1.物体静力分析和受力图的绘制（课件）-高二《汽车机械基础》同步教学（人民交通版）

物体静力分析和受力图的绘制 一、物体静力分析和受力图的绘制 如图1所示，为某工程自卸汽车的受力情况，自卸车翻斗处于静止状态。翻斗可绕铰链支座A 点转动，油缸推杆BE 是二力构件，其受到的油缸推力为5000N，翻斗所重力为12000N。 1.试画出推杆BE 和翻斗的受力图。 2.求图示位置时的铰链支座A 处的约束反力。 图1 工程自卸汽车受力情况 自卸汽车举升机构静力分析 2023/6/30 分析：要对自卸汽车举升机构进行受力分析、画受力图、对未知力求解，首先要掌握受力图、平衡、约束等有关基本概念，在实施过程中需正确运用静力学的基本知识，如二力平衡公理、三力平衡汇交定理及力的平行四边形法则，来解决问题。 对汽车机械基础的研究是以力学分析为基础的，而静力分析主要研究力系的简化以及物体在力的作用下平衡的普遍规律。 力系是指作用于同一物体上的一组力，物体的平衡一般指物体相对于地面静止或做匀速直线运动。 一、物体静力分析和受力图的绘制 自卸汽车举升机构静力分析 2023/6/30 力是物体间相互的机械作用。 力的三要素：力的作用点、力的方向、力的大小。 把力的三要素用带箭头的有向线段表示出来叫力的图示。 如图2所示，线段的长度（按一定比例画出）表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，线段的起始点或终止点表示力的作用点。通过力的作用点，沿着力的方向的直线，叫做力的作用线。 图2 力的图示 一、物体静力分析和受力图的绘制 1 力 力的概述 2023/6/30 力的常见种类： （1）重力 重力是物体受到地球的吸引而产生的力。 （2）弹力 当物体在外力作用下发生弹性变形时，反抗形变的力称为弹力。 （3）摩擦力 两个物体相互接触并有相对运动或相对运动趋势时，接触面上产生阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力，称为摩擦力。 最大静摩擦力F max的大小与两个物体之间的正压力FN 成正比，即： F max = fsFN （1—1） 式中，fs 为静摩擦系数，其大小与两接触面的材料及表面情况（粗糙度、干湿度、温度等）有关，与接触面积的大小无关。 讨论 如果已知静摩擦系数fs 和 FN，能否说摩擦力F = fsFN ？ 一、物体静力分析和受力图的绘制 力的常见种类 2023/6/30 为了清楚地表示物体的受力情况，首先需要把所研究的物体从周围物体中分离出来，单独画出它的简图，这种从周围物体中隔离出来的物体称为分离体。画出分离体上所有作用力的图，称为物体的受力图。 画受力图的主要步骤如下： 1）选取研究对象。根据题目要求确定研究对象，将研究对象从与它相联系的周围物体（约束）中分离出来，用最简明的轮廓单独画出。 2）受力分析。分析研究对象的受力情况，包括研究对象所受的主动力以及哪些物体（约束）对研究对象有力的作用。 3）画受力图。画出作用在研究对象上的全部已知力和约束反力。 一 、物体静力分析和受力图的绘制 2 受力图 受力图的绘制 2023/6/30 1）当物体在力系的作用下，保持静止状态或做匀速直线运动称物体处于平衡状态。如图1所示的推杆BE 和翻斗保持静止不动，即视为平衡状态。 2）如果物体在力系作用下处于平衡状态，这种力系称为平衡力系。力系平衡的条件称为平衡条件。 3）在外力作用下形状和大小都保持不变的物体称为刚体。静力学中研究物体平衡时，都把它看作刚体，上述图1中的推杆BE 和翻斗都是刚体。 一、物体静力分析和受力图的绘制 3 平衡 2023/6/30 1）公理一： 二力平衡公理 作用同一刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态的必要与充分条件是：这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上（简称：等值、反向、共线）。 提示：工程中经常遇到不计自重、只受两个力作用而平衡的构件，称为二力构件，当构件为杆状时，又习惯称为二力杆。根据二力平衡公理，作用于二力构件的两个力的作用线必定沿着两个力作用点的连线，且大小相等，方向相反。 2）公理二：加减平衡力系公理 在刚体上作用有某一力系时，再加上或减去一个平衡力系，并不改变原有力系对刚体的作用效应。 一、物体静力分析和受力图的绘制 4 静力的基本公理 2023/6/30 推论：力的可传性原理： 作用于刚体上的力，可以沿着其作用线任意移动，而不改变力对刚体作用的外效应。 图3 力的可传性原理 一、物体静力分析和受力图的绘制 4 静力的基本公理 2023/6/30 公理三：作用力与反作力用公理 两物体之间相互作用的力，总是同时存在，两者大小相等、方向相反、沿同一条直线，分别作用在两个物体上。 公理四： 力的平行四边形法则 作用于刚体上某A（或作