《构件的静力分析》PPT课件
工程中约束的种类很多，下面介绍几种典型的约束 模型。
（一）柔性约束
由线绳、链条或胶带等非刚性体所形成的约束。它们 只能受拉不能受压，约束反力的方向沿着中心线而背离被 约束物体。约束反力通常用符号FT来表示。图中线绳上的 约束反力FT1 和FT2 。
（二）光滑面约束 物体与光滑面成点、线、面刚性接触（摩擦力很小，
固定端约束的构件可以用一端插入刚体内的 悬臂梁来表示（图a），这种约束限制物体沿任 何方向的移动和转动，其约束作用包括限制移动 的两个正交约束反力FAx、FAy和限制转动的约束 反力偶MA（图c）。
四、受力图 在对物体进行受力分析时，为了清楚地表示物体的
受力情况，需将研究对象从周围的物体中分离出来，即 解除全部约束，成为分离体。为了使分离体的受力情况 与原来的受力情况一致，必须在分离体上画出所有主动 力，在解除约束的地方画出相应的约束反力。这样所得 到的画有分离体及其全部主动力和约束反力的简图称为 受力图。
二、静力学公理 1．二力平衡公理
刚体仅受两力作用而保持平衡的充分必要条件是： 两力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上。如图 所示，即F1=F2
在两个力作用下处于平衡 的刚体，称为二力构件，又称 为二力杆。二力构件受力的特 点是两个力的作用线必沿其作 用点的连线，且等值、反向。
2．加减平衡力系公理 在任意一个已知力系上加上或减去任意的平衡力系， 并不会改变原力系对刚体的作用效应。 力的可传性推理：作用在刚体上的力，沿其作用线移 到刚体上任意一点，不会改变它对刚体的作用效应。
一、平面汇交力系合成的几何法 （一）力的三角形法则
第一章 构件的静力分析
机器的运行是由于力的作用引起的，构件的受力情 况直接影响机器的工作能力。
力是物体间相互的机械作用。力的作用有两种效应： 使物体的机械运动状态发生变化和使物体的形状发生 改变，前者称为运动效应，后者称为变形效应。
力系是指作用于被研究物体上的一组力。物体平衡 时的力系称为平衡力系。
平衡力。
三、约束与约束反力
在工程中，构件总是以一定的形式与周围其它构 件相互联接的，例如转轴受到轴承的限制，使其只能 产生绕轴心的转动；汽车受到地面的限制，使其只能 沿路面运动等。
这种限制物体运动的周围物体，称为约束。上 面的轴承就是转轴的约束，地面是汽车的约束。
物体的受力可分为两类：主动力和约束反力。主动 力是指使物体产生运动或运动趋势的力，如物体的重力、 零件的载荷等。而约束对物体运动起限制作用的力称为 约束反力。由于约束的作用是限制物体的运动，所以约 束反力的方向总与限制的运动方向相反，其作用点在约 束与被约束物体相互连结或接触之处。
刚体就是指在力系作用下不会变形的物体。
第一节 静力分析基础
一、力的三要素 力对物体的作用效应，决定于力的大小、方向和作用点。 这三个因素通常称为力的三要素，当这三个要素中任何一 个改变时，力的作用效应就会改变。
力的单位采用牛（N）或千牛（kN）。
力是矢量，可用一带箭 头的有向线段表示。图中 的有向线段AB，按一定的 比例尺所作的线段长度AB 表示力的大小；箭头的指 向表示力的方向；线段的 起点（或终点）表示力的 作用点；通过力的作用点 沿力的方向的直线称为力 的作用线。
4. 作用力与反作用力公理 两物体之间的作用力与反作用力，总是同时存在，且
两力等值、反向、共线，分别作用在这两个物体上。
车刀在工件上切削，车刀作用在工件上的切削力为Fp， 与此同时，工件必有一反作用力Fp’作用在车刀上。这两个 力Fp，、Fp’总是等值、反向、共线的。必须注意，由于作 用力与反作用力作用在两个物体上，因此不能说成是一对
第二节 平面汇交力系
静力分析的主要问题是力系的合成与平衡。 按照力系中各力是否作用在同一平面，可将力系分 为平面力系各空间力系两类； 按照力系中各力是否相交或平行，力系又可分为汇 交力系、平行力系和任意力系。 本节主要研究平面汇交力系的合成与平衡问题。分 析平面汇交力系一般有两种方法：几何法与解析法。
根据被连接物体的形状、位置及作用，光滑圆柱铰链 约束又可分为：中间铰链约束，如图a；固定铰链支座约束， 如图b和活动铰链支座约束，如图c。 由于活动铰链支座约 束只能限制物体沿支承面法线方向的运动，因此其约束反 力FR的作用线通过销钉中心且垂直于支承面。
（四）固定端约束 物体的一部分固嵌于另一物体所构成的约束，称为固 定端约束。如车床刀架上的刀具（图a）、卡盘上的工件 （图b）等都属于这种约束。
可忽略不计）所形成的约束。其约束反力的方向沿为接触 表面的公法线并指向被约束物体。这种约束反力也称为法 向反力，通常用符号FN来表示，如图中的F
光滑面约束反力的特点，销钉对物体的约束反力应沿接触 点K处的公法线通过物体圆孔中心（即铰链中心）。但因 为主动力的方向不能预先确定，接触点不能确定，所以约 束反力FR的方向也不能预先确定。画约束反力FR时，通常 用两个通过铰链中心的互相垂直的分力Fx和Fy来表示，如 图b所示。
3．平行四边形公理 作用于物体上某一点的两个力，可以合成为一个合力， 其作用点也在该点，合力的大小和方向由两已知力为边所 构成的平行四边形的对角线确定。此公理也称为平行四边 形法则。力的合成法则可写成矢量式 F= F1+ F2
运用前面的公理，还可以得出三力平衡汇交定理： 若刚体受到同一平面内互不平行的三个力作用而平衡时， 则该三力的作用线必汇交于一点。如图所示刚体受到三个互不 平行的力F1、F2和F3作用，当刚体处于平衡时，三力的作用线 必汇交于O点。
例1-1 重W的均质圆球O，由杆AB、绳索BC与墙壁 来支持，如图a所示。各处摩擦与杆重不计，试分别画出 球O和杆AB的受力图。
例1-2 图a所示的结构，由杆AC、CD与滑轮B铰接组
成。物重W，用绳子挂在滑轮上。如杆、滑轮及绳子的自 重不计，并忽略各处的摩擦，试分别画出滑轮B、重物、
杆AC、CD及整体的受力图。
（一）柔性约束
由线绳、链条或胶带等非刚性体所形成的约束。它们 只能受拉不能受压，约束反力的方向沿着中心线而背离被 约束物体。约束反力通常用符号FT来表示。图中线绳上的 约束反力FT1 和FT2 。
（二）光滑面约束 物体与光滑面成点、线、面刚性接触（摩擦力很小，
固定端约束的构件可以用一端插入刚体内的 悬臂梁来表示（图a），这种约束限制物体沿任 何方向的移动和转动，其约束作用包括限制移动 的两个正交约束反力FAx、FAy和限制转动的约束 反力偶MA（图c）。
四、受力图 在对物体进行受力分析时，为了清楚地表示物体的
受力情况，需将研究对象从周围的物体中分离出来，即 解除全部约束，成为分离体。为了使分离体的受力情况 与原来的受力情况一致，必须在分离体上画出所有主动 力，在解除约束的地方画出相应的约束反力。这样所得 到的画有分离体及其全部主动力和约束反力的简图称为 受力图。
二、静力学公理 1．二力平衡公理
刚体仅受两力作用而保持平衡的充分必要条件是： 两力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上。如图 所示，即F1=F2
在两个力作用下处于平衡 的刚体，称为二力构件，又称 为二力杆。二力构件受力的特 点是两个力的作用线必沿其作 用点的连线，且等值、反向。
2．加减平衡力系公理 在任意一个已知力系上加上或减去任意的平衡力系， 并不会改变原力系对刚体的作用效应。 力的可传性推理：作用在刚体上的力，沿其作用线移 到刚体上任意一点，不会改变它对刚体的作用效应。
一、平面汇交力系合成的几何法 （一）力的三角形法则
第一章 构件的静力分析
机器的运行是由于力的作用引起的，构件的受力情 况直接影响机器的工作能力。
力是物体间相互的机械作用。力的作用有两种效应： 使物体的机械运动状态发生变化和使物体的形状发生 改变，前者称为运动效应，后者称为变形效应。
力系是指作用于被研究物体上的一组力。物体平衡 时的力系称为平衡力系。
平衡力。
三、约束与约束反力
在工程中，构件总是以一定的形式与周围其它构 件相互联接的，例如转轴受到轴承的限制，使其只能 产生绕轴心的转动；汽车受到地面的限制，使其只能 沿路面运动等。
这种限制物体运动的周围物体，称为约束。上 面的轴承就是转轴的约束，地面是汽车的约束。
物体的受力可分为两类：主动力和约束反力。主动 力是指使物体产生运动或运动趋势的力，如物体的重力、 零件的载荷等。而约束对物体运动起限制作用的力称为 约束反力。由于约束的作用是限制物体的运动，所以约 束反力的方向总与限制的运动方向相反，其作用点在约 束与被约束物体相互连结或接触之处。
刚体就是指在力系作用下不会变形的物体。
第一节 静力分析基础
一、力的三要素 力对物体的作用效应，决定于力的大小、方向和作用点。 这三个因素通常称为力的三要素，当这三个要素中任何一 个改变时，力的作用效应就会改变。
力的单位采用牛（N）或千牛（kN）。
力是矢量，可用一带箭 头的有向线段表示。图中 的有向线段AB，按一定的 比例尺所作的线段长度AB 表示力的大小；箭头的指 向表示力的方向；线段的 起点（或终点）表示力的 作用点；通过力的作用点 沿力的方向的直线称为力 的作用线。
4. 作用力与反作用力公理 两物体之间的作用力与反作用力，总是同时存在，且
两力等值、反向、共线，分别作用在这两个物体上。
车刀在工件上切削，车刀作用在工件上的切削力为Fp， 与此同时，工件必有一反作用力Fp’作用在车刀上。这两个 力Fp，、Fp’总是等值、反向、共线的。必须注意，由于作 用力与反作用力作用在两个物体上，因此不能说成是一对
第二节 平面汇交力系
静力分析的主要问题是力系的合成与平衡。 按照力系中各力是否作用在同一平面，可将力系分 为平面力系各空间力系两类； 按照力系中各力是否相交或平行，力系又可分为汇 交力系、平行力系和任意力系。 本节主要研究平面汇交力系的合成与平衡问题。分 析平面汇交力系一般有两种方法：几何法与解析法。
根据被连接物体的形状、位置及作用，光滑圆柱铰链 约束又可分为：中间铰链约束，如图a；固定铰链支座约束， 如图b和活动铰链支座约束，如图c。 由于活动铰链支座约 束只能限制物体沿支承面法线方向的运动，因此其约束反 力FR的作用线通过销钉中心且垂直于支承面。
（四）固定端约束 物体的一部分固嵌于另一物体所构成的约束，称为固 定端约束。如车床刀架上的刀具（图a）、卡盘上的工件 （图b）等都属于这种约束。
可忽略不计）所形成的约束。其约束反力的方向沿为接触 表面的公法线并指向被约束物体。这种约束反力也称为法 向反力，通常用符号FN来表示，如图中的F
光滑面约束反力的特点，销钉对物体的约束反力应沿接触 点K处的公法线通过物体圆孔中心（即铰链中心）。但因 为主动力的方向不能预先确定，接触点不能确定，所以约 束反力FR的方向也不能预先确定。画约束反力FR时，通常 用两个通过铰链中心的互相垂直的分力Fx和Fy来表示，如 图b所示。
3．平行四边形公理 作用于物体上某一点的两个力，可以合成为一个合力， 其作用点也在该点，合力的大小和方向由两已知力为边所 构成的平行四边形的对角线确定。此公理也称为平行四边 形法则。力的合成法则可写成矢量式 F= F1+ F2
运用前面的公理，还可以得出三力平衡汇交定理： 若刚体受到同一平面内互不平行的三个力作用而平衡时， 则该三力的作用线必汇交于一点。如图所示刚体受到三个互不 平行的力F1、F2和F3作用，当刚体处于平衡时，三力的作用线 必汇交于O点。
例1-1 重W的均质圆球O，由杆AB、绳索BC与墙壁 来支持，如图a所示。各处摩擦与杆重不计，试分别画出 球O和杆AB的受力图。
例1-2 图a所示的结构，由杆AC、CD与滑轮B铰接组
成。物重W，用绳子挂在滑轮上。如杆、滑轮及绳子的自 重不计，并忽略各处的摩擦，试分别画出滑轮B、重物、
杆AC、CD及整体的受力图。
合集下载
《静力分析举例》课件
SolidWorks Simulation概述
SolidWorks Simulation是SolidWorks软件的一个插件，主要用于结构分析和优化。
静力分析特点
SolidWorks Simulation提供了易于使用的界面和强大的分析功能，适合初学者使用。
应用领域
广泛应用于机械、电子、航空航天等领域，帮助工程师快速进行结构分析和优化。
静力分析举例
目录
• 静力分析概述 • 静力分析的实例 • 静力分析的软件实现 • 静力分析的应用领域 • 静力分析的未来发展
01 静力分析概述
静力分析的定义
静力分析是结构分析的一种方法，用 于研究结构在静载荷作用下的响应， 即结构在不变的、非振动的载荷作用 下的响应。
它主要用于确定结构在给定静力载荷 作用下的位移、应力、应变等参数。
静力分析的目的
01
验证结构的强度和刚度是否满足设计要求。
02
预测结构的最大承载能力。
为优化设计提供依据，改进结构的设计。
03
静力分析的步骤
建立结构的数学模型
将实际结构简化为计算 模型，包括确定结构的 几何形状、材料属性、 边界条件等。
施加静力载荷
根据实际情况，将静力 载荷施加到计算模型上 。
求解方程
通过数值方法求解建立 的结构方程，得到结构 的位移、应力、应变等 参数。
结果评估
对求解结果进行评估， 判断结构的性能是否满 足设计要求。
02 静力分析的实例
实例一：简单梁的静力分析
总结词
简单梁的静力分析是静力分析中最基础的例子，主要考察梁 在均布载荷和集中载荷作用下的弯曲变形和应力分布。
详细描述
实例三：实际工程结构的静力分析
机械基础——静力分析基础PPT课件
在一般情况下物体总是同时受到主动力和约束反力 的作用。主动力常常是已知的，约束反力是未知的。
将物体间各种复杂的连接方式抽象化为如下几种典 型的约束类型。
2021
14
1．柔索约束
用柔软的皮带、绳索、
链条阻碍物体运动而构成的
约束叫柔体约束。约束反力
T
一定通过接触点，沿着柔体
绳
中心线背离被约束物体的方
向的拉力，如右图中的力。
取出分离体后，单独画出简图，然后将其他物体对
它作用的所有主动力和约束反力全部表示出来，这样的 图称为受力图或分离体图。
2021
20
步骤：
(1)确定研究对象。去掉周围物体及全部约束，单 独画出研究对象(脱离体)的简图；
(2)画主动力。根据外加载荷在分离体上画出主动力 的大小、方向及作用点；
(3)画约束反力。根据周围物体对它的作用效果， 在分离体上画出约束反力，能确定方向的按实际方向画 出，不能确定的可用水平和垂直两个分力表示。
沿着接触点的公法线(沿半径202，1 过球心)，指向小球。 22
例2-2 图2-15(a)所示为活塞连杆机构，试画出活塞B
的受力图。
解:（1）取活塞为研究对象，画出分离体。
（2）在分离体上画出主动力F；
（3）画约束反力。
缸筒壁对活塞B 的约束
视为光滑面，约束反力FN 沿法线指向活塞B。连杆
AB在A、B两点受铰链约束
称为力F对点O之矩，简称力矩，记作
MO(F)＝± Fd
式中，d 称为力臂；O点称为
矩心。式中正负号表示力矩的
转向。在平面内规定：力使物
体绕矩心作逆时针方向转动时，
力矩为正；力使物体作顺时针
方向转动时，力矩为负。
将物体间各种复杂的连接方式抽象化为如下几种典 型的约束类型。
2021
14
1．柔索约束
用柔软的皮带、绳索、
链条阻碍物体运动而构成的
约束叫柔体约束。约束反力
T
一定通过接触点，沿着柔体
绳
中心线背离被约束物体的方
向的拉力，如右图中的力。
取出分离体后，单独画出简图，然后将其他物体对
它作用的所有主动力和约束反力全部表示出来，这样的 图称为受力图或分离体图。
2021
20
步骤：
(1)确定研究对象。去掉周围物体及全部约束，单 独画出研究对象(脱离体)的简图；
(2)画主动力。根据外加载荷在分离体上画出主动力 的大小、方向及作用点；
(3)画约束反力。根据周围物体对它的作用效果， 在分离体上画出约束反力，能确定方向的按实际方向画 出，不能确定的可用水平和垂直两个分力表示。
沿着接触点的公法线(沿半径202，1 过球心)，指向小球。 22
例2-2 图2-15(a)所示为活塞连杆机构，试画出活塞B
的受力图。
解:（1）取活塞为研究对象，画出分离体。
（2）在分离体上画出主动力F；
（3）画约束反力。
缸筒壁对活塞B 的约束
视为光滑面，约束反力FN 沿法线指向活塞B。连杆
AB在A、B两点受铰链约束
称为力F对点O之矩，简称力矩，记作
MO(F)＝± Fd
式中，d 称为力臂；O点称为
矩心。式中正负号表示力矩的
转向。在平面内规定：力使物
体绕矩心作逆时针方向转动时，
力矩为正；力使物体作顺时针
方向转动时，力矩为负。
第1章 构件的静力分析
活动铰链支座约束符号表示
约束反力的方向表示
1.1 静力分析基础-约束
4.固定端约束 （1）实例观察：外伸房屋的凉台、装卡加工用刀具的
刀架。 （2）概念：物体的一部分固嵌于另一物体所构成的约
束称为固定端约束。Fra bibliotek1.1 静力分析基础-约束
（3）约束的特点:固定端约束限制物体在约束处沿任 何方向的移动和转动。
力在坐标轴上投影
1.2 平面汇力交系
2）投影的正负号规定为：从a到b（或从a1到b1）的指向 与坐标轴正向相同为正，相反为负。
力在坐标轴上投影
1.2 平面汇力交系
3）力在坐标轴上投影的大小： 若已知F的大小及其与x轴所夹的锐角α，则有
Fx F cos
Fy
F
sin
（3—3）
若已知Fx、Fy值，可求出F 的大小和方向，即
公理4 作用与反作用定律 两个物体间的作用力与反作用力，总是大小相等，方
向相反，作用线相同，并分别作用于这两个物体上。 ☆ 想一想 练一练
二力平衡公理与作用与反作用定律的区别？
案例分析
1.1 静力分析基础-公理
1.1 静力分析基础-约束
【案例导入】曲柄冲床是钣金生产行业中常用的生产 设备，如图,曲柄作为主动件带动冲头实现作业过程。
1.1 静力分析基础-受力图
1.绘制受力图的一般步骤为： （1）确定研究对象，解除约束，画出研究对象的分离体
简图； （2）根据已知条件，在分离体简图上画出的全部主动力； （3）在分离体的每一约束处，根据约束的类型画出约束
反力。
1.1 静力分析基础-受力图
案例1-3 如图所示，木板在水沟中挑起一重为G的球， 接触处的光滑无摩擦，试分别用图表示出木板、球的受力 情况。
第五章-结构静力试验剖析PPT课件
在端节点砼表面沿自锚头长度方向布置若干 应变测点：横向测点和纵向测点
5）预应力钢筋张拉应力的测量
直接在预应力钢筋上布置应变测点测量，通 常布置屋架跨中和两端头。注意应变计的防 护处理。
6）裂缝测量
杆件开裂荷载和裂缝宽度。（端节点、腹杆 与下弦杆及节点交汇处较早开裂的位置）
2.4.4 薄壳和网架结构的试验
重 物 加载
液压加载
屋 架 成 对试验
屋架试验支撑设置
二、观测项目和测点布置 观测项目 1）桁架挠度及挠曲线。 2）开裂荷载及破坏荷载。 3）主要杆件的应变。 4）节点的变形及节点刚度对杆件的次应力影响 5）屋架端节点的应力分布 6）预应力钢筋张拉应力和对有关部位混凝土的预压 应力。 7）屋架下弦预应力钢筋对屋架的反拱作用。 8）预应力锚头工作性能。
离支座x处的挠 度和转角为：
悬臂梁的挠度和转角
自重和设备重作用下，梁的挠度为：
荷载等效的修正系数ψ：
采用等效荷载图式加载试验时，由于等 效时仅考虑了控制内力相等的原则等效，故 应对测量的挠度进行修正。
均布荷载1.0，四分点等效乘0.91, 三 分点等效乘0.98，四集中力五分点等效乘 0.99，八集中力十六分点1.00。
正位试验 卧位试验 对中： 先进行几何对中， 再进行物理对中。
5.3.2 压杆和柱的试 验
二、试验项目和测点 布置
1. 试验项目 2.测点布置 3.测力板
二、试验项目和测点布置
破坏荷载：力传感器 挠度：百分表或位移传
感器 曲率：曲率计 砼应变：应变片+应变
仪，应变片后贴。 钢筋应变：应变片+应
筋 拉
钢绞 断
线
1.4 0
1.50
B4
5）预应力钢筋张拉应力的测量
直接在预应力钢筋上布置应变测点测量，通 常布置屋架跨中和两端头。注意应变计的防 护处理。
6）裂缝测量
杆件开裂荷载和裂缝宽度。（端节点、腹杆 与下弦杆及节点交汇处较早开裂的位置）
2.4.4 薄壳和网架结构的试验
重 物 加载
液压加载
屋 架 成 对试验
屋架试验支撑设置
二、观测项目和测点布置 观测项目 1）桁架挠度及挠曲线。 2）开裂荷载及破坏荷载。 3）主要杆件的应变。 4）节点的变形及节点刚度对杆件的次应力影响 5）屋架端节点的应力分布 6）预应力钢筋张拉应力和对有关部位混凝土的预压 应力。 7）屋架下弦预应力钢筋对屋架的反拱作用。 8）预应力锚头工作性能。
离支座x处的挠 度和转角为：
悬臂梁的挠度和转角
自重和设备重作用下，梁的挠度为：
荷载等效的修正系数ψ：
采用等效荷载图式加载试验时，由于等 效时仅考虑了控制内力相等的原则等效，故 应对测量的挠度进行修正。
均布荷载1.0，四分点等效乘0.91, 三 分点等效乘0.98，四集中力五分点等效乘 0.99，八集中力十六分点1.00。
正位试验 卧位试验 对中： 先进行几何对中， 再进行物理对中。
5.3.2 压杆和柱的试 验
二、试验项目和测点 布置
1. 试验项目 2.测点布置 3.测力板
二、试验项目和测点布置
破坏荷载：力传感器 挠度：百分表或位移传
感器 曲率：曲率计 砼应变：应变片+应变
仪，应变片后贴。 钢筋应变：应变片+应
筋 拉
钢绞 断
线
1.4 0
1.50
B4
构件的静力分析PPT文档共33页
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
构件的静力分析
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
构件的静力分析
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
第二讲结构静力分析优品ppt
Program Chosen
➢ 默认选择，自动激活“自适应下降”。
Full
➢ 完全牛顿－拉普森处理方法，每进行一次迭代修改刚度 矩阵一次。
Modified
➢ 修正的牛顿－拉普森方法，正切刚度矩阵在每个子步被 修正。
Initial Stiffness
➢ 每次平衡迭代使用初始刚度矩阵。迭代次数较多。
Change Jobname …
Enter new jobname：输入文件名 New log and error files？复选框打上钩
Change Title …
在工作区左下角显示标题 不能输入中文 Utility Menu> Plot> Replot
建模的注意事项
单元类型必须指定为线性单元。 材料属性可以为线性、各向同性、常量。 必须定义杨氏模量和泊松比。 惯性载荷必须定义密度。 温度载荷必须定义热膨胀系数。 对应力、应变感兴趣的区域，采用更细的
TABLE类载荷
位移（Displacement）
UX,UY,UZ,ROTX, ROTY,ROTZ
DOF约束主要用来定 义模型的支承条件， 包括对称边界条件和 特定形式的运动。
力（Forces）和力矩（Moments）
FX, FY, FZ, MX, MY, MZ
施加在模型外 部的集中载荷
正值的压力 作用于单元 表面的法线 方向。
稳态载荷：
➢外部施加的力和压力 ➢稳态的惯性力 ➢强迫位移 ➢温度（热应力计算）
分析流程
① 建立模型（Preprocessor）
② 施加边界条件
③ 施加载荷
（Apply Loads）
④ 解算（Solution）
⑤ 查看结果（General Postproc）
➢ 默认选择，自动激活“自适应下降”。
Full
➢ 完全牛顿－拉普森处理方法，每进行一次迭代修改刚度 矩阵一次。
Modified
➢ 修正的牛顿－拉普森方法，正切刚度矩阵在每个子步被 修正。
Initial Stiffness
➢ 每次平衡迭代使用初始刚度矩阵。迭代次数较多。
Change Jobname …
Enter new jobname：输入文件名 New log and error files？复选框打上钩
Change Title …
在工作区左下角显示标题 不能输入中文 Utility Menu> Plot> Replot
建模的注意事项
单元类型必须指定为线性单元。 材料属性可以为线性、各向同性、常量。 必须定义杨氏模量和泊松比。 惯性载荷必须定义密度。 温度载荷必须定义热膨胀系数。 对应力、应变感兴趣的区域，采用更细的
TABLE类载荷
位移（Displacement）
UX,UY,UZ,ROTX, ROTY,ROTZ
DOF约束主要用来定 义模型的支承条件， 包括对称边界条件和 特定形式的运动。
力（Forces）和力矩（Moments）
FX, FY, FZ, MX, MY, MZ
施加在模型外 部的集中载荷
正值的压力 作用于单元 表面的法线 方向。
稳态载荷：
➢外部施加的力和压力 ➢稳态的惯性力 ➢强迫位移 ➢温度（热应力计算）
分析流程
① 建立模型（Preprocessor）
② 施加边界条件
③ 施加载荷
（Apply Loads）
④ 解算（Solution）
⑤ 查看结果（General Postproc）
汽车构件力学分析课件
刚体产生绕O点的转动效应用力 的大小与力臂的乘积冠以适当 的正负号来度量，称为力对点 之矩。
汽车机械基础
力使物体产生转动效应取决于三个因素：
1.力 F 的大小。 2.力 F 到转动中心 O 的距离。 3.力 F 使物体绕 O 点转动的方向。
力矩： MO (F) = Fd
式中，O点--矩心，d--力臂，Fd表示力使物体绕点O转动效 果的大小，正负号则表明：Mo（F）是一个代数量，可以用它来 描述物体的转动方向。
问题本身的要ห้องสมุดไป่ตู้有关。
汽车机械基础
3.平衡 平衡是物体机械运动的特殊形式，是指物体相对地球处
于静止或匀速直线运动状态。 平衡是相对的，平衡是机械运动的一种特殊形式。平衡
的规律远比一般规律简单。
平衡力系：能使物体维持平衡的力系。 平衡条件：使物体平衡的力系所应满足的条件。
汽车机械基础
（二）静力学公理
汽车机械基础
一、汽车构件静力分析基础知识
（一）静力分析的基本概念 1.力
力是物体间相互的机械作用。（受力体、施力体） （1）力的作用效应：
外效应－－改变物体运动状态的效应； 内效应－－改变物体形状的效应。
（2）力的三要素： 大小 方向 作用点
F 确定力的必要因素
汽车机械基础
（3）力的表示法： 力是一矢量，用数学上的矢量记号来表示。
作用线：沿柔性体
FT
FT
方 向：离开非自由体
（拉力）
汽车机械基础
（2）光滑接触约束
作用线：沿约束面的公法线 方向：指向非自由体（压力）
汽车机械基础
（3）光滑铰链约束
① 中间铰链约束 将具有相同圆孔的两构件用圆柱形销钉连接。
铰链
汽车机械基础
力使物体产生转动效应取决于三个因素：
1.力 F 的大小。 2.力 F 到转动中心 O 的距离。 3.力 F 使物体绕 O 点转动的方向。
力矩： MO (F) = Fd
式中，O点--矩心，d--力臂，Fd表示力使物体绕点O转动效 果的大小，正负号则表明：Mo（F）是一个代数量，可以用它来 描述物体的转动方向。
问题本身的要ห้องสมุดไป่ตู้有关。
汽车机械基础
3.平衡 平衡是物体机械运动的特殊形式，是指物体相对地球处
于静止或匀速直线运动状态。 平衡是相对的，平衡是机械运动的一种特殊形式。平衡
的规律远比一般规律简单。
平衡力系：能使物体维持平衡的力系。 平衡条件：使物体平衡的力系所应满足的条件。
汽车机械基础
（二）静力学公理
汽车机械基础
一、汽车构件静力分析基础知识
（一）静力分析的基本概念 1.力
力是物体间相互的机械作用。（受力体、施力体） （1）力的作用效应：
外效应－－改变物体运动状态的效应； 内效应－－改变物体形状的效应。
（2）力的三要素： 大小 方向 作用点
F 确定力的必要因素
汽车机械基础
（3）力的表示法： 力是一矢量，用数学上的矢量记号来表示。
作用线：沿柔性体
FT
FT
方 向：离开非自由体
（拉力）
汽车机械基础
（2）光滑接触约束
作用线：沿约束面的公法线 方向：指向非自由体（压力）
汽车机械基础
（3）光滑铰链约束
① 中间铰链约束 将具有相同圆孔的两构件用圆柱形销钉连接。
铰链
掌握构件惯性力的确定方法和机构动态静力分析的方法;-培训课件.ppt
F21 = fN 21 = kfQ 令kf = fv F21 = fvQ
不论两运动副元素的几何形状如何，两元素间产生的 滑动摩擦力均可用通式：F21 = fN 21 = fvQ 来计算。
ƒv ------当量摩擦系数
..
14
一、移动副中的摩擦（续）
5）槽面接触效应 当运动副两元素为槽面或圆柱面接触时，均有ƒv＞ƒ
i =1
2）代换前后构件的质心位置不变；
以原构件的质心为坐标原点时，应满足：
n
mi xi
i =1 n
=
0
mi yi
i =1
= 0
3）代换前后构件对质心的转动惯量不变。
( ) n
mi
x
2 i
+
y
2 i
= Js
i =1
..
8
二、质量代换法（续）
4. 两个代换质量的代换法
用集中在通过构件质心S 的直线上的B、K 两点的代 换质量mB 和 mK 来代换作平面运动的构件的质量的代换 法。
=
d2 2
Qtg (a
..
-v)
21
三、转动副中的摩擦
1. 轴颈摩擦
..
22
三、转动副中的摩擦（续）
1）摩擦力矩和摩擦圆
摩擦力F21对轴颈形成的摩擦
力矩 M f = F21r = f vQr
①
用总反力R21来表示N21及F21
由力平衡条件
R21 = -Q ②
Md = -R21×= -M f
..
10
§4–3 运动副中的摩擦力的确定
1. 移动副中摩擦力的确定
F21=f N21 当外载一定时，运动副两元素间法向反力 的大小与运动副两元素的几何形状有关：
第四章构件的静力分析
作用在型钢上的力系
作用在吊环上的力系
第四章
1）．力的合成
构件的静力分析
合力——用一个力代替几个力的共同作用，且效果完 全相同。
力的合成——已知几个力，求其合力的过程。
(力的合成遵循力的平行四边形公理)
第四章
2）．力的分解
构件的静力分析
力的分解——将一个已知力分解为两个分力的过程。
– 力的合成的逆运算。 – 已知平行四边形的对角线求两邻边的过程。 – 由一条对角线可以做出无数个平行四边形，这就有 无数个解。因此必须要有附加条件，才可求出其确 定的解
第四章
构件的静力分析
共线力系——各力的作用方向在同一条直线上的力系。
FR = - F1 +F2 - F3 + F4 F=ΣFi 物体在共线力系作用下平衡的充要条件为：各力沿 作用线方向的代数和等于零。即：
F = F1 +F2 + … + Fn＝ΣFi ＝0
第四章
构件的静力分析
二、平面汇交力系 1、平面汇交力系
（3）在接触点存在约束的地方，按约束类型逐一画出
约束反力。画约束反力时，应取消约束，而用约束反力来
代替它的作用。
第四章
构件的静力分析
【例4－1】 重量为G的梯子AB，放置在光滑的水平地面上，并靠在铅直墙上，在D 点用一根水平绳索与墙相连，如图a所示。试画出梯子的受力图。 解： （1）将梯子从周围物体中分离出来，作为研究对象画出其隔离体。 （2）画出主动力，即梯子所受重力G，作用于梯子的重心，方向垂直向下。 （3）画墙和地面对梯子的约束反力。根据光滑结束面约束的特点，A、C处 的约束反力FNA 、FNC 与地面、梯子垂直并指向梯子。 （4）D点绳索提供的约束反力FT 应沿着绳索的方向并离开梯子。 梯子受力图如图b所示。