2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、第一章 精密機械零件的受力分析與平衡,力學的基本概念約束、約束反力與受力圖精密機械零件的受力平衡,§1 力學的基本概念,力是物體間的相互作用,這種作用使得物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化,同時物體也發(fā)生了變形。 力的三要素:作用點、方向、大小. 力作用于物體,使得物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的效應稱為力的外效應; 力使物體產(chǎn)生變形的效應稱為力的內(nèi)效應。,一.力的概念,二. 剛體的概念 就是在任何

2、力的作用下,物體的大小和形狀都保持不變的物體.(其實是忽略微小變形的理想化結(jié)果),外力作用下物體視為剛體的情況:①研究物體受力與運動關系時;②由平衡條件求解物體所受外力時;,三.平衡 平衡是物體相對于地球處于靜止或勻速直線 運動的狀態(tài)。 作用在剛體上使剛體處于平衡狀態(tài)的力系稱為平衡力系。平衡力系應滿足的條件稱為平衡條件。,1.二力平衡理論,,,圖1-2 剛體的平衡

3、 圖1-3 二力體的平衡,一個零件受兩個力的作用平衡,則此二力等值、反向、共線。,二力桿上二平衡力作用點的連線就是力的作用線。,四.靜力學公理,2.加減平衡力系理論,我們發(fā)現(xiàn)在作用于剛體上的任一力系中,加上或減去任意平衡力系,并不改變原力系對剛體的效應?!?作用于剛體上的力可沿其作用線移至剛體上的任一點,而不改變此力對剛體的作用效應。這就是力的可傳性原理。,剛體的狀態(tài)在前后并沒有發(fā)生改變,即力的作用效應相同。,注意:力的

4、可傳性原理僅僅適用于剛體?!τ谛枰紤]形變的物體,力不能沿其作用線移動,因為移動后將改變物體內(nèi)部的受力和變形情況。,桿的受力與變形,,二力合成,,,,R,C,B,A,O,,,,F1,F2,R,C,A,O,合力大小,三角形法則,3.力的平行四邊形法則,4.三力平衡交匯定理(三力匯交是平衡的必要條件),當剛體受不平行的三個力作用(其中兩個力的作用線相交于一點)而平衡時,這三個力的作用線必匯交于一點。,根據(jù)此定理可以確定剛體在受不平行三

5、力而處于平衡時未知力的方向。,5.作用與反作用定律,F1、F2的合力R與F3平衡,§2 約束、約束反力與受力圖,在受力分析中通常把零件在某些方向的運動加以限制,這就是約束;把構(gòu)成約束的周圍物體稱為約束體;約束體作用于研究對象上的一定的力稱為約束反力.,約束反力的方向總是與約束體所能限制的運動方向相反,這是確定約束反力方向的一個原則。在機械零件的靜力學中,約束反力和物體所受的主動力組成平衡力系,可用平衡條件求出約束反力。,

6、一.約束與約束反力,1.柔索約束,二.機械零件中常見的約束類型及其反力,約束反力沿繩索方向,且只能是拉力。,A,B,A,約束反力經(jīng)過接觸點沿光滑接觸面的法線方向,指向物體,稱為法向壓力或正壓力(不計摩擦)。,2.光滑面約束,分固定鉸鏈支座、活動鉸鏈支座和中間鉸鏈。,3.光滑圓柱鉸鏈約束,約束反力通過鉸鏈中心,方向和大小由主動力決定。(兩個未知數(shù)),固定鉸鏈約束,活動鉸鏈,約束反力通過鉸鏈中心,垂直于支承面;不能承受水平方向的力。,中間

7、鉸鏈,在工程結(jié)構(gòu)中,兩端用光滑鉸鏈與其他物體連接起來的剛體桿,如果不計桿的自重且桿上無其他力作用,若桿處于平衡狀態(tài),則該剛體桿是一個二力桿。剛體桿兩端所受到的兩個約束反力為一對平衡力,這兩個約束反力大小相等,方向相反,作用線相同。,三.受力圖,求解靜力平衡的問題時,必須首先進行受力分析:1.將研究對象從周圍的約束中分離出來,即解除約束;2.畫出其所受全部力的簡圖(畫出主動力,用約束反力代替約束);,§3 精密機械零件的受力

8、平衡,物體受力的平衡條件必須滿足: 1.力系中各力沿任一方向的分力的代數(shù)和為零。 2.力系中各力對任意點(軸)的力矩的代數(shù)和為零。,一.共線力的平衡,在平面力系中,物體平衡的必要條件是: 各力的矢量和為零,即 ∑F=0;或各力在平面坐標系x,y兩軸上投影代 數(shù)和均為零.除此之外,還應該具備物體平衡的充分條件,即滿足各力對平面內(nèi)任意一點的力矩和也為零,即∑MO(F)=0 。,二.平面力系的平衡,空間力系的平衡 必須具有六個平

9、衡條件,各力在x,y,z三軸方向投影的代數(shù)和等于零,繞Ox,Oy,Oz三軸的力矩和等于零:,三.空間力系的平衡,例: 設有一水平構(gòu)件AB,用固定鉸鏈支座及軟繩與墻壁連接,AB上作用著負荷P1 = 40 N,P2 = 100 N,構(gòu)件自重忽略不計,如圖1-20(a)所示。求繩內(nèi)拉力T及A點鉸鏈作用于構(gòu)件的反力R。,解: 取構(gòu)件AB作為研究對象,作其受力圖,力系中有三個未知量,分別是T,R與θ;應用三個平衡方程式,得,,,,T = 1

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