工程力学课程教学中受力分析问题[论文]
工程力学中的力分析与受力绘制技巧
工程力学中的力分析与受力绘制技巧工程力学是一门研究物体在力的作用下的运动和变形的学科。
在工程设计和实际施工中，准确地进行力的分析和受力绘制至关重要。
本文将介绍工程力学中的力分析方法和受力绘制技巧，帮助读者掌握正确的力学知识和技能。
一、力的分析方法1. 合力分析法合力是指多个力合成的结果，通过合成多个力，以求出它们合力的大小、方向和作用点。
这种方法适用于力的作用点不重要，只要求力的合力。
使用此方法时，需按照一定的比例尺绘制力的大小和方向，通过矢量和几何法求出合力的大小、方向和作用点。
2. 分力分析法分力是指一个力分解成多个分力的结果。
该方法适用于需要知道力分解后各个分力的大小和方向的情况。
通过将力按照一定的比例尺在图上绘制出来，然后根据几何关系解析出力的大小、方向和作用点。
3. 杆件受力分析法对于长条形结构(如梁、杆等)，力的分析可以使用杆件受力分析法。
该方法适用于较复杂的结构，通过考虑各个连接点的受力平衡条件，以及杆件受力的线条方向和大小，可以确定整个结构的受力情况。
二、受力绘制技巧1. 选择适当的比例尺在绘制受力图时，选择适当的比例尺是非常重要的。
比例尺既要考虑绘图的方便性，又要保证绘制的力的大小和方向在图上可以清晰可见，以便于后续的力的分析和计算。
2. 画准力的大小和方向在受力图中，准确地画出力的大小和方向是至关重要的。
力的大小可以用比例尺来表示，力的方向可以用箭头来表示。
力的箭头应该与力的作用线相切，并根据力的性质来确定箭头的方向。
3. 注明作用点和单位在受力图中，应注明力的作用点和单位。
力的作用点可以用特殊的标记来表示，如圆点或实心方块。
力的单位可以写在箭头旁边，或者使用统一的标识来表示（如“N”代表牛顿）。
4. 标明力的类别和性质在受力图中，除了画出力的大小和方向外，还应标明力的类别和性质。
如箭头旁边可以注明是重力、弹簧力、摩擦力等，以及是否为拉力或压力。
总结起来，工程力学中的力分析与受力绘制技巧是工程设计和实际施工不可或缺的重要环节。
工程力学刚体的受力分析
工程力学——刚体的受力分析1. 引言工程力学是工程学科的基础课程之一，对于工程师来说，掌握刚体的受力分析是非常重要的。
刚体是一个非常基础的物体模型，广泛应用于机械、土木、航空等各个工程领域中。
本文将介绍刚体的受力分析方法，并通过实例进行说明。
2. 刚体的基本概念刚体是指具有保持形状和大小不变的特性的物体。
在受力作用下，刚体可以执行平动运动和转动运动。
在刚体力学中，主要研究刚体在平面内的运动。
3. 刚体的力学模型为了方便研究刚体的受力分析，我们将刚体简化为力学模型。
常用的力学模型有绳、杆、轮等。
对于简化的刚体模型，需要考虑以下几个方面：3.1 质点与刚体的区别刚体模型中质点与刚体是两个不同的概念。
质点指的是一个不含有结构的物体，可以看作是粒子的模型。
而刚体是由多个质点组成的，具有一定的形状和结构。
3.2 对刚体的受力分析在刚体的受力分析中，我们需要考虑刚体所受的外力和内力。
外力包括作用在刚体上的重力、支撑力、摩擦力等。
内力包括刚体内部各个部分之间的相互作用力。
3.3 绳的作用和特点绳是常用的刚体模型之一，它可以用来连接物体、传递力量。
在绳的受力分析中，需要考虑绳的拉力以及绳与物体之间的接触力。
4. 刚体的受力分析方法刚体的受力分析有多种方法，下面将介绍一些常用的方法。
4.1 分解法分解法是一种常用的受力分析方法。
通过将受力分解为水平方向和竖直方向上的分力，可以简化问题的分析过程。
4.2 力矩法力矩法是一种基于力矩平衡的分析方法。
通过分析刚体受力的力矩作用，可以确定刚体的平衡条件。
4.3 自由体法自由体法是一种将刚体与其周围环境分离开来进行受力分析的方法。
通过将刚体从整体中分离出来，可以更清晰地分析受力情况。
5. 实例分析下面通过一个实例对刚体的受力分析方法进行说明。
假设一个位于水平面上的刚体上有一个绳子和一个悬挂的重物。
我们可以采用分解法进行受力分析，将刚体的受力分解为水平方向和竖直方向的分力，再进行力的平衡和力矩的平衡条件的分析，最终得出刚体的受力分布情况。
工程力学课程中进行受力分析教学的几个要点
出错 。其 实 ， 力 分 析 和 受 力 图 这 部 分 内 容 的 理 论 并 不 深 多 画力 或 少 画力 的现 象 大 为减 少 ， 高 了画受 力 图 的准 确 性 。 受 提 奥 ， 学 生 没 有 从 理 解 概念 人 手 ， 画 受 力 图 和 运 用 概 念 密 是 把
切 地 联 系 在 一起 ， 且 没有 深 刻 理 解 力 学 公 理 和 原 理 ， 乏 并 缺
有 误 ， 仅使 计 算 出 现 错误 ， 有 可 能 进 一 步 使 后 续 的 结 构 不 还
如 图 １ 示 ， 体 Ａ 斜 放 在 物 体 Ｂ上 。 由 于 它 们 之 间 所 物
设 计 出 现 重 大 失 误 ， 损 失 可 能是 巨大 的 。 所 以 ， 确 地 对 有 相 互 作 用 ， 其 相 互 作 用 面 上 就 有 力 产 生 。这 时 应 该 认 其 正 在 构 件 进 行 受 力 分 析 ， 确 无 误 地 画 出 受 力 图 ， 工 程 力 学 计 为 这 两 个 物 体 都 是 约 束 ， 相 限 制 对 方 的 运 动 。 它 们 均 为 准 在 互 算 中 往往 能起 到 事 半 功 倍 的 作 用 。
一
些灵活的技巧和方法 。
为 此 ， 们 总 结 出 一 些 有 关 构 件 正 确 的 受 力 分 析 和 画 我
受力 图 的方 法 ， 学 生 通 过 学 习 ， 本 能 够 掌 握 受 力 分 析 的 使 基 方法 ， 所 画 受力 图 出 现 的 错 误 能 有 效 地 检 查 出 来 ， 所 画 对 使 受 力 图 中 的错 误 大 大 地 减 少 ， 以 后 的 学 习 和 应 用 打 下 牢 为
力 的计 算 、 件 承 载 能 力 的 安 全 校 核 计 算 等 ， 需 要 首 先 进 宜 把 物 体 和 约 束 截 然 分 开 ， 立 地 认 为 约 束 是 被 限 制 的物 构 都 孤 行 受 力 分 析 并 画 出有 关 的 受 力 图 后 才 能 进 行 。而 所 画 受 力 体 。应 该 突 出 物 体 和 约 束 之 间 的 限制 是 相 互 的 ， 对 等 的 。 是 图 的准 确 性 直 接 影 响到 计 算 的 正 确 性 。受 力 图 的 绘 制 一 旦 约 束 可 以是 物体 ， 体 也 可 以是 约 束 。 物
工程力学中的物体平衡与受力分析
工程力学中的物体平衡与受力分析工程力学是工程学科中的重要基础课程，其中物体平衡与受力分析是其核心内容之一。
本文将从力的基本概念入手，介绍物体平衡的条件以及受力分析的方法，旨在帮助读者更好地理解和应用工程力学中的物体平衡与受力分析。
一、力的基本概念力是物体之间相互作用的结果，可以引起物体的位移或变形。
根据力的性质，可以将力分为接触力和非接触力。
接触力是指两个物体之间直接接触而产生的力，如物体的支持力、摩擦力等；非接触力是指两个物体之间不直接接触而产生的力，如重力、电磁力等。
二、物体平衡的条件在工程力学中，物体平衡是指物体处于静止状态或匀速运动状态的条件。
为了使物体处于平衡状态，需要满足以下两个条件：1. 合力为零：当物体处于平衡状态时，所有作用在物体上的力的合力应等于零。
即∑F=0，其中∑F表示所有作用在物体上的力的矢量和。
2. 扭矩为零：除了合力为零外，物体在平衡状态下还需要满足扭矩为零的条件。
扭矩是力对物体产生转动效果的量度，可以通过力的矩来计算。
对于物体的平衡，∑M=0，其中∑M表示所有作用在物体上的力的扭矩之和。
三、受力分析的方法在进行物体受力分析时，可以采用以下步骤：1. 画出受力图：根据问题描述，画出物体受到的所有外力的作用线，长度表示力的大小，并标明力的方向。
2. 选取合适的参考系：为了方便计算，选择一个合适的参考系，确定坐标轴的正方向。
3. 分解力：将所有外力按照坐标轴的方向进行分解，分解为平行于坐标轴的分力。
4. 受力平衡方程：根据物体平衡的条件，编写受力平衡方程，将所有分力的代数和等于零。
5. 解方程求解：根据受力平衡方程，解方程组，计算未知力的大小或其他需要的力学量。
四、实例分析为了更好地理解物体平衡与受力分析的应用，我们来看一个实际例子：假设有一个悬挂在天花板上的吊扇，如图所示。
假设吊扇的质量为m，重力为G，绳子的张力为T，风对吊扇叶片的阻力为F。
（插入图片：吊扇示意图）根据题目要求，我们需要计算吊扇所受到的张力T和风的阻力F。
浅谈工程力学中的受力分析问题
关键词 ： 工程力学； 受力分析； 思路和方法
Ｋ ｙｗ ｒ ｓ ｅ ｇ ｅｒ ｇ ｅｈ ｉ ； ｒｅ ａ ｓ ； ｉｋ ｇ ｎ ｅ ｏ ｓ ｅ ｏ ｄ ： ｎ ｎ ｅ ｎ ｃ ａ ｃ ｆ ｃ ｌ ｉ ｔ ｎ ｉ ｄｍ ｔ ｄ ｉ ｉ ｍ ｎ ｓ ｏ ａ ｙ ｓｈ ｎ ａ ｎ ｈ
龚 友 根 Ｇｏ ｇＹｏ ｇ ｎ ｎ ｕ ｅ
（ 广州 民航 职业 技 术学 院 ， 州 ５ ０ ０ ） 广 １４３ （ ａ ｇｈ ｕＣｖｌＡ ｉｔ ｎＣ ｌ ｇ ， ｕ ｎ ｄ ｎ １ ４ ３ Ｃ ｉａ Ｇｕ ｎ ｚｏ ｉｉ ｖａｉ ｏｌ ｅ Ｇ ａ ｇ ｏ ｇ５ ０ ０ ， ｈｎ ） ｏ ｅ
Ｆ Ｆ 、 图７ 图８
两个正交分力和～个约束力偶
Ｆ】Ｆ ＾ 盯 【 、
和 Ｍ＾
①解除 约束取分离体 ， 图 ８所示 ； 如
２ 实例 分析 例 １ 图 １所 示 三 角 刚 架 受 外 力 Ｆ作 用 ， Ａ 、 Ｃ 钢 架 的 受 画 ＢＢ
②画主动力， 如图９ 所示；
①解 除约束取 分离体 ， 图 ４ 示； 如 所 ② 画主动力 ， 图 ５所示 ； 如
② 画主动力 这个步骤相 对步骤③ 要简单 的多，只需在 分离出
来 的构 件 上 照 葫 芦 画 瓢 的 把 所 有 已知 的 力 （ 括 集 中力 、 荷 集 度 包 载 和力偶 ） 画上 即 可。
力 图。
图９
图 １ Ｏ
图 Ｉ
图 ２
解： 对Ｂ 先 Ｃ钢 架 进行 受力 分析 ：
③ 画未知力。Ａ处为固定铰链 ， 则有一 对正交分力 ， Ｂ处为活动 铰， 受到一个垂 直于 支承面 ， 向构件 的约束力作用。杆件 Ａ 指 Ｂ受力 如 图 １ 示。 ０所
工程力学中的受力系统和受力分析方法的应用
工程力学中的受力系统和受力分析方法的应用工程力学是研究物体受力和力的作用规律的学科，它在实际工程中具有重要的应用价值。
工程力学的核心概念之一是受力系统，以及对受力系统的分析方法。
本文将探讨工程力学中受力系统和受力分析方法的应用。
一、受力系统的概念及特点受力系统指的是多个力在一个物体上的合力与力矩。
要分析一个物体所受到的力和力矩，就需要将它们转化为一个等效的受力系统。
受力系统的特点包括：1. 受力系统是一个整体：受力系统可以看作是一个整体，其中的各个力之间相互影响，共同作用于物体上。
2. 受力系统的作用点：受力系统的作用点是指力的集合对物体所施加的作用点，它可以集中在物体的一个点上，也可以分散在物体上的不同位置。
3. 受力系统的合力：受力系统中所有力的合力可以看作是一个“总力”，它等于所有力的矢量和。
这个总力对物体产生的效果与原来各个力对物体产生的效果相同。
二、常见的受力系统在实际的工程中，常见的受力系统包括以下几种：1. 共线受力系统：这种情况下，作用在物体上的多个力在同一条直线上，此时受力系统可以简化为一个只有一个合力的受力系统。
2. 共面受力系统：这是指作用在物体上的多个力都在同一个平面内。
对于共面受力系统，我们可以通过将力的合成和分解来进行分析。
3. 平衡受力系统：当一个物体所受到的力的合力为零时，称为平衡受力系统。
平衡受力系统的特点是物体不会发生任何转动或加速度的变化。
三、受力分析方法受力分析方法是工程力学中分析受力系统的一种重要工具，它可以帮助工程师更好地理解和研究物体所受到的力和力矩。
下面介绍几种常见的受力分析方法：1. 分解力的方法：这种方法是将一个力按照一定的方向分解成两个互相垂直的分力。
通过分析这两个分力的特性，我们可以更好地理解力的作用效果。
2. 合成力的方法：这是与分解力的方法相反的过程，即将两个力按照一定的方向合成为一个力。
通过合成力的方法，我们可以更好地理解多个力共同作用时的效果。
工程力学中的受力结构的力学分析
工程力学中的受力结构的力学分析受力结构是工程力学中的重要概念，它涉及到力学分析和结构设计等领域。
本文将从受力结构的定义、力学分析的方法和实际应用方面进行探讨。
一、受力结构的定义受力结构指的是在外力作用下，物体或结构体内部各部分之间相互传递力量的系统。
这些力量可以是拉力、压力、弯矩等形式。
受力结构在实际工程中广泛应用，例如桥梁、建筑物、机械设备等。
二、力学分析方法1.静力学分析静力学是受力结构力学分析的基础。
通过应用平衡条件，可以计算结构体上各点的受力情况。
常用的方法有叠加法、切片法和力法等。
这些方法基于力的平衡和力的传递原理，可以精确计算受力结构的受力状态。
2.力矩平衡法力矩平衡法是分析受力结构弯矩分布的重要方法。
通过引入力矩平衡方程，可以求解出结构体上各点的弯矩。
这对于设计梁、柱等构件的截面尺寸和材料选择至关重要。
3.有限元方法有限元方法是现代工程力学分析中的重要工具。
它将结构体离散成有限个单元，通过数值计算方法求解结构的受力情况。
有限元方法能够应对复杂结构的力学分析，例如悬索桥、高层建筑等。
三、受力结构的实际应用受力结构的力学分析在实际工程中有广泛的应用。
以下是几个具体例子：1.桥梁设计在桥梁设计中，需要分析桥梁的受力状况，包括主梁的受力分布、桥墩的受力情况等。
通过力学分析，可以确定合适的梁高、梁宽和桥墩的尺寸，保证桥梁的安全性和承载力。
2.建筑物结构设计在建筑物结构设计中，需要分析墙体、梁柱等构件的受力情况。
通过力学分析，可以确定构件的截面尺寸和材料的选择，保证建筑物的稳定性和安全性。
3.机械设备的受力分析在机械设备设计中，需要分析各个零件的受力情况，确保设备的稳定运行。
通过力学分析，可以确定零件的强度和刚度，并对其进行合理设计。
综上所述，受力结构的力学分析是工程力学中重要的研究内容。
静力学分析、力矩平衡法和有限元方法等是常用的力学分析方法。
通过力学分析，可以为桥梁设计、建筑物结构设计和机械设备的受力分析提供理论支持，确保工程的安全性和稳定性。
工程力学中的受力分析与受力平衡
工程力学中的受力分析与受力平衡工程力学是研究物体受力及其力学效应的学科。
在工程力学中，受力分析和受力平衡是非常重要的概念和方法。
受力分析是指通过分析物体所受到的各种力的性质、大小和方向，确定物体所受到的合力以及其他相关力学参数。
而受力平衡则是指通过受力分析，判断物体在静力学条件下是否处于平衡状态，并进一步分析平衡条件和平衡方程。
本文将介绍工程力学中的受力分析与受力平衡的基本原理和方法。
一、受力分析的原理受力分析是工程力学中研究物体所受力的一种基本方法。
在受力分析中，我们需要确定物体所受到的各种力的性质、大小和方向。
具体来说，受力分析包括以下几个基本原理：1.1 牛顿第一定律：物体如果处于平衡状态，则合力为零。
根据牛顿第一定律的原理，我们可以通过分析物体所受到的各个力，判断物体是否处于平衡状态。
1.2 平行四边形法则：对于两个共点力，其合力可以用它们构成的平行四边形的对角线表示。
平行四边形法则可以用来求解共点力的合力的大小和方向。
1.3 单位向量法：单位向量法是一种用向量代数的方法表示力的大小和方向的方法。
通过单位向量法，我们可以将力的计算问题转化为向量的代数运算问题，简化了计算过程。
二、受力分析的方法受力分析方法包括力的分解、合力的求解和力的夹角等。
下面将介绍几种常见的受力分析方法：2.1 力的分解：力的分解是指将一个力分解为两个或多个力的过程。
力的分解可以帮助我们更好地理解和计算复杂的力系统，简化力的计算问题。
2.2 力的合成：力的合成是指将两个或多个力合成为一个力的过程。
力的合成可以用来求解共点力的合力的大小和方向。
2.3 力的夹角：力的夹角是指两个力之间的夹角。
力的夹角可以影响力的合力和分解的结果，需要进行相应的计算和分析。
三、受力平衡的原理受力平衡是指物体在静力学条件下处于平衡状态的情况。
在受力平衡的分析中，我们需要满足物体受力合力为零，以及满足力矩平衡条件。
具体来说，受力平衡的原理包括以下几个方面：3.1 力的合力为零：在受力平衡的条件下，物体所受到的所有力的合力为零。
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浅谈工程力学课程教学中受力分析问题
针对学生学习工程力学课程中受力分析时所遇到的困惑，提出了一些求解的思路和方法。
工程力学受力分析思路一、引言
高职《工程力学》课程，是将原属于理论力学、材料力学课程的内容，加以融合、贯通和相互渗透，形成新的工程力学体系。
它是高等职业教育机械类、土木类、材料类、电子类专业的一门专业基础课。
是和工程联系极为广泛、实践性较强的学科。
其实践性在高职教学中表现为既重视知识层次的要求，又重视技能层次要求，它不仅要求学生掌握相应的力学知识，又要具备解决工程实际问题的能力。
在工程力学课程的教学中，通过计算简图对物体进行受力分析并正确的绘制受力图是学生学好工程力学的第一步。
课程中的物体平衡问题的求解、构件强度、刚度、稳定性是计算等都要正确绘制受力图之后才能进行。
所以，正确的对物体进行受力分析，准确绘制受力图是本课程学习的基础。
在工程力学课程的教学中，发现学生在刚开始接触受力分析时，常常会将高中物理中的受力分析用过来，对力的三要素理解不够，对静力学公理和推理不能正确掌握，对约束和约束反力没有深入理解，所以在绘制受力图的过程中会出现各种各样的困惑。
为此，我们总结出对物体进行受力分析、绘制受力图的思路和方法，使学生通过学习能够掌握这一难点内容，正确绘制受力图，为以后的学习打下坚实的基础。
二、掌握基本概念
正确的进行受力分析需要掌握一些基本的概念。
1.力的概念，其中要强调力的三要素。
举例1：试画出图1中小车的受力图。
在教学中常常会发现有部分的学生都画成了图2所示的样子，而正确的受力图应为图3，这就是因为对力的三要素理解不够清楚，要跟学生解释在《工程力学》受力图中要强调力的作用点的位置，不能像中学物理中一律画在物体的重心上。
2.约束与约束反力。
首先要跟学生讲清楚自然界的一切事物总是以各种形式与周围的事物相互联系又相互制约的。
一个物体的运动受到周围其他物体的限制，这种限制条件称为约束。
约束作用于被约束物体上的限制其运动的力，称为约束反力。
约束反力的三要素中，约束力的大小是未知的，它与主动力的值有关，在静力学中将通过刚体的平衡条件求得；约束力的方向总是与约束所能限制的运动方向相反；约束力的作用点，在约束与被约束物体的接触处。
然后要对不同的约束类型及其约束反力的表示方法理解透彻，否则就会有同学把约束反力画错。
要熟记典型约束的表示符号，这些符号是工程技术人员的共同语言，如图6中我们会用rc和rc＇来表示是一对作用力与反作用力。
三、受力分析思路
第一步，确定研究对象，取分离体。
按问题的条件和要求，确定所研究对象（它可以是一个物体，也可以是几个物体的组合或者整
个物体系统），解除与研究对象相连接的其它物体的约束。
在这里要求学生不能出现改变分离体的形状和尺寸的情况（因为在平衡问题的运用几何法求解，如果图形的形状和尺寸会影响解题）和不能改变脱离体的相对位置摆布。
同样图1例题，有同学会画成图4或者图5，这种错误是因为摆布的位置没有能按照原样来画所致。
第二步，画主动力。
要在分离体上依葫芦画瓢地把所有的已知力（包括集中力、分布载荷和力偶）画上即可，切忌漏力。
第三步，画约束力。
在接触约束的位置，根据约束的不同类型，画出约束力。
在这个过程中要结合静力学公理进行作图。
例如，做出图6所示刚架ac和cb的受力图，刚架自重不计。
有同学作出图7所示
的受力图，正确的受力图应如图8所示。
针对图6的问题，主要解决对策有：（1）对这个物体系统的作受力图，要确定研究的顺序，而不是统统按照从左往右的顺序。
在本题中应该先找二力杆cb——刚架cb不计自重，两端均用铰链的方式与周围物体相连接，且不受其它外力作用，有同学对于前面所讲的约束与约束反力理解不好的时候，就很难找出二力杆，因为他们不能够明白为什么在讲约束反力的时候，圆柱铰链约束以及固定铰支座有时候可以用一个方向不定的力来表示，有时又可以用两个方向待定的相互正交的力来表示。
所以，在这约束与约束反力的讲解中要强调圆柱铰链约束的实质（销钉与销钉空洞之间的约束其实就是接触位置在变化的光滑接触面约束）。
找到二力杆后，这就要用到二力平衡公理来绘制二力
杆所受的力（如图8中的刚架cb的受力图）。
（2）绘制其他受力图时要运用作用力与反作用力公理以及三力平衡汇交原理。
图8中刚架ac的中c端的约束反力rc＇应该由刚架cb中c端的rc根据作用力与反作用力原理绘制；刚架ac中a端的约束反力ra则由三力平衡汇交原理绘制（当然，a端的约束是固定铰支座约束此时也可如图7中a端所示，画出两个相互正交的力rax和ray）。
注意在运用三力平衡汇交原理的时候有同学会存在滥用的现象，比如一个物体受四个力作用平衡时，很多同学会出现四个力中的三个力汇交于一点的错误。
第四步，根据前面所学的有关知识，检查受力图画得是否正确。
要求学生根据静力学公理等使受力图不出现多画或者少画力的情况。
三、结语
经过多年的教学实践证明，只要学生在学习过程中按照我们设定的分析问题的思路，在练习中加以运用，那么力学中的受力分析问题就迎刃而解，为后面的学习打下坚实的基础。
参考文献：
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[3]阳益贵.对《工程力学》课物体受力分析教学中的点滴体会[j].新课程研究，2008，8（123）：44-46.。