理论力学课件第1章力系的简化

2023REPORTING理论力学ppt课件第1章力系的简化2023•力系的基本概念•力系的简化方法目录•力系的平衡条件•力系的向心力和离心力CATALOGUE•力系的简化应用实例2023REPORTINGPART01力系的基本概念力系的基本定义定义力系是由一组力矢量构成的集合，这些力矢量作用于同一刚体或相互关联的刚体系统上分类根据力的作用点与方向，可将力系分为汇交力系、平行力系、任意力系等力系的基本性质力的合成与分解力的作用线根据平行四边形法则或三角形法则，力的作用线是指通过力的作用点并垂可以将一个力系中的多个力矢量合成直于力作用方向的直线，决定了力的一个力矢量，反之亦可将一个力矢量方向和大小分解为多个力矢量的组合力矩力矩是描述力对刚体转动效应的物理量，由力的大小、方向和矩心位置共同决定力系的分类010203汇交力系平行力系任意力系所有力的作用线都汇交于所有力的方向平行且相等既非汇交也非平行，可以一点的力系，如通过滑轮的力系，如均匀分布的载包含多种复杂情况的力系，的绳索所受的力荷如固定在斜面上的物体的重力2023REPORTINGPART02力系的简化方法力的合成与分解力的合成将多个力按照平行四边形法则进行组合，得到一个合力力的分解将一个力分解为两个或多个分力，满足平行四边形法则力矩的概念及计算力矩力矩的分类力矩的计算描述力对物体转动效果的根据转动轴的不同，可以根据力和力臂的大小，计物理量，等于力和力臂的分为定轴力矩和相对力矩算出力矩的大小和方向乘积力偶的概念及计算力偶的分类根据力偶的方向，可以分为正向力力偶偶和反向力偶由两个大小相等、方向相反且不在同一直线上的力组成的组合力偶的计算根据两个力的大小，计算出力偶的大小和方向力的平移定理力的平移定理一个力可以等效地移到任意点，但必须同时附加一个与原力大小相等、方向相反的平行移动分力平移定理的应用在分析静力学问题时，可以将力平移到物体的重心或任意方便的点，简化问题的分析2023REPORTINGPART03力系的平衡条件平衡状态与平衡条件平衡状态物体处于静止或匀速直线运动的状态平衡条件力系中所有力的矢量和为零，即合力为零平衡方程的建立与求解平衡方程的建立根据平衡条件，列出关于未知力的代数方程平衡方程的求解通过代数方法求解未知力平面力系的平衡条件平面力系作用在平面上的力系，其作用点可以在该平面上任意移动平面力系的平衡条件平面力系中所有力的矢量和为零，即合力为零2023REPORTINGPART04力系的向心力和离心力向心力的概念及计算向心力计算公式应用场景物体受到的力，使物体沿着某个F=m*v^2/r，其中F为向心力，在分析卫星绕地球运动、火车转中心点做圆周运动m为物体的质量，v为物体的线弯等问题时，需要考虑向心力速度，r为圆周运动的半径离心力与向心力的关系离心现象当物体做圆周运动时，如果速度过快，物体可能会离开圆周轨道，这种现象称为离心现象离心力物体受到的力，使物体离开圆周轨道离心力的计算方法计算公式F=m*v^2/r，其中F为离心力，m为物体的质量，1v为物体的线速度，r为圆周运动的半径注意离心力的计算公式与向心力的计算公式相同，但2方向相反应用场景在分析离心分离机、离心干燥机等设备时，需要3考虑离心力2023REPORTINGPART05力系的简化应用实例平面力系的简化实例刚体平面运动刚体在平面内的运动可以简化为平移和旋转，通过力系简化可以分析刚体的平衡状态和运动状态平面连杆机构平面连杆机构广泛应用于各种机械系统中，通过力系简化可以分析机构的运动特性和受力情况空间力系的简化实例空间刚体运动空间刚体的运动涉及到三个维度的平移和旋转，通过空间力系简化可以分析刚体的平衡状态和运动状态空间连杆机构空间连杆机构在机器人、航空航天等领域有广泛应用，通过空间力系简化可以分析机构的运动特性和受力情况实际工程中力系简化的应用机械设计建筑结构分析在机械设计中，通过力系简化可以分析在建筑结构分析中，通过力系简化可以分机械结构的强度、刚度和稳定性，优化析结构的承载能力和稳定性，确保建筑安机械设计VS全2023REPORTINGTHANKS感谢观看。