• /  53
  • 下載費用: 10.00積分  

土木工程力學配套教學課件ppt少學時王長連課件 土木工程力學 教學課件 ppt 作者 少學時 王長連課件 第2章.ppt

'土木工程力學配套教學課件ppt少學時王長連課件 土木工程力學 教學課件 ppt 作者 少學時 王長連課件 第2章.ppt'
第2章 力學基礎知識 土木工程力學(少學時)01020304力的概念與力的基本性質力矩與力偶平衡與平衡定理受力分析與受力圖目錄0506平面力系的平衡條件物體系統的平衡問題01力的概念與力的基本性質第2章 力學基礎知識 第 1 節第 1 節 力的概念與力的基本性質力就是物體間的相互機械作用,力不能脫離物體而單獨存在。 機械作用:指使物體發生位置移動和形狀改變的作用。只有物體間的相互機械作用才能產生力。有物體只是力存在的條件,而不是產生力的原因,只有物體間的相互機械作用才能產生力。由于力是物體間的相互作用,所以力一定是成對出現的,不可能只存在一個力。一、力的概念力的作用方式有兩種: 一種是兩個物體相互接觸時,它們之間相互產生力,例如吊車和構件之間的拉力; 一種是物體與地球之間相互產生的吸引力,對物體來說,這種吸引力就是重力。第 1 節 力的概念與力的基本性質作用與反作用定律 作用力與反作用力大小相等、方向相反、作用線共線,且作用在不同的兩個物體上。 該定律是一條普適定律,無論對于靜態的相互作用,或是動態的相互作用都適用。力的三要素 (1)力的大?。核从沉宋矬w間相互作用的強弱程度。 (2)力的作用方向:指物體在力的作用下運動的指向。沿該指向畫出的直線稱為力的作用線,力的方向包含力的作用線在空間的方位和指向。 (3)力的作用點:物體相互作用處的接觸點。實際上,力多是作用于物體的一定面積上。如果這個面積很小,則可抽象為一個點,這時作用力稱為集中力;如果接觸面積比較大,力在整個接觸面上分布作用,這時的作用力稱為分布力,通常用單位長度的力, 表示沿長度方向上的分布力的強弱程度,稱為荷載集度。 力是矢量 矢量的模表示力的大??;矢量的作用方位加上箭頭表示力的方向;矢量的始端,或力的未端,表示力的作用點。第 1 節 力的概念與力的基本性質二、力的作用效應1.力的作用效應:指物體在力的作用下發生運動和變形。(1)力的運動效應:力作用在物體上可產生兩種運動效應。 ①若力的作用線,通過物體的重心,則力能使物體沿力的方向產生平行移動,簡稱平動。 ②若力的作用線不通過物體的重心,則力能使物體既產生平動又發生轉動,稱為平面運動。(2)力的變形效應  當力作用在物體上時,不僅產生運動效應,還會產生變形效應,使物體產生形狀和尺寸的改變。第 1 節 力的概念與力的基本性質2.力的可傳性 由實踐可知,當力作用在剛體上時,只要保持力的大小和方向不變,可以將力的作用點沿力的作用線移動,而不改變剛體的運動效應。力的這一性質稱為力的可傳性。 力的可傳性只適用于力的運動效應,不適用于力的變形效應。 若力系中各力的作用線不在同一平面內,稱為空間力系。 若力系中各力的作用線都在同一平面內,稱為平面力系; 平面力系又分為平面匯交力系、平面平行力系、平面一般力系和平面力偶系。力系:將作用在物體上兩個或兩個以上的一組力,稱為力系。三、力系的概念第 1 節 力的概念與力的基本性質如果某一力系對物體產生的效應,可以用另一個力系來代替,則這兩個力系互稱為等效力系。等效力系當一個力與另一個力系等效時,則該力稱為這個力系的合力;而該力系中的每一個力稱為分力;反過來,把一個力分解成兩個力,稱為力的分解。力的合成與分解四、力的合成與分解力的平行四邊形法則02力矩與力偶第2章 力學基礎知識 第 2 節第 2 節 力矩與力偶一、力對點之矩力矩:概念:用F與d的乘積,再冠以正負號來表示力使物體繞O點轉動的效應,并稱為力F對O點之力矩,簡稱力矩,以符號MO(F)表示,即MO(F)=±F·d矩心:O點,轉動中心,簡稱矩心。力臂:矩心O到力作用線的垂直距離d。力矩的轉向:通常規定,力使物體繞矩心作逆時針方向轉動時,力矩為正,反之為負。在平面力系中,力矩可正、可負、可為零,因此,力矩為代數量。單位:牛頓·米(N·m)或千牛頓·米(kN·m)  例 2- 1例 如圖所示,半徑為 R 的帶輪繞 O 轉動,如已知緊邊帶拉力為 FT1,松邊帶拉力為 FT2,剎塊壓緊力為 F 。試求各力對轉軸 O 之矩。第 2 節 力矩與力偶二、合力矩定理  如圖所示,將作用于剛體平面上A 點的力F,沿其作用線滑移到B 點(B 點為任意點O到力 F 作用線的垂足),不改變力F 對剛體的效應(力的可傳性)。在 B 點將力 F 沿坐標軸方向正交分解為兩分力Fx 、Fy ,分別計算并討論力 F 和分力Fx 、Fy 對O 點力矩的關系?! ∮纱俗C明,合力對某點的力矩等于各分力對同一點力矩的代數和。該定理不僅適用于正交分解的兩個分力系,對任何有合力的力系皆成立。若力系有N 個力作用,則  合力矩定理第 2 節 力矩與力偶二、合力矩定理 在平面力系中,求力對某點之矩,一般采用以下兩種方法:(1)用力和力臂的乘積求力矩。這種方法的關鍵是確定力臂d。需要注意的是,力臂d 是矩心到力作用線的垂直距離。(2)用合力矩定理求力矩。工程實際中,有時求力臂d 的幾何關系很復雜,不易確定時,可將作用力正交分解為兩個分力,然后應用合力矩定理求原力對矩心的力矩?!?例 2 - 2例 已知力作用在平面板A點處,且知 F=100 kN,板的尺寸如下圖所示。試計算力對 O 點之矩。第 2 節 力矩與力偶三、力偶在力學中,將使物體產生轉動效應的一對大小相等、方向相反、作用線平行的兩個力,稱為力偶。力偶是一個基本的力學量,并具有一些獨特的性質,它既不能與一個力平衡,也不能合成為一個合力,只能使物體產生轉動效應。力偶中兩個力作用線所決定的平面稱為力偶的作用平面,兩力作用線之間的距離 d 稱為力偶臂,力偶使物體轉動的方向稱為力偶的轉向。力偶對物體的轉動效應,取決于力偶中的力與力偶臂的乘積,稱為力偶矩,記作m( F,F′)或m,即M(F,F′) =±Fd在平面內,力偶矩和力矩一樣都是代數量。其正負號表示力偶的轉向,其正負號規定與力矩一樣,即逆時針轉向時,力偶矩為正,反之為負。力偶矩的單位與力矩一樣,也是N·m 或kN·m 。力偶矩的大小、轉向和作用平面,稱為力偶的三要素。三要素中的任何一個發生了改變,力偶對物體的轉動效應都將發生改變。第 2 節 力矩與力偶四、力偶的性質力偶無合力,在任何坐標軸上投影的代數和為零 力偶無合力,可見它對物體的效應與一個力對物體的效應是不相同的。一個力對物體有移動和轉動兩種效應; 而一個力偶對物體只有轉動效應,沒有移動效應。因此,力與力偶不能相互替代,也不能相互平衡,而應將力和力偶看作是構成力系的兩種基本元素。力偶對其作用平面內任一點的力矩,恒等于力偶矩,而與矩心的位置無關 如圖所示一力偶M (F,F′)=Fd,對平面任意點O 的力矩,用組成力偶的兩個力分別對O 點力矩的代數和度量,記作MO(F,F′),即 MO( F,F′) = F( d +x) -F′x =Fd =M( F,F′)  由此可知,力偶對剛體平面上任意點O 的力矩。省略部分。主矢F′R的大小和方向由下式確定式中,α為F′R 與 x 軸所夾的銳角。F′R 的指向由FRx 、FRy 的正負號判定?! 「郊悠矫媪ε枷悼蛇M一步合成一個力偶,其力偶矩大小mO 等于各附加力偶矩的代數和。因為M1=mO(F1),M2 =mO(F2),…mN =mO(FN),所以mO 也等于原力系中各力對O點之矩的代數和。MO 稱為原力系對簡化中心 O 的主矩。第 5 節 平面力系的平衡條件 平面任意力系向作用面內任一點 O 簡化,一般可以得到一個力和一個力偶。該力作用于簡化中心,其大小及方向等于原力系的主矢;該力偶之矩等于原力系對簡化中心之主矩?! ∮捎谥魇窮′R只是原力系的矢量和,它完全取決于原力系中各力的大小和方向,因此,主矢量同簡化中心的位置無關;而主矩mo 等于原力系中各力對簡化中心之矩的代數和,選擇不同位置的簡化中心各力對它的力矩也將改變,因此,主矩與簡化中心的位置有關,故主矩mO 右下方標注簡化中心的符號。例 2- 10例 圖a所示懸臂梁,A端為固定端支座,試分析其約束力。第 5 節 平面力系的平衡條件2.簡化結果分析  據上節所述,平面任意力系向任一點O 簡化,其簡化結果為一個主矢F′R 和一個主矩MO ?! 。ǎ保?若F′R =0,MO ≠0:則原力系簡化為一個力偶,其矩等于原力系對簡化中心的主矩。在這種情況下,簡化結果與簡化中心的選擇無關。不論力系向哪一點簡化都是同一個力偶,而且力偶矩等于主矩?! 。ǎ玻?若F′R ≠0、MO =0:則原力系簡化成一個力。在這種情況下,附加力偶系平衡,主矢F′R 即為原力系合力FR,作用于簡化中心?! 。ǎ常?若F′R ≠0,M O≠0:則原力系簡化為一個力和一個力偶。在這種情況下,根據力線平移定理,這個力和力偶還可以繼續合成為一個合力FR ,其作用線離O 點的距離為用主矩MO 的轉向來確定合力 FR 的作用線在簡化中心 O 點的哪一側?! 。ǎ矗?F′R =0,MO =0:則原力系為平衡力系。第 5 節 平面力系的平衡條件四、平面任意力系的平衡條件 從上面分析知,主矢F′R 和主矩MO 都不等于零,或其中任何一個不等于零時,力系是不平衡的。只有F′R =0、MO =0,平面任意力系才平衡。即  要使F′R=0,必須ΣFx =0,ΣFy =0 由此得平面一般力系的平衡條件為 它是平衡方程的基本形式。表示力系中各力在任何方向的坐標軸上投影的代數和等于零;各力對平面內任意點之矩的代數和等于零。前者說明力系對物體無任何方向的平動作用,方程稱為投影方程;后者說明力系對物體無轉動作用,方程稱為力矩方程。平面一般力系的平衡方程例 2- 11例 圖a所示懸臂梁。已知 F = 10 kN,q = 2 kN/m,M = 4 kN·m,試計算固定端支座A 的支座反力。例 2- 12例 一汽車式起重機,車重Q=26 kN,起重機伸臂重G=4.5kN,起重機旋轉及固定部分重W=31 kN。各部分尺寸如圖所示,單位為m。設伸臂在起重機對稱面內,且放在最低位置,求此時汽車不致翻倒的最大起重量FP 。第 5 節 平面力系的平衡條件五、平面平行力系的平衡條件 平面平行力系,就是各力作用線在同一平面內且互相平行的力系。 設物體上作用一平面力系F1 、F2 、…、FN,如圖所示。若取坐標系中y 軸與各力平行,則不論該力系是否平衡,各力在x 軸上的投影恒等于零,即ΣFx≡0。因此,平面平行力系的平衡方程為即平面平行力系平衡的必要與充分條件是:力系中各力在與其平行的坐標軸上投影的代數和等于零,及力對任一點之矩代數和等于零。其力矩式平衡方程為適用條件: A、B 兩點連線不能與各力的作用線平行?! ∮纱丝梢?,平面平行力系只有兩個獨立的平衡方程,因此只能求出兩個未知量。例 2- 13例 塔式起重機的結構簡圖如圖所示。設機架重力FW = 500 kN,重心在 C 點,與右軌 B 相距a =1.5m。最大起重量FP = 250 kN,與右軌 B 最遠距離l = 10m。平衡物重力為G,與左軌A相距x =6m,二軌相距 b = 3m。試求起重機在滿載與空載時都不致翻倒的平衡物重 G 的范圍。06物體系統的平衡問題第2章 力學基礎知識 第 6 節第 6 節 物體系統的平衡問題 物系:由幾個物體通過連接所組成的物體系統,簡稱物系。 外界物體作用于系統的力,稱為外力;系統內部各物體之間相互作用的力,稱為內力。由平衡定理知,當整個系統處于平衡時,那么組成該系統的每個物體也都處于平衡狀態。 因此在求解物體系統的平衡問題時,即可選整個系統為研究對象,也可選單個物體或部分物體為研究對象。對每一個研究對象,在一般情況下,可列出三個獨立的平衡方程,對于由N 個物體組成的物體系統,就可列出3N個獨立平衡方程,因而可以求解3N個未知量。如果系統中有的物體受平面匯交力系,平面平行力系或平面力偶系的作用時,整個系統的平衡方程數目相應地減少?!?例 2- 14例 圖 a 所示多靜定跨梁,由 AB 梁和 BC 梁用中間鉸 B 連接而成。C 端為固定端,A 端為活動鉸支座。已知M = 20 kN·m,q = 15 kN/m 。試求A、B、C三點的約束力。例 2- 15例 圖 a 所示載重汽車,拖車與汽車之間鉸鏈連接,汽車重 G1 = 3 kN,拖車重G2 = 1.5 kN,載重G3 = 8 kN,重心位置如圖a所示。求靜止時地面對A、B、C三輪的約束力。思考題2-1 為什么說力不能脫離物體而存在? 力是成對出現的?2-2 何謂力的作用效應? 力的哪些因素決定力的效應?2-3 分力一定小于合力嗎? 為什么? 試舉例說明之。2-4 二力平衡條件與作用力和反作用力都是說二力等值、反向、共線,二者有什么區別?2-5 為什么說二力平衡定理、加減平衡力系原理和力的可傳性只適用于剛體?2-6 凡是兩端鉸接,且不計自重的鏈桿都稱為二力構件嗎? 二力桿與其形狀有關系嗎?思考題思考題2-7 如圖所示,作用于三角架AC 桿中點D的力F,能沿其作用線移到BC桿的中點E嗎?2-8 圖中力F作用在銷釘C上,試問銷釘C 對桿AC的作用力與銷釘C對桿BC的作用力是否等值、反間、共線?為什么?思考題思考題2-7圖思考題2-8圖思考題2-9 如圖所示三鉸剛架,作用于AC 的力偶M,能否根據力偶可在其作用平面內任意轉移,而不改變它對剛體轉動效應而轉移到BC 部分? 為什么?2-10 力F 沿x、y 軸的分力和力在兩軸上的投影有何區別? 試以思考題2-10 圖所示兩種情況為例進行分析說明。思考題思考題 2-9 圖思考題 2-10 圖思考題2-11 力在軸上的投影是標量,其正負號如何確定?2-12 平面一般力系向簡化中心簡化時,可能產生幾種結果?2-13 平面一般力系的平衡方程有幾種形式?應用時有什么限制條件?2-14 如圖所示物系處于平衡狀態,如要計算各支座的約束力,應怎樣選取研究對象?思考題思考題 2-14 圖
關 鍵 詞:
學時 力學 土木工程 教學 ppt 配套 作者
 天天文庫所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:土木工程力學配套教學課件ppt少學時王長連課件 土木工程力學 教學課件 ppt 作者 少學時 王長連課件 第2章.ppt
鏈接地址: http://www.476824.live/p-51617505.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服點擊這里,給天天文庫發消息,QQ:1290478887 - 聯系我們

本站為“文檔C2C交易模式”,即用戶上傳的文檔直接賣給(下載)用戶,本站只是中間服務平臺,本站所有文檔下載所得的收益歸上傳人(含作者)所有【成交的100%(原創)】。本站是網絡服務平臺方,若您的權利被侵害,侵權客服QQ:1290478887 歡迎舉報。

[email protected] 2017-2027 http://www.476824.live 網站版權所有

粵ICP備19057495號 

收起
展開
球探网即时蓝球比分 广西体彩十一选五最新开奖 上海11选5历史开奖 佳永配资 辽宁35选7开奖结果今天 安徽11选5直选2 幸运飞艇骗局揭秘 股市趋势技术分析下 大发快三技巧 股票融资功能 云南十一选五走势图一定牛