1-2 受力分析受力图总结
工程力学8-受力图分析图
1.受力图的概念
（1）受力分析：就是定性分析研究对象可能受到的全部主动力和
约束反力。
T 约束反力（铁链的拉力）
G 主动力（吊灯的重力）
1.受力图的概念
（2）受力分析的方法：解除研究对象的所有约束，画出研究对象 的所有主动力和约束反力。 （上图受力中需要把铁链解除，用拉 力代替）
（3）受力图：在研究对象（分离体）上画出其所受的全部主动力 和约束反力。
受力图
目录
内容
1.受力图的概念 2.画受力图的步骤 3.正确画受力图的例题讲解
1.受力图的概念
什么是受力图？为什么 要画受力图？
吊灯能不能用 小铁丝挂起？
不能，为什么呢？
我们需要了解悬挂起吊 灯的绳子的受力情况， 这个受力情况我们可以 用受力图来分析。
受力图是为了方便对结 构的受力分析、计算、 设计及其应用的一种力 学图形。
①作用力与反作用力 ②力偶的性质 ③三力平衡汇交定理
圆盘的受力图
AB
FBy
FBx BC
杆
杆
的
的
受
作用力与
受
力
反作用力
力
图
图
取隔离体
FBC ´
B C杆的受力图 取隔离体
C FBC
二力杆( 二力构件)
Hale Waihona Puke FBC ´FBCFBC
作用力与 反作用力
C FBC
BC 杆的受力图
AB 杆的受力图
O FA
三力平衡汇交定理
2.画受力图的步骤
画受力图步骤：
FRA
1.取 隔 离 体
2.画主动力
3.画约束反力
W FRB
2.画受力图的步骤
理论力学课件 物体受力分析及受力图
2012年3月6日 Tuesday
理论力学CAI
皮带约束
方向沿着轮缘的切线方向
2012年3月6日 Tuesday 理论力学CAI
2 光滑接触面约束
光滑指不计摩擦
约束力特点： 约束反力通过接触点，方向沿公法线，恒为压力。
2012年3月6日 Tuesday
理论力学CAI
光滑表面上的圆柱
2012年3月6日 Tuesday
2012年3月6日 Tuesday
理论力学CAI
作业题
习题 3-1（b, c, f, g, h, i, j, k） 3-2（b, c）
2012年3月6日 Tuesday
理论力学CAI
练习
2012年3月6日 Tuesday
理论力学CAI
例题7
图示钢制圆轴有两个皮带轮A和B，两轮的直径D=0.5m，自重 不计，画出轴的受力图。
2012年3月6日 Tuesday
理论力学CAI
2012年3月6日 Tuesday 理论力学CAI
光滑圆柱铰链
2012年3月6日 Tuesday
理论力学CAI
铰约束
2012年3月6日 Tuesday
理论力学CAI
2） 固定铰支座约束
将中间铰链中的一个物 体固定在不动的支撑平 面上，形成的装置为固 定铰支座.
2012年3月6日 Tuesday
（2） 按荷载的作用范围
集中荷载：荷载的作用面积相对于总面积是微小的。 分布荷载：分布作用在一定面积或长度上的荷载，如风、雪、自重等荷载。
（3） 按荷载作用的性质
静力荷载：大小、方向和位置不随时间变化或变化极其缓慢，不使结构产生 显著的加速度。例如结构自重、楼面活载等； 动力荷载：随时间迅速变化或在短暂时间内突然作用或消失的荷载，使结构 产生显著的加速度。
建筑力学受力分析-PPT
约束反力的方向必与该约束所能够阻碍的位移方向相反，大
小通常是未知的。
大家好
5
工程中常见的几类 约束
1. 具有光滑接触表面的约束
● 约束特征：
只限制物体沿 公法线趋向于支承 面方向的运动
齿轮传动
凸轮传动
大家好
6
● 反力特征： 方位：沿接触处的共法线 指向：指向物体（物体受压）
FNC
FNB
C
A B
FNA
物体的受力分析
确定物体受了几个力，每个力的作用位置和力的作用方向。
主动力与被动力
主动力：促使物体运动或有运动趋势的力，其大小和方向 都已知。如重力、水压力等。
被动力：由主动力引起并随其变化的力，其大小和方向都 不知。如约束反力。
受力图——施力物体对研究对象的所有作用力的简图。
大家好
29
例题1
A
C
B
（3）力的作用点。
F
F0
可用一矢量表示F F = F F0
（定位矢量或固定矢量）
力的单位
N（大牛家好顿）、kN（千牛） 4
§2-1 约束和约束反力
自由体 —— 位移不受限制的物体。 非自由体 —— 位移受到限制的物体。
★ 约束：对非自由体的某些位移起限制作用的周围 物体称为约束。
★ 约束反力
约束对非自由体施加的力——约束反力
建筑力学
第二章 结构计算简图 物体受力分析
大家好
1
§2-0 刚体和力的概念
1. 刚体的概念
在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保 持不变。
刚体是抽象化的力学模型
基础力学I研究的物体都是刚体 刚体力学
静力学——刚体静力学
工程力学基本概念与受力图
静力学：研究物体在力系作用 下平衡规律的科学。
静力学主要研究：力系的简化和
力系的平衡条件及其应用。
第一篇 第一章 静力学公理与物体的受力分析
静力学的基本概念
§1–1
§1–2
§1–3 §1–4
静力学公理
约束与约束反力 物体的受力分析与受力图
第一章
静力学基本公理和物体的受力分析
§1-1
静力学基本概念
A
D
例题 7
D
FCy
FDB
FBx
B
FCx C
A
K C B
FK’
1
B
FB1y FBy FB1x
1
B
FBD
FBD’ FBy’
B
E
F1’
FB1x’
2
FBx’ FB’
G
FB1y’
§1-4 物体的受力分析和受力图
例题 7
6. 整体的受力图。
D D
A
K C B
A
K C B
FA 1
1
E
E
FEx
2 FEy
2
F
A
B
§1-4 物体的受力分析和受力图
例题 1 解：
碾子的受力图为： F F
A
B
G
A FNA B FNB
§1-4 物体的受力分析和受力图
例题 2
试画出图示结构中圆柱 O及杆AB的受力图。
§1-4 物体的受力分析和受力图
例题 3
A D
如图所示，水平梁AB用斜杆
B
支撑，A 、 C、 D三处均为光滑铰 链连接。匀质梁重G1，其上放一 重为G2 的电动机。如不计杆CD 的自重，试分别画出杆CD和梁
专题01力的示意图及受力分析(解析版)
专题1：力的示意图及受力分析力的示意图是一种简洁、方便的表示力的方法，是物体受力分析的重要手段，也是中考中常考的重要知识点之一。
准确的运用力的示意图对物体进行受力分析是掌握力学的一下重要技能。
1.力的示意图：力示意图是指在受力物体上沿力的方向画一条带箭头的线段来表示力。
线段的起点（或终点）表示力的作用点，箭头表示力的方向，线段的长短表示力的大小。
（1）理解要点：①力的示意图可以清晰的表示出力的大小、方向和作用点（即力的三要素）；②作用点一定要画在受力物体上；③在同一图中，物体受几个力，力越大，线段越长。
（2）画力的示意图的方法：①确定受力物体；②确定力的作用点（没有特殊说明，一般画在物体的几何中心）；③画线段反映力的大小：从作用点沿力的方向画一条线段，在同一图中，力越大，线段越长；④在线段的末端画上箭头表示力的方向，并在箭头一旁标上力的符号和数值。
2.物体的受力分析：受力分析就是指通过画力的示意图来分析物体受哪些力的作用，是一种直观、简便的方法。
（1）受力分析的顺序：先分析重力，然后环绕物体一周找出与研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力，最后分析其他力。
简记为：重力一定有，弹力看四周，分析摩擦力，再看电磁浮。
（2）受力分析应注意的事项：①只分析研究对象所受的力，不分析研究对象给其他物体的反作用力。
②每分析出一个力，应找出该力的的施力物体和该力对物体产生的效果，否则，该力的存在就值得考虑。
③物体受力情况与运动情况必须相符，所以分析完物体受力时，可以通过分析受力情况与运动情况是否相符，来粗略地判断此分析是否正确。
④要对几个物体进行受力析时，通常先分析受力个数较少的物体的受力情况。
简单的说，就是：究竟画哪个物体的受力；画物体受哪个（哪些）力。
一、中考题型分析中考中，画力的示意图或对物体进行受力分析是力学考查的主要内容之一，侧重对三种常见的弹力、重力、摩擦力的考查，有时需根据物体的状态判断力是否存在或力的方向。
杆件受力分析
电算程序计算结果与规律091210129殳非闲结构受力图（1）结构受力图（2）结构受力图（3）结构受力图（4）结构受力图（5）1-1 2-13-1 4-15-11-2 2-23-2 4-25-21-3 2-33-3 4-35-31-4 2-43-4 4-45-1由图可得：轴力图：①：（2-1）与（1-1）比较，由于只改变材料截面积，所以轴力图不变。
②：（3-1）与（2-1）比较，由于梁上恒荷载增加，所以轴力相应增加。
且成正相关。
增加20%。
轴力自上向下递增。
③：（4-1）与（3-1）比较，因为在柱上增加了水平荷载，前两跨轴力减少，后两跨增加。
轴力自上向下递增。
④：（5-1）与（4-1）比较，由于底下两层层高增加，轴力有较大变化。
层高不变的轴力则变化不大。
轴力自上向下递增。
剪力图：①：（2-2）与（1-2），由于只改变梁的截面，所以对剪力没有影响，剪力大小不变。
②：（3-2）与（2-2），由于梁上恒荷载增加，于是梁和柱的剪力都线性增加。
③：（4-2）与（3-2），增加水平荷载，柱上剪力增大且分布改变，即有正有负。
梁上剪力也有所增加。
④：（5-2）与（4-2），同样底下两层层高增加，剪力变化较大，而上层层高为改变的则几乎不变。
弯矩图：①：（2-3）与（1-3），外荷载未改变，只改变材料性质，所以弯矩图不变。
②：（3-3）与(2-3)，弯矩相应线性增大。
③：（4-3）与(3-3)，加了水平力，梁上弯矩受水平力影响，分布改变。
柱上从上到下增加（原本左右对称，中间层的柱上弯矩值几乎相等）顶层弯矩特殊，由于顶层结点只连接三个或两个杆件④：（5-3)与(4-3)，层高改变层的弯矩值改变，层高未变的则几乎不变。
位移图：①：（1-4），（2-4），（3-4）水平没有位移，竖直向结点位移自上向下递减。
②：（4-4）相对于前三个图，由于加了水平力，使得水平向产生位移。
结点位移自上向下递减。
③:（5-4）与（4-4），由于底下两层层高增大，导致结点水平位移增大，同样结点位移自上向下递减。
物体的受力分析和受力简图
F （2）取左拱AC ,先画主动力， 再画约束力，其受力图如图所示。
F C
F C FAx FAy
F B
三、物体的受力分析与受力图
（3）取整体 ,先画主动力，再画约束力，其受力图如
F C
F B
F C
F D D
F E
E
习题课
讨论题：画杆件AC、BC的受力图。 解（1）取杆AC为研究对象，其受力图如图所示。 （2）取杆BC为研究对象，其受力图如图所示
B
G1
C
A
G2
FAx A
FAy
B FBx
FBy G1
FCy C FCx
FCx
C
FAy
G2
习题课
讨论：改为力G2作用在C点，作AC杆和BC杆的受力图。
F
B
C
FB
FC
习题课
例1-8 图示不计自重的梯子放在光滑水平地面上，画出绳子、梯子左右两部
分与整个系统受力图。 FAy
A
F
H
A
F
H
FAx FAx
A
FAy
A
F
H
D B
E
CB
D
F D
F E E
D CB
E C
F B
解（1）绳子受力图如图所示。
（2）梯子左边部分受力图如图所示 （3）梯子右边部分受力图如图所示 （4）整体受力图如图所示
FT
D FD
B
G
习题课
例1-7 如图a所示刚架由构件AB和CD用铰链C相连， A处是固定铰支座，B 、D
静力学的基本概念受力图
推论：力的可传性原理
作用在刚体上的力可以沿其作用线移动到刚体的任意一点。
证明：
B
AF
F2 B F1 AF
B F2
A
作用于刚体上力的三要素变为：力的大小，力的方向 和力的作用线。可见作用于刚体上的力为滑动矢量。
3．公理三（力的平行四边形法则） 作用在物体上同一点的两个力可以合成为一个合力。合力
这种约束包括：
z
导向轴承 万向接头约束
M Az
FAz
y
FAy M Ay
x
z
FAz
FAy
y
x
FAx M Ay
5个自由度约束
5个自由度约束：
向转指动的位是移限中制的刚5个体位三移个的方约向束平。动位 z移和三个方
这种约束包括：
FAz
M Az
y
带销子夹板约束
M Ax
x
FAx
FAy
O1
O2
光滑面约束 固定平面 固定曲面
齿轮的齿面
PA
A PA
A
C
PA
FA
A
PA
FA
A
C FC
向心轴承
A
y
A
FAy A
x
FAz z
固定铰链支座
A
A
FAy
A
FAx
A
FAx
FAy
圆柱铰链
C
A
B
F (1)
Cy
C
F (1) Cx
FAy
A
刚体和联结点。 4）联结点：
指刚体之间的联结部分。它可以是联结构件和相联结点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
例题：
如图所示，梯子的两部分 AB 和 AC 在 A 点铰接，又 在D、E两点用水平绳连接。梯子放在光滑水平面上，若其 自重不计，但在AB的中点H处作用一铅直载荷F。试分别画 出梯子的AB、AC部分以及整个系统的受力图。 F
H H D E C A
YA F
A
XA
解：
1.梯子 AB 部分的受力 图。
第1章 力学基础知识
第六节 约束与约束反力 第七节 受力分析与受力图 第八节 结构的计算简图
第九节 荷载的分类
第十节 结构的分类
第六节
一、概述
约束与约束反力
自由体：运动不受限制的物体叫自由体。（见右图） 非自由体：运动受限制的物体叫非自由体。 约束： 限制非自由体某些位移的周围物 体称为约束。 约束反力： 约束对被约束物体起限制作 用的力叫 约束反力。 约束反力特点： ① 大小未知； ② 方向与被约束物体的运动方向相反； ③ 作用点在物体与约束的接触点。
⑴杆件的简化：以杆件的轴线代替杆件。
⑵结点的简化:（结点：连接杆件与杆件之间的措施）
(a) 铰结点
单铰 复铰 几何特点－只能转动但不能移动。 力学特点－用两个相互垂直的约束反力表示。
(b)
刚结点
几何特点－既不能转动也不能移动。 力学特点－用两个相互垂直的约束反力和一个反 力偶表示。
(c)
组合结点（不完全铰） 兼有铰结点和刚结点二者的性能。
FB
D
FD’
B
B
FD
D
E
FE
2.梯子AC 部分的受力图。
A A
F
H D B
YA’ XA’
E C
FC
E
C
FE’
例题：如图所示，重物重G = 20 kN,用钢丝绳挂在支架的滑
轮B上，钢丝绳的另一端绕在铰车D上。杆AB与BC铰接，并以铰 链A，C与墙连接。如两杆与滑轮的自重不计并忽略摩擦和滑轮 的大小，试画出杆AB和BC以及滑轮B的受力图。
二、几种常见的约束 1、柔体约束（柔索）
组成：由柔性绳索、胶带或链条 等柔性物体构成。
[例] 吊灯
约束特点：只能受拉，不能受压。
T
约束反力方向：作用在接触点， 方向沿着柔体的中心线 背离物体。表现为拉力。 通常用T表示。
G
2、光滑接触面约束
组 成：由光滑接触面构成的约束。
约束特点：不论接触面是平面或曲面，都不能限制物体沿接触
作用在物体上的力有：
主动力：如重力，风力，气体压力等。 被动力：即约束反力。
二、受力图
研究对象： 我们把所研究的物体称为研究对象。 分离体（隔离体）： 解除周围约束后所得的自由物体。 受力图： 在分离体上画上它所受的全部主动力和约束 反力，就称为该物体的受力图。 内力与外力： 如果所取的分离体是由某几个物体组成的物体 系统时，通常将系统外物体对物体系统的作用力称 为外力；而系统内物体间相互作用的力称为内力。
A D
60o
B
FAB FBC’
B A B
FBA’
30o
G
C
FCB
C
解： 1. 杆AB的受力图。
FAB
A B
FBA’
2. 杆BC 的受力图。
FBC’
B
FCB
(3) 可动铰支座
约束特点：限制物体沿支承面法线方向移动。 约束反力：大小、方向均未定，作用垂直于支承面 且通过铰心。
（3）可动铰支座
RA
⑷ 固定端支座
Fx
m Fy
约束特点：既不能移动，也不能转动。 约束反力： 三个Fx 、Fy 、m
（5）定向支座 ：仅能沿指定方向移动
定向支座
定向支座反力
第八节 结构的计算简图
Fx Fy
圆柱铰链在工程上的运用： 链杆约束、固定铰链支座、 可动铰链支座、 固定支座、定向支座等。
⑴ 链杆约束：
R 组成：两端用光滑圆柱铰链连接物体而中间不受力。 约束特点：限制物体沿链杆中心线运动。
约束反力：大小及方向均未定，作用线在链杆
的中心线上。
(2) 固定铰支座
约束方式：只能转动， 不能移动。
2、二力杆的受力图： 约束反力为一对平衡力，大小和指向未 定，作用线在杆两端连线上，画物系受力图的方法与步骤： ①取分离体（研究对象）； ②观察是否有二力杆，如有则先分析二力杆； ③画出研究对象所受的全部主动力和约束反力；
④在画物系整体受力图时，结点处不折开，因此
三、单个物体的受力图
画物体受力图主要步骤为： ① 选研究对象； ② 取分离体； ③ 画主动力； ④ 画约束反力。
P23 例4、5、6
例1-3画出图中球的受力图。
例1-4 画出图中梯子的受力图。
例1-5 画出梁的受力图。
练习：画出图中各物体的受力图。
四、物体系统的受力图
1、二力杆（二力构件）： 仅受两个力而处于平衡的单根杆件。 如果杆是直杆，则称为二力杆； 如果杆是曲杆，则称为二力构件。
４、支座的简化
支座——连接杆件与地基之间的装置。 ⑴ 可动铰支座 小移动和转动 ⑵ ⑶ ⑷ 允许沿支座链杆垂直方向的微
固定铰支座：可以转动，但不能移动 固定端支座：既不能转动也不能移动 定向支座 ：仅能沿指定方向移动
第七节 受力分析与受力图
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。
面切线方向的运动，而只能限制物体沿着接触面的 公法线指向约束物体方向的运动。
约束反力方向：通过接触点，沿着接触面公法线方向，指向
被约束的物体，表现为压力。通常用N 表示。
P N
P N NA
NB
3、光滑圆柱铰链约束
组成：两物体分别钻有直径相同的圆柱形孔，用一圆 柱形销钉连接起来，在不计摩擦时，即构成光滑圆柱 形铰链约束，简称铰链约束。 约束特点：这类约束的本质为光滑接触面约束，因其 接触点位置未定，故只能确定铰链的约束反力为一通 过销钉中心的大小和方向均无法预先确定的未知力。 通常此力就用两个大小未知的正交分力来表示。 铰链约束反力：大小未定，方向假设。
１、结构计算简图的概念
结构计算中用来代替实际结构，既能反映真 实受力情况，又便于计算的理想模型。
２、结构计算简图的简化原则：
１）计算简图要能反映实际结构的主要受力 和变形特点，即要使计算结果安全可靠； ２）便于计算，即计算简图的简化程度要与 计算手段以及对结果的要求相一致。
３、结构计算简图的简化要点：