工程力学――1-5物体的受力分析和受力图

第五节物体的受力分析和受力图一、受力分析解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，即选择研究对象；然后根据已知条件，约束类型并结合基本概念和公理分析它的受力情况，这个过程称为物体的受力分析。作用在物体上的力有：一类是:主动力,如重力,风力,气体压力等。二类是：被动力，即约束反力。§1-5物体的受力分析和受力图画物体受力图主要步骤为：①选研究对象；②取分离体；③画上主动力；④画出约束反力。二、受力图[例1]例2碾子重为，拉力为，处光滑接触，画出碾子的受力图。FPBA,解：画出简图画出主动力画出约束力例3屋架受均布风力（N/m），屋架重为，画出屋架的受力图。qP解：取屋架画出主动力画出约束力画出简图例41P水平均质梁重为，电动机重为，不计杆的自重，画出杆和梁的受力图。图(a)2PABCDCDAB解：取杆，其为二力构件，简称二力杆，其受力图如图(b)CD取梁，其受力图如图(c)AB若这样画，梁的受力图又如何改动?AB杆的受力图能否画为图（d）所示？CD例5CBAB,不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱的受力图与系统整体受力图。解：右拱为二力构件，其受力图如图（b）所示CB取左拱AC,其受力图如图（c）所示系统整体受力图如图（d）所示考虑到左拱在三个力作用下平衡，也可按三力平衡汇交定理画出左拱的受力图，如图（e）所示ACAC此时整体受力图如图（f）所示讨论：若左、右两拱都考虑自重，如何画出各受力图？如图（g）（h）（i）例6不计自重的梯子放在光滑水平地面上，画出梯子、梯子左右两部分与整个系统受力图。图(a)解：绳子受力图如图（b）所示梯子左边部分受力图如图（c）所示梯子右边部分受力图如图（d）所示整体受力图如图（e）所示提问：左右两部分梯子在A处，绳子对左右两部分梯子均有力作用，为什么在整体受力图没有画出？[例7]画出下列各构件的受力图QAOBCDEQAOBCDEQAOBCDE[例8]画出下列各构件的受力图说明：三力平衡必汇交当三力平行时，在无限远处汇交，它是一种特殊情况。[例9]尖点问题应去掉约束应去掉约束[例10]画出下列各构件的受力图三、画受力图应注意的问题除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才有相互机械作用力，要分清研究对象（受力体）都与周围哪些物体（施力体）相接触，接触处必有力，力的方向由约束类型而定。2、不要多画力要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对于受力体所受的每一个力，都应能明确地指出它是哪一个施力体施加的。1、不要漏画力约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析两物体之间的作用力与反作用力时，要注意，作用力的方向一旦确定，反作用力的方向一定要与之相反，不要把箭头方向画错。3、不要画错力的方向4、受力图上不能再带约束。即受力图一定要画在分离体上。一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有可能不同。当物体系统拆开来分析时，原系统的部分内力，就成为新研究对象的外力。对于某一处的约束反力的方向一旦设定，在整体、局部或单个物体的受力图上要与之保持一致。5、受力图上只画外力，不画内力。6、同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致，相互协调，不能相互矛盾。7、正确判断二力构件。•匀质小球重W，用绳索系住，并靠在光滑的斜面上，如图1.21(a)所示，试画出小球的受力图。图1.21•【例1.2】简支梁AB的A端为固定铰支座，B端为可动铰支座，梁在中点C受到主动力P的作用，如图1.22(a)所示。梁的自重不计，试画出梁AB的受力图。图1.22•【例1.3】试画出图1.23(a)及图1.23(c)中杆AB的受力图。杆的自重不计。在图1.23(a)中，C处是光滑接触面。图1.23