衡方程解决实际问题,。,课题一 静力学,任务,5,分析平面任意力系,1.掌握平面任意力系的概念；2.掌握力的平移定理；3.,如图,2-1-25a,所示为塔式起重机结构简图。在工程实际中，如果已知起吊重物最大质量,G,=24kN,，作用于,M,点，横梁的质量,W,=10kN,，重心位于,H,点，钢索和横梁的夹角,=30,，,KH,=6m,，,KM,=10m,，求钢索,EH,承受的拉力和,K,点的约束反力。,任务,5,分析平面任意力系,任务引入,如图2-1-25a所示为塔式起重机结构简图。在工程实际中，如,对横梁进行受力分析，横梁,KM,在起吊重物的重力、横梁本身的重力，以及钢索的拉力和,K,点铰链的约束反力的作用下处于平衡状态，受力简图如图,2-1-25b,所示。,显然，这四个力在同一平面内，但不完全汇交于一点，而是任意分布，一般把这种力系称为平面任意力系。这种力系如何简化呢？能否用一个简单的力系来等效代替呢？平衡时又应该满足什么条件？,任务分析,任务,5,分析平面任意力系,对横梁进行受力分析，横梁KM在起吊重物的重力、横梁本身的重力,一、力的平移定理,力的平移定理,如图,2-1-26,所示，作用在刚体上,A,点的力,F,，可平行移动到,C,点，但必须附加一个力偶，其力偶矩等于原力,F,对新作用点,C,的力矩。,相关知识,任务,5,分析平面任意力系,一、力的平移定理力的平移定理 如图2-1-26所示，作用,二、平面任意力系向一点简化,1.平面任意力系向一点简化,设在刚体上作用一平面任意力系,F,1,、,F,2,、,、,F,n,，如图,2-1-27a,所示。在平面内任选一点,O,，称为简化中心。原力系与作用于简化中心,O,点的平面汇交力系和附加的平面力偶系是等效的。,任务,5,分析平面任意力系,二、平面任意力系向一点简化1.平面任意力系向一点简化设在刚,附加力偶系,M,1,、,M,2,、,、,M,n,可合成为一个力偶，合力偶矩,M,O,等于各附加力偶矩的代数和。故,:,将平面汇交力系,F,1,、,F,2,、,、,F,n,合成为作用于简化中心,O,点的一个力,F,R,，如图,212 7 c,所示。则：,二、平面任意力系向一点简化,1.平面任意力系向一点简化,任务,5,分析平面任意力系,附加力偶系 M1、M2、Mn 可合成为一个力偶，,二、平面任意力系向一点简化,2.简化结果主矢和主矩,平面任意力系中所有力的矢量和,F,R,称为该力系的主矢；而各力对于任选简化中心,O,点之矩的代数和,M,O,称为该力系对于简化中心的主矩。,主矢的大小和方向为：,任务,5,分析平面任意力系,二、平面任意力系向一点简化2.简化结果主矢和主矩,三、平面任意力系的平衡条件与平衡方程,1,.平衡条件,若要使物体受平面任意力系的作用而处于平衡状态，其主矢和主矩必须同时为零，即,:,也就是：,任务,5,分析平面任意力系,三、平面任意力系的平衡条件与平衡方程1.平衡条件 若,三、平面任意力系的平衡条件与平衡方程,2,.平衡方程,平面任意力系平衡的充分必要条件为：力系中各力在任选的两个坐标轴上的投影的代数和分别为零，且各力对任一点力矩的代数和也为零。,平面任意力系的平衡方程：,任务,5,分析平面任意力系,三、平面任意力系的平衡条件与平衡方程2.平衡方程 平,三、平面任意力系的平衡条件与平衡方程,2,.平衡方程,平面任意力系平衡方程的其他两种形式：,(1),二力矩形式。其中,x,轴不得垂直于,A,、,B,两点的连线。,任务,5,分析平面任意力系,三、平面任意力系的平衡条件与平衡方程2.平衡方程平面任意力,三、平面任意力系的平衡条件与平衡方程,2,.平衡方程,(2),三力矩形式。其中,A,、,B,、,C,三点不得共线。,任务,5,分析平面任意力系,三、平面任意力系的平衡条件与平衡方程2.平衡方程(2)三力,根据上面所讲的平面任意力系的平衡条件，来解决任务引入中的问题。,1.,确定研究对象并受力分析,取横梁为研究对象，画受力图，如图,2-1-25b,所示。,2.,列平衡方程,选,H,点为矩心，列平衡方程求解。,任务实施,任务,5,分析平面任意力系,根据上面所讲的平面任意力系的平衡条件，来解决任务引入中的问题,任务实施,任务,5,分析平面任意力系,任务实施任务5 分析平面任意力系,一、平面平行力系,在平面任意力系中，若各力的作用线相互平行，这种力系称为平面平行力系，它是平面任意力系的又一种特殊情况。,知识链接,其平衡方程只有两个，即,:,任务,5,分析平面任意力系,一、平面平行力系 在平面任意力系中，若各力的作用线相互,
展开阅读全文