基本概念与受力分析

1、THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系动力学要研究的问题：动力学要研究的问题： 如何建立力学模型如何建立力学模型 如何进行受力分析如何进行受力分析 如何进行等效简化如何进行等效简化 如何寻找平衡规律及动力学一般规律如何寻找平衡规律及动力学一般规律THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系5-1 力的基本概念与基本公理5-2 力的投影5-3 力矩与力偶 5-4 约束与约束反力 5-5 物体的受力分析和受力图TH

2、EORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系p基本概念：力是物体间力是物体间相互的机械作用，使物体的机械相互的机械作用，使物体的机械运运动状态发生变化动状态发生变化。5-1 力的基本概念与基本原理q 力的作用效应力的作用效应： 外效应外效应 机械运动的状态发生变化机械运动的状态发生变化 内效应内效应 物体发生变形物体发生变形q 力的三要素力的三要素：作用点、大小、方向作用点、大小、方向（定位矢量或固定矢量定位矢量或固定矢量）FF0THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体

3、动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系GGNFSFGNFhh3h212Frhp 力力 系系(force system):,21nFFFp 等效力系等效力系(equivalent force system): 两个力系的作用效果相等。两个力系的作用效果相等。p平衡力系平衡力系(force system in equilibrium): ,210FFFnp 力的分类力的分类(力的理想化力的理想化)：集中力与分布力集中力与分布力 ( (荷载集度荷载集度) ) 主动力与约束力主动力与约束力 内力与外力内力与外力THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念

4、刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系力系力系平面力系平面力系空间力系空间力系汇交力系汇交力系共线力系共线力系平行力系平行力系任意力系任意力系空间任意力系空间任意力系空间平行力系空间平行力系空间汇交力系空间汇交力系THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系公理公理1 力的平行四边形法则力的平行四边形法则力系简化的基础力系简化的基础AAA力三角形法力三角形法p 基本原理THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程

5、力学系工程力学系 公理二公理二 （二力平衡公理）（二力平衡公理） 作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是：作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是： 这两个力这两个力大小相等大小相等 | F1 | = | F2 | 方向相反方向相反 F1 = F2 作用线共线，作用线共线， 作用于同一个物体上。作用于同一个物体上。THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系此公理只适用于刚体。它是力系简化的基础。此公理只适用于刚体。它是力系简化的基础。公理公理3 加减平衡力系原理加减平衡力系原理1F

6、1FFF推理推理1 力的可传性力的可传性=ABABAB滑动矢量滑动矢量THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系FFFF刚体刚体FFFF变形体变形体THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系推理推理 2 三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理A=证明：A3AA2A1A=A3 n个力平衡，其中个力平衡，其中n-1个汇交于一点则第个汇交于一点则第n个力必过此点。个力必过此点。推广推广: :THEORETICAL MECHA

7、NICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系公理公理4 作用和反作用定律作用和反作用定律物系受力分析基础物系受力分析基础一切物体一切物体( (静力与动力静力与动力) )效应效应: :适应适应: :公理公理5 刚化原理刚化原理THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系Fp处于平衡状态的变形体，可用刚体静力学的平衡理论，处于平衡状态的变形体，可用刚体静力学的平衡理论，扩大刚体静力学的应用范围。扩大刚体静力学的应用范围。p提供用刚体模型研究变形体平衡的依

8、据。提供用刚体模型研究变形体平衡的依据。刚体平衡条件刚体平衡条件对变形体是必要而非充分。对变形体是必要而非充分。THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系例：结构如图所示，已知主动力例：结构如图所示，已知主动力F F， 确定铰链确定铰链O O、B B约束力的方向（不计构件自重）约束力的方向（不计构件自重）ABFO（A）THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系1.如图，力如图，力F滑移，滑移，CBAFCBAF2.

9、判断重杆对圆轮作用力及杆端判断重杆对圆轮作用力及杆端B处作用力方向。处作用力方向。BG1GCA 思考思考 THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系3.3.力力F F滑移改变外力吗滑移改变外力吗? ?FFCBA4.4.图图(a)(a)和和(b)(b)受力等效吗受力等效吗? ?BFCFFCBA(a)(b)1F1FFCBATHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系(1)(1)直接投影法直接投影法coscoscosFF

10、FFFFzyxp力的投影力的投影代数量代数量5-2 力的投影(2)二次投影法二次投影法sin cosxFFsin sinyFFcoszFFxyzFOFxyFyFxFz(3)力的解析表达式力的解析表达式xyzFFFFijkiF xF其中其中THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系力力F 沿直角坐标轴分量与在相应轴上投影有沿直角坐标轴分量与在相应轴上投影有Fx = Fx i,，Fy = Fy j，Fz = Fz k 问题问题 ：上述关系在非直角坐标系中是否还成立？上述关系在非直角坐标系中是否还成立？222

11、zyxFFFFFFFFFFzyxcos,cos,cos已知力已知力F在直角坐标轴上的三个投影在直角坐标轴上的三个投影THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系汇交力系汇交力系kjiFkjiFzyxziyixiiFFFFFFRRRRp合力投影定理合力投影定理nizizniyiynixixFFFFFF1R1R1R,RiFFijkijk xiyizixiyiziFFFFFF力力多多边边形形A1F2F3F1F2F3FRFR12FxyzARF1F2FnFTHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体

12、动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系N100, 0, 01111FFFFzyx力力F2在各坐标轴上的投影：在各坐标轴上的投影： 0N310030cosN10060cos22222zyxFFFFF力力F3在各坐标轴上的投影：在各坐标轴上的投影： 333333cos30 sin4575 6cos30 cos4575 6sin30150NNNxyzFFFFFF 3例例1-1 图中图中a = b = m，c = m。力。力F1 = 100N，F2 = 200N，F3 = 300N，方向如图。求各力在三个坐标轴上的投影。，方向如图。求各力在三个坐标轴上的投影。 2力

13、力F1在各坐标轴上的投影：在各坐标轴上的投影：解：解：THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系例例1-2 如图所示圆柱斜齿轮，其上受啮合力如图所示圆柱斜齿轮，其上受啮合力Fn的作用。已知斜的作用。已知斜齿轮的啮合角齿轮的啮合角(螺旋角螺旋角) 和压力角和压力角，试求力试求力Fn沿沿x，y 和和 z 轴轴的分力。的分力。THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系MO(F) = rF p力力F 对对O点之矩点之矩:

14、 矢径矢径 r 与力与力F 的矢积的矢积 ()sin2OFrFdOABMFrFMO(F)定位矢量定位矢量xyzOrFOMdTHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系 矢径r = xi + yj + zk，力F = Fxi +Fyj +Fzk。zyxOFFFzyxkjiFM)(kjiozoyoxMMMxyOzzxOyyzOxyFxFMxFzFMzFyFM力对点之矩在轴上的投影：力对点之矩在轴上的投影：xyzijkrFxyzxFzFyFTHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本

15、概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系()()FF zoxyxyMMFdp力对轴之矩力对轴之矩表征力对刚体绕某轴的转动效应表征力对刚体绕某轴的转动效应。逆时针逆时针，顺时针，顺时针zodFxyFxyFzFTHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系()()()()xxxxyxzMMMMFFFFzyF y F z ()()()()yyxyyyzMMMMFFFF= =xzFzF x()()()()zzxzyzzMMMMFFFFyxF x F y 问题问题 ：如果已知：如果已知：kjiF

16、kjirzyxFFFzyx如何求力如何求力F F 对对 z z 轴之矩轴之矩xyzrFxyzxFzFyF结论：结论：力对轴之矩力对轴之矩等于等于力对轴上任意一点之矩在该轴上的投影力对轴上任意一点之矩在该轴上的投影THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系p 若力若力F 作用在作用在Oxy 平面内时平面内时MO(F) = rF = (Fyx Fxy)k MO(F) = Mz(F) = Fh = 2OAB THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大

17、学山东大学 工程力学系工程力学系合力矩定理：合力矩定理：合力对某点（或某轴）之矩等于各分力对同一合力对某点（或某轴）之矩等于各分力对同一 点（或轴）之矩的矢量和（或代数和）。点（或轴）之矩的矢量和（或代数和）。)()(1RiniOOFMFMxyzO1F2FnFRF1r2rnrRrniii1RRFrFrxyzO1F2FnFRFRrR1()()FFnzziiMMTHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系问题问题：若已知作用在长方体若已知作用在长方体上的某个力对上的某个力对A、O两点之矩两点之矩的矢量方向，能

18、否确定该力的的矢量方向，能否确定该力的作用线？作用线？A：一定能，：一定能， B：一定不能，：一定不能， C：不一定能：不一定能yM OOM ATHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系例例1-31-3：如图所示圆柱直齿轮，受到啮合力如图所示圆柱直齿轮，受到啮合力Fn的作用。设的作用。设Fn=1400 N。压力角。压力角=20o ，齿轮，齿轮的节圆（啮合圆）的半径的节圆（啮合圆）的半径 r = 60 mm，试计算试计算力力 Fn 对于轴心对于轴心O的力矩的力矩。rTHEORETICAL MECHANIC

19、S第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系xzFyOAOM例例1-41-4：在棱长为在棱长为 b 的正方体上作用有一力的正方体上作用有一力F，求该力对，求该力对 x、y、z 轴之矩以及对轴之矩以及对OA轴之矩。轴之矩。lTHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系例1-5 手柄手柄ABCE在平面在平面Axy内内,在在D处作用一个力处作用一个力F，如，如图所示，它在垂直于图所示，它在垂直于y轴的平轴的平面内，偏离铅直线的角度为面内，偏离铅直线的角度为。如果

20、。如果CD=b，杆杆BC平行于平行于x轴轴,杆杆CE平行于平行于y轴，轴，AB和和BC的长度都等于的长度都等于l。试求力。试求力F 对对x，y和和z三轴的矩。三轴的矩。THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系 sincos cos blFCDABFMMFlBCFMMblFCDABFMMxxzzzZyyzZxxFFFFFF cos0 sinFFFFFzyx解：THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系 xyzzx

21、yyzxyFxFMxFzFMzFyFMFFF cos,0, sinFFFFFzyx0,zblylx sin sin0 cos cos0 cos0 cos blFFblyFxFMFlFlxFzFMblFFblzFyFMxyzzxyyzxFFFTHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系载荷集度载荷集度0d( )dlPPq xxq(x)AB合力大小：合力大小：00( ) d( )dllq x x xhq xxhxdxlx例例1-61-6：求合力及合力作用线位置。求合力及合力作用线位置。PhqlxPhlq0 x

22、THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系力偶作用面力偶作用面 力偶臂力偶臂 力偶力偶(couple)：F,F, F = - F 不共线不共线力偶系力偶系(couple system)AFBF转动效应转动效应THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系ABFFBArFABFFF) ()(FMFMMOOOFrFrBA)( FrFrBAFrr)(BABArFrBAddFM MOBrArp力偶矩矢：力偶矩矢：力偶力偶(F

23、, F )的力偶矩矢量的力偶矩矢量 p自由矢量自由矢量p力偶的三要素力偶的三要素p平面问题平面问题M = Fd THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系p力偶系的合成？力偶系的合成？n1iiMMRn1in1in1ikjiiziyixMMMTHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系p力偶的性质力偶的性质性质一性质一 力偶不能与一个力等效力偶不能与一个力等效 ,RFFF性质二性质二 力偶可在其作用面内任意移动（或移

24、到另一平行平力偶可在其作用面内任意移动（或移到另一平行平面面),),而不改变对刚体的作用效应而不改变对刚体的作用效应性质三性质三 只要力偶矩矢量的方向和大小不变（只要力偶矩矢量的方向和大小不变（F，d 可变），可变）， 则力偶对刚体的作用效应就不变。则力偶对刚体的作用效应就不变。p力偶的等效条件：力偶的等效条件：两个力偶的力偶矩矢相等，则它们对两个力偶的力偶矩矢相等，则它们对刚体的作用等效。刚体的作用等效。THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系作用在AC杆上的力偶M能否移动到BC杆上去？ABCMMA

25、端受力如何?MAAMFM静止时力偶 与 平衡吗?FMF求力偶M对x,y,z三轴之矩?yxoznMaaaTHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系Free Body )p非自由体非自由体(Nonfree Body) 位移不受位移不受周围物体周围物体预加限制的物体。预加限制的物体。位移受到位移受到周围物体周围物体预加限制的物体。预加限制的物体。5-4 约束与约束反力约束与约束反力 p约束约束(constraint)：对非自由体的某些位移起限制作用的对非自由体的某些位移起限制作用的周围周围物体物体。p约束反力

26、约束反力(constraint force)： 约束对非自由体的作用力。约束对非自由体的作用力。THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系1、具有光滑接触面的约束（光滑接触约束）、具有光滑接触面的约束（光滑接触约束）点接触时，约束力为集中力。点接触时，约束力为集中力。线或面接触，用分布力的合力来表示。线或面接触，用分布力的合力来表示。NF公切面公切面公法线公法线NAFNCFNBFABCGTHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程

27、力学系工程力学系BACTHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系q单面约束单面约束的约束反力只能限的约束反力只能限制物体沿一个方向的运动制物体沿一个方向的运动 ，方向一般能事先确定。方向一般能事先确定。 q双面约束双面约束的约束反力方向只的约束反力方向只能假设，其真实方向由计算值能假设，其真实方向由计算值的正负号确定。的正负号确定。ABC FNCFNTHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系2 、柔性约束、柔性约

28、束假设条件：假设条件：不计质量不计质量 。约束反力特点：。约束反力特点：力沿柔索方向，受拉。力沿柔索方向，受拉。限制该方向的运动限制该方向的运动TFTHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系3 、光滑圆柱铰链约束、光滑圆柱铰链约束（1） 径向轴承（向心轴承）径向轴承（向心轴承）yFxFTHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的

29、基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系 （2 2）中间铰链约束）中间铰链约束BxFBByFBxFBByFB,BxBxByByFFFF THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系（含销钉）（含销钉）THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系（3) 固定铰链支座固定铰链支座固定铰链简图固定铰链简图AxFyAFTHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大

30、学山东大学 工程力学系工程力学系p光滑圆柱铰链光滑圆柱铰链 ：径向轴承、光滑圆柱铰链、固定铰链支径向轴承、光滑圆柱铰链、固定铰链支座，座，均为均为轴与孔的配合问题；轴与孔的配合问题；p本质属于光滑面约束中的本质属于光滑面约束中的曲面与曲面曲面与曲面接触。接触。首都机场候机楼顶棚拱架支座首都机场候机楼顶棚拱架支座THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系装配式钢筋混凝土门式刚架装配式钢筋混凝土门式刚架沥青麻丝杯形基础中间铰链构件THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚

31、体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系4、活动铰链支座，或辊轴支座或滚动支座、活动铰链支座，或辊轴支座或滚动支座AAAFAFTHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系5 、光滑球铰链、光滑球铰链AAxFAyFAzFATHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系6、止推轴承、止推轴承xFBByFBBzFAzFAyFA7 7、二力构件、二力构件/ /二力杆二力杆W不计杆件自重不计杆件自重WTHEORE

32、TICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系思考思考: 人体关节的简化？人体关节的简化？THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系盆骨与股骨之间的连接盆骨与股骨之间的连接人造髋关节人造髋关节THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系结构如图所示，不计构件自重，结构如图所示，不计构件自重，画出画出AB杆的受力图。杆的受力图。DCWABWA

33、BDCAxFAyFCFABWCCD杆为二力杆杆为二力杆THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系p物体物体连接方式连接方式的理想化、抽象化。的理想化、抽象化。p由由约束性质约束性质定约束力方位。定约束力方位。THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系THEORETICAL MECH

34、ANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系选择研究对象，选择研究对象，取分离体取分离体 解除它受到的全部约束，将其从周围的约束中解除它受到的全部约束，将其从周围的约束中分离分离出来，并画出相出来，并画出相应的简图。应的简图。2.2.画受力图画受力图 在分离体图上，先画上所有的主动力，再依据去掉的约束特征在分离体图上，先画上所有的主动力，再依据去掉的约束特征，逐个画上相应的约束反力，然后标明各力的符号。，逐个画上相应的约束反力，然后标明各力的符号。各力必有来源，即不能多画，也不能少画。各力必有来源，即不能多画，也不能少画。如果选取物体系

35、统为研究如果选取物体系统为研究对象，系统中的对象，系统中的内力均不应画出内力均不应画出。THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系例：例：画出画出AB杆的受力图杆的受力图(a)WDTHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系例：例：画出滑轮、画出滑轮、CD杆、杆、AB杆和整体受力图杆和整体受力图WABCDTHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学

36、 工程力学系工程力学系ECABFD例例 等腰三角形构架等腰三角形构架ABC的顶点的顶点A，B，C都用铰链连接，底边都用铰链连接，底边AC固定，而固定，而AB边的中点边的中点D作用有平行于固定边作用有平行于固定边AC的力的力F，如图所示。不计各杆自重，试如图所示。不计各杆自重，试画出画出AB和和BC的受力图。的受力图。THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系BACWFBAWC光滑光滑粗糙粗糙柔绳柔绳(a)(b)画出杆画出杆AB的受力图的受力图。 思考题THEORETICAL MECHANICS第五章第五

37、章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系BCFBFC图图（b）,（c）受力图正确吗受力图正确吗?BDAFDFAFEFBF 思考题E(a)(b)(c)ECABFD柔绳柔绳THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系BACADCFCFBFAB柔绳柔绳图图（b）受力图正确吗受力图正确吗? 思考题(a)(b)ACFCFBFAB(c)THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系BACF

38、BACACCC画出下列各构件的画出下列各构件的受力图。受力图。 练习题THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系AF2BF1ABCFBACMFFBABACF1F2F1画出杆画出杆AB的的受力图受力图。 练习题THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系EDCBAOMq画出下列各构件的画出下列各构件的受力图。受力图。THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大

39、学山东大学 工程力学系工程力学系 构架中构架中BC杆上有一导槽，杆上有一导槽，DE杆上的销钉可在其中滑动。杆上的销钉可在其中滑动。设所有接触面均光滑，各杆的自重均不计，试画出整体及杆设所有接触面均光滑，各杆的自重均不计，试画出整体及杆AB、BC、DE的受力图。的受力图。BTHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系不计自重不计自重 画各构件受力图画各构件受力图EDCBAFGTHEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东大学 工程力学系工程力学系不计杆与滑轮自重不计杆与滑轮自重 ，画各构件受力图。，画各构件受力图。AOMGABG1.5 物体的受力分析THEORETICAL MECHANICS第五章第五章 刚体动力学的基本概念刚体动力学的基本概念山东大学山东