j-理论力学课程的考核办法.ppt

2019/12/5,1,理论力学课程的考核办法,1(按时交)作业15%（分数,答疑）2考勤15%3期末考试70%（卷面分数）,2019/12/5,2,理论力学课程的考核内容,熟练掌握基本概念，基本内容，基本方法，基本计算。以上内容均为授课内容。注意公式符号的意义，画图的要求及意义，作习题的要求。,2019/12/5,3,课程讲授内容(64),绪论（2学时）静力学第一章静力学公理和物体的受力分析（4学时）第二章平面力系（12学时）第三章空间力系（2学时）第四章摩擦（2学时）运动学第五章点的运动学（2学时）第六章刚体的简单运动(4学时）第七章点的合成运动（7学时）第八章刚体的平面运动（7学时）动力学第九章质点运动微分方程（4学时）第十章动量定理（4学时）第十一章动量矩定理（4学时）第十二章动能定理（6学时）十一,机动,复习（4学时）总学时64学时,概念,概念,概念,概念,概念,概念,概念,概念,概念,综合计算,计算,计算,物系计算,aC概念,2019/12/5,4,理论力学的任务及其研究内容,静力学：研究物体在力系作用下的平衡规律，同时也研究力的一般性质和力系的简化方法等。运动学：研究物体运动的几何性质，而不研究引起物体运动的原因。动力学：研究受力物体的运动变化与作用力之间的关系。,2019/12/5,5,画物体受力图主要步骤为：依题意选研究对象；多物体从主动力所处的物体及简单受力的物体先分析。分别取研究对象的分离体,画分离体图。(去掉约束,即不画出约束)；先注意分析是否有二力构件,使约束反力简化；画上主动力(重力没给一般是略去)；画出约束反力,并注意作用力和反作用力关系。画约束反力时，一定要按照约束的固有性质画图，切不可主观臆断！整体（指全部物体）的受力图是去掉整体周围的约束，画出约束反力。整体内物体与物体的约束(物体间内力)不取掉，也不画出约束反力。注意整体与局部的反力的一致性。,2019/12/5,6,2019/12/5,7,3.平面任意力系的简化结果,平面任意力系向作用面内一点简化的结果，四种情况:FR=0,MO0;合力偶FR0,MO=0;合力，作用在O点FR0,MO0;合力，作用在O点一边FR=0,MO=0。平衡,2019/12/5,8,25物体系统的平衡静定与超静定问题(重点掌握),1、静定与静不定问题的概念，静定独立平衡方程数目：平面汇交力系两个独立方程,只能求两个独立未知数。力偶系一个独立方程，只能求一个独立未知数。平面任意力系三个独立方程，只能求三个独立未知数。平行力系两个独立方程,只能求两个独立未知数。,2019/12/5,9,物系平衡的特点：物系平衡（设物系中有n个物体）物系中每个单体也是平衡的。每个单体可列3个（设为平面任意力系）平衡方程，整个系统可列3n个方程（设物系中有n个物体）,2019/12/5,10,物系平衡的特点：物系平衡（设物系中有n个物体）物系中每个单体也是平衡的。每个单体可列3个平衡方程，整个系统可列3n个方程（设物系中有n个物体）解物系问题时一般受力分析的方法：方法1,受力图由整体+局部组合方法2,受力图各个局部,2019/12/5,11,解物系问题时的主要步骤为：依题意先观察原图，再选研究对象；方法1,受力图由整体+（和）局部受力图联合解题方法2,受力图各个局部受力图联解题。先注意分析是否有二力构件,使约束反力简化。应用方法1，观察整体受力图能否解约束反力应用方法2，从已知力，简单受力的物体先求解约束反力。由每个受力图，判断是什么力系，决定独立平衡方程数目，从而决定求解未知反力的数目。求解未知反力时,观察受力图哪个容易求解,先列写平衡方程求解。难题往往是A受力图解一个未知反力（其余未知反力或不必解，或暂时解不出），再去解B受力图的未知反力。,2019/12/5,12,例215结构如图，已知l,P,R。怎样求：A处的约束反力?,l,l,l,P,C,A,B,D,E,R,2019/12/5,13,例215结构如图，已知l,P,R。怎样求：A处的约束反力?,l,l,l,P,C,A,B,D,E,R,l,l,l,P,C,A,B,D,E,R,FDx,FDy,FAx,FAy,MA,2019/12/5,14,例215结构如图，已知l,P,R。怎样求A处的约束反力?,l,l,l,P,C,A,B,D,E,R,FDx,FDy,FAx,FAy,MA,P,C,A,B,D,E,R,FDx,FDy,FAx,FAy,MA,FBC,FBC,FBC,FBC,FT,FT,2019/12/5,15,例题图示平面结构，由悬臂刚架ABC和梁CD铰接而成。已知F=10kN,qB=6kN/m。求A、C和D的约束反力。,1m,2m,2m,A,B,C,qB,F,2m,D,AC-主要部分,CD-次要部分,有主次之分的物体系统的平衡。,2019/12/5,16,qC,mC(Fi)=0,FD=1KN,Fx=0,Fcx=0,Fy=0,Fcy+FD-Fq1=0,Fcy=2KN,解：（1）取梁CD为研究对象，受力分析：,2019/12/5,17,mA(Fi)=0,mA=-8KN.m,Fx=0,FAx-F=0,Fy=0,FAy+FD-Fq=0,FAy=11KN,（2）取整体为研究对象，受力分析：,FAx=10KN,2019/12/5,18,求解合成运动的加速度问题的一般步骤为：1,分清各刚体的运动2选取动点几个物体运动的联系点,要求在动系中的轨迹容易确定即vr,ar易确定；3选取动系因为动点在动系有运动，要求动点和动系分别在两个物体上，注意由动系如何运动，确定牵连点（动点）即veae；4静系选在机架，即地面上，确定即va,aa；5分别画速度,加速度的矢量图。（两个图）6通过三种运动的分析，并根据矢量加速度做出三种加速度的分析，7根据矢量加速度投影方程求出未知量。恰当地选择动点、动系和静系是求解合成运动问题的关键。,2019/12/5,19,例7-8，已知：，OA=r，该瞬时的，求：丁字形BC杆的加速度。解：动点：滑块A动系：丁字形BC滑杆x轴方向投影：,x,2019/12/5,20,p181例79图示平面机构，已知：OA=r，0为常数，BC=DE,BD=CE=l，求：图示位置，杆BD的角速度和角加速度。,B,A,C,D,E,O,300,600,0,2019/12/5,21,求解刚体平面运动的速度问题瞬心法的一般步骤为：1,分清各刚体是什么运动？观察各刚体的连接点。2从已知条件的物体上的点（连接点）的速度先入手,找刚体平面运动物体的速度，如vA。3再从该物体找其他的点（连接点）的速度，如vB。4由vA，vB确定瞬心，求几何关系，求AB,求vB。5其他刚体平面运动物体的求解方法同1，2，3，4步骤。,2019/12/5,22,例8-8已知：图示机构AB=600mm,OE=100mm,=10rad/s。BG=GD=500mm,求图示瞬时AB的AB。解:从已知条件AB入手,2019/12/5,23,求解刚体平面运动的加速度问题基点法的一般步骤为：1,分清各刚体是什么运动？观察各刚体的连接点。2一般要确定AB，AB大小或方向。从已知条件的物体上的点（连接点）的加速度先入手,找刚体平面运动物体的加速度，如aA，将aA平移到B点。再选取另一点B,aB可以依机构特点判断aB加速度方向；5atAB与AB的关系方向与AB线垂直,与AB转向一致,大小ABABanAB与AB的关系方向与AB线重合，大小2ABAB由加速度的矢量和关系，求aB。,2019/12/5,24,例8-11.半径为R的车轮沿直线轨道作无滑动的滚动,如图所示.已知轮心A在图示瞬时的速度为vO及加速度为aO。求该瞬时车轮边缘上瞬心C的加速度aC。,O,vO,aO,C,2019/12/5,25,一：质点系动量定理与相对定点或定轴动量矩定理,质点系动量定理,质点系相对定点动量矩定理,质点系相对定轴动量矩定理,2019/12/5,26,二：质点系动量定理与相对质心(平移系)动量矩定理,质点系相对质心(平移系)动量矩定理,描述质点系相对质心的运动,定轴转动的特殊情形,质点系动量定理与相对定点或定轴动量矩定理,2019/12/5,27,写成投影形式,或,公式称为刚体平面运动微分方程。(掌握),2019/12/5,28,特别:刚体绕定轴的转动:质心通过转轴质心不通过转轴平移,2019/12/5,29,动力学两类问题与分析程序,.,动力学普遍定理,动量定理,动量矩动量,动能定理,动量方法,能量方法,主动力,质点系运动,质点系运动,动约束力,2019/12/5,30,2质点系的动能定理：在理想约束的条件下，质点系的动能定理可写成以下的形式:,补充,2019/12/5,31,例101:P248电动机的外壳固定在水平基础上，定子的质量为m1,转子质量为m2,转子的轴通过定子的质心O1,但由于制造误差,转子的质心O2到O1的距离为e。求转子以角速度作匀速转动时，基础作用在电动机底座上的约束反力(总反力)。,O1,2019/12/5,32,例111:高炉运送矿石的卷扬机如图。鼓轮半径R，转动惯量为J，作用鼓轮上的力偶矩为M。小车和矿石总质量为m，各处摩擦不计，求小车的角速度。,2019/12/5,33,例111:高炉运送矿石的卷扬机如图。鼓轮半径R，转动惯量为J，作用鼓轮上的力偶矩为M。小车和矿石总质量为m，各处摩擦不计，求小车的