《《工程力學（靜力學）》：第6章 靜力學專題》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《《工程力學（靜力學）》：第6章 靜力學專題（49頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、靜力學靜力學第六章第六章 靜力學專題靜力學專題1 桁架桁架2 摩擦摩擦3 重心重心謝傳鋒:工程力學(靜力學)1靜力學靜力學輸輸 電電1 桁架桁架橋梁橋梁建建 筑筑一、桁架概述一、桁架概述通訊通訊謝傳鋒:工程力學(靜力學)2靜力學靜力學1 桁架桁架 由一些細長直桿由一些細長直桿由一些細長直桿由一些細長直桿按適當方式分別在兩按適當方式分別在兩按適當方式分別在兩按適當方式分別在兩端連接而成的幾何形端連接而成的幾何形端連接而成的幾何形端連接而成的幾何形狀不變的結構。狀不變的結構。狀不變的結構。狀不變的結構。桁桁 架架:謝傳鋒:工程力學(靜力學)3靜力學靜力學1 桁架桁架木桁架木桁架鋼桁架鋼桁架鋼筋混凝

2、土桁架鋼筋混凝土桁架桁架的類型：桁架的類型：桁架的類型：桁架的類型：按按材料的類型材料的類型可分為：可分為：謝傳鋒:工程力學(靜力學)4靜力學靜力學1 桁架桁架空間桁架空間桁架 組成桁架的所有桿組成桁架的所有桿件軸線都在同一平面內件軸線都在同一平面內 組成桁架的桿件軸組成桁架的桿件軸線不在同一平面內線不在同一平面內平面桁架平面桁架桁架的類型桁架的類型桁架的類型桁架的類型按按空間分布形式空間分布形式可分為：可分為：謝傳鋒:工程力學(靜力學)5靜力學靜力學1 桁架桁架桁架的節(jié)點桁架的節(jié)點桁架的節(jié)點桁架的節(jié)點 工程上把幾根直桿連接工程上把幾根直桿連接工程上把幾根直桿連接工程上把幾根直桿連接的地方稱為

3、節(jié)點的地方稱為節(jié)點的地方稱為節(jié)點的地方稱為節(jié)點謝傳鋒:工程力學(靜力學)6靜力學靜力學1 桁架桁架榫接榫接木桁架節(jié)點木桁架節(jié)點木桁架節(jié)點木桁架節(jié)點謝傳鋒:工程力學(靜力學)7靜力學靜力學1 桁架桁架鋼桁架節(jié)點鋼桁架節(jié)點鋼桁架節(jié)點鋼桁架節(jié)點鉚接鉚接焊接焊接謝傳鋒:工程力學(靜力學)8靜力學靜力學1 桁架桁架鋼筋混凝土桁架節(jié)點鋼筋混凝土桁架節(jié)點鋼筋混凝土桁架節(jié)點鋼筋混凝土桁架節(jié)點剛剛 接接謝傳鋒:工程力學(靜力學)9靜力學靜力學1 桁架桁架假設假設1 1：各桿件都用光滑鉸鏈相連接各桿件都用光滑鉸鏈相連接桁架模型簡化的基本假設桁架模型簡化的基本假設謝傳鋒:工程力學(靜力學)10靜力學靜力學1 桁架桁

4、架假設假設2 2：各桿件軸線都是直線，并通過鉸鏈中心各桿件軸線都是直線，并通過鉸鏈中心謝傳鋒:工程力學(靜力學)11靜力學靜力學1 桁架桁架假設假設3 3：所有外力（荷載及支座約束力）都作用在節(jié)點上所有外力（荷載及支座約束力）都作用在節(jié)點上謝傳鋒:工程力學(靜力學)12靜力學靜力學1 桁架桁架桁架模型簡化的基本假設：桁架模型簡化的基本假設：假設假設1 1：各桿件都用光滑鉸鏈相連接各桿件都用光滑鉸鏈相連接假設假設2 2：各桿件軸線都是直線，并通過鉸鏈中心各桿件軸線都是直線，并通過鉸鏈中心假設假設3 3：所有外力（荷載及支座約束力）都作用在節(jié)點上所有外力（荷載及支座約束力）都作用在節(jié)點上滿足上述基

5、本假設的桁架稱為滿足上述基本假設的桁架稱為 理想桁架理想桁架謝傳鋒:工程力學(靜力學)13靜力學靜力學1 桁架桁架二二 力力 桿桿軸軸軸軸 向向向向 力力力力ABFAFBAB理想桁架中桿件受力的特點：理想桁架中桿件受力的特點：CBFCFB謝傳鋒:工程力學(靜力學)14靜力學靜力學1 桁架桁架二、平面桁架內力的計算方法二、平面桁架內力的計算方法1 1、節(jié)點法節(jié)點法（以節(jié)點為研究對象計算桿件內力的方法）（以節(jié)點為研究對象計算桿件內力的方法）ABCDE例例:在圖示桁架中在圖示桁架中,已知水平桿和鉛垂桿等長已知水平桿和鉛垂桿等長,求求各桿內力各桿內力。1234567研究節(jié)點研究節(jié)點E 桿桿1、2的內力

6、的內力研究節(jié)點研究節(jié)點C 桿桿3、6的內力的內力研究節(jié)點研究節(jié)點D 桿桿4、5的內力的內力研究節(jié)點研究節(jié)點B 桿桿7內力和內力和B處的處的約束力約束力零力桿零力桿：在桁架中受力為零的桿件在桁架中受力為零的桿件謝傳鋒:工程力學(靜力學)15靜力學靜力學1 桁架桁架xyFN=0FPFN1=0FN 2=0？零桿的判斷零桿的判斷零桿的判斷零桿的判斷：謝傳鋒:工程力學(靜力學)16靜力學靜力學1 桁架桁架FPFPABCDEGHI例題：例題：試確定圖示桁架中的試確定圖示桁架中的零力桿零力桿謝傳鋒:工程力學(靜力學)17靜力學靜力學1 桁架桁架節(jié)點法的特點節(jié)點法的特點:1、研究對象為節(jié)點（匯交力系）、研究對

7、象為節(jié)點（匯交力系）2、每個節(jié)點可以建立兩個獨立的平衡方程、每個節(jié)點可以建立兩個獨立的平衡方程問題問題1:在圖示桁架中在圖示桁架中,哪些桿件為哪些桿件為零力桿零力桿?問題問題2:在圖示桁架中在圖示桁架中,桿桿1的內力如何求的內力如何求?1謝傳鋒:工程力學(靜力學)18靜力學靜力學1 桁架桁架2 2、截面法截面法(以部分桁架為研究對象計算桿件內力的方法以部分桁架為研究對象計算桿件內力的方法)1例例:求圖示求圖示桁架中桿桁架中桿1的內力。的內力。解解:1 1、選取截面選取截面 2 2、畫受力圖、畫受力圖 3 3、建立平衡方程、建立平衡方程研究整體研究整體:研究部分桁架研究部分桁架謝傳鋒:工程力學(

8、靜力學)19靜力學靜力學1 桁架桁架桿件受壓會產生失穩(wěn)桿件受壓會產生失穩(wěn)謝傳鋒:工程力學(靜力學)20靜力學靜力學1 桁架桁架截面法特點截面法特點:研究對象為部分桁架研究對象為部分桁架,可建立可建立3 3個獨立的平衡方程個獨立的平衡方程思考題：思考題：確定圖示結構的靜定性確定圖示結構的靜定性ABCDE(1)OABCDE(2)OABCDE(3)OABCDE(4)O未知量個數未知量個數 =獨立平衡方程的個數獨立平衡方程的個數謝傳鋒:工程力學(靜力學)21靜力學靜力學1 桁架桁架ABC思考題：思考題：試確定圖示桁架中的零力桿。試確定圖示桁架中的零力桿。謝傳鋒:工程力學(靜力學)22靜力學靜力學1 桁

9、架桁架例例:求圖示結構中求圖示結構中,CB桿上桿上C端的約束力和桿端的約束力和桿1的內力的內力 已知已知:M,P,AE=EC=CD=DB=DH=EG=LABCDEGH1BDHCG解題思路：解題思路：1 1、研究銷釘、研究銷釘G2 2、研究結構右半部分、研究結構右半部分3 3、研究整體、研究整體謝傳鋒:工程力學(靜力學)23靜力學靜力學1 桁架桁架ABCDEGH1解解:1 1、研究整體、研究整體2 2、研究分離體、研究分離體3 3、研究銷釘、研究銷釘GBDHCG謝傳鋒:工程力學(靜力學)24靜力學靜力學2 摩擦摩擦現實中的摩擦問題現實中的摩擦問題謝傳鋒:工程力學(靜力學)25靜力學靜力學2 摩擦

10、摩擦多盤摩擦離合器多盤摩擦離合器 單盤摩擦離合器單盤摩擦離合器 謝傳鋒:工程力學(靜力學)26靜力學靜力學2 摩擦摩擦謝傳鋒:工程力學(靜力學)27靜力學靜力學2 摩擦摩擦謝傳鋒:工程力學(靜力學)28靜力學靜力學2 摩擦摩擦謝傳鋒:工程力學(靜力學)29靜力學靜力學2 摩擦摩擦一、滑動摩擦一、滑動摩擦1 1、靜滑動摩擦、靜滑動摩擦2 2、動滑動摩擦、動滑動摩擦其中：其中：靜滑動摩擦因數靜滑動摩擦因數 其中：其中：動滑動摩擦因數動滑動摩擦因數 F：摩擦力摩擦力，：法向約束力法向約束力滑動趨勢滑動趨勢謝傳鋒:工程力學(靜力學)30靜力學靜力學2 摩擦摩擦影響摩擦系數的因素：影響摩擦系數的因素：濕

11、度、溫度濕度、溫度摩擦表面的材料摩擦表面的材料謝傳鋒:工程力學(靜力學)31靜力學靜力學2 摩擦摩擦剎車盤剎車盤謝傳鋒:工程力學(靜力學)32靜力學靜力學2 摩擦摩擦 八達嶺高速公路進八達嶺高速公路進京方向有十多公里的下京方向有十多公里的下坡路，常常有大貨車制坡路，常常有大貨車制動失靈引發(fā)交通事故。動失靈引發(fā)交通事故。謝傳鋒:工程力學(靜力學)33靜力學靜力學2 摩擦摩擦謝傳鋒:工程力學(靜力學)34靜力學靜力學2 摩擦摩擦二、摩擦角與自鎖現象二、摩擦角與自鎖現象稱為稱為摩擦角摩擦角（不滑動的條件）（不滑動的條件）自鎖條件自鎖條件運動趨勢運動趨勢全反力全反力謝傳鋒:工程力學(靜力學)35靜力學

12、靜力學2 摩擦摩擦問題：問題：已知靜滑動摩擦因數已知靜滑動摩擦因數為為 f,斜面傾角為多大時斜面傾角為多大時,滑塊滑塊將要滑動將要滑動。問題：問題：已知靜滑動摩擦因數已知靜滑動摩擦因數均為均為 f，沿垂直于屏幕方向，沿垂直于屏幕方向水平推動滑塊水平推動滑塊,哪種情況較易哪種情況較易推動？推動？n謝傳鋒:工程力學(靜力學)36靜力學靜力學2 摩擦摩擦斜面摩擦自鎖的應用斜面摩擦自鎖的應用n謝傳鋒:工程力學(靜力學)37靜力學靜力學2 摩擦摩擦BA問題：問題：假設墻壁光滑，若使梯子不滑假設墻壁光滑，若使梯子不滑動，地面與梯子間的靜滑動摩擦因數動，地面與梯子間的靜滑動摩擦因數 fs 至少為多大至少為多

13、大。(不計梯子自重不計梯子自重,人重為人重為W)ABn解：解：研究梯子，畫受力圖研究梯子，畫受力圖謝傳鋒:工程力學(靜力學)38靜力學靜力學2 摩擦摩擦問題：問題：長軸為長軸為 a，短軸為，短軸為 b ，重為，重為W的均質橢圓盤，一端鉛垂的均質橢圓盤，一端鉛垂吊起，另一端放在傾角為吊起，另一端放在傾角為 的固定斜面上，圓盤長軸與水平線的固定斜面上，圓盤長軸與水平線的夾角為的夾角為 ，若圓盤處于平衡，若圓盤處于平衡，圓盤與斜面的靜滑動摩擦因數圓盤與斜面的靜滑動摩擦因數最小為多大？最小為多大？不滑動的條件不滑動的條件解：解：研究橢圓盤，受力分析研究橢圓盤，受力分析謝傳鋒:工程力學(靜力學)39靜力

14、學靜力學2 摩擦摩擦例：例：重為重為W長為長為L的均質梯子靠在光滑的均質梯子靠在光滑的墻壁上的墻壁上(夾角為夾角為 ）,它與地面的靜它與地面的靜滑動摩擦因數為滑動摩擦因數為 f,梯子上作用一水梯子上作用一水平力平力F，BD=a，求維持平衡時的求維持平衡時的F。解：取梯子為研究對象解：取梯子為研究對象,畫受力圖畫受力圖ABCDBDCAP謝傳鋒:工程力學(靜力學)40靜力學靜力學2 摩擦摩擦維持平衡的條件維持平衡的條件:BDCA求解靜滑動摩擦問題應注意：求解靜滑動摩擦問題應注意：靜滑動摩擦力（大小、方向）由平衡條件（方程）確定。靜滑動摩擦力（大小、方向）由平衡條件（方程）確定。只有達到臨界狀態(tài)時，

15、靜滑動摩擦力的大小才等于支撐力與只有達到臨界狀態(tài)時，靜滑動摩擦力的大小才等于支撐力與摩擦因數的乘積。摩擦因數的乘積。謝傳鋒:工程力學(靜力學)41靜力學靜力學2 摩擦摩擦三、滾動摩阻三、滾動摩阻剛體假設：剛體假設：圓盤為剛體圓盤為剛體地面為剛體地面為剛體謝傳鋒:工程力學(靜力學)42靜力學靜力學2 摩擦摩擦滾動摩阻力偶滾動摩阻力偶非剛體假設：非剛體假設：圓盤為非剛體圓盤為非剛體地面為非剛體地面為非剛體d 滾動摩阻系數滾動摩阻系數（mm）滾動摩阻力偶矩的方向與輪子滾動（趨勢）的方向相反滾動摩阻力偶矩的方向與輪子滾動（趨勢）的方向相反注意：注意：當滾阻力偶未達到最大值時，其大小由平衡方程確定。當滾

16、阻力偶未達到最大值時，其大小由平衡方程確定。謝傳鋒:工程力學(靜力學)43靜力學靜力學2 摩擦摩擦例：例：圓盤為圓盤為W，半徑為半徑為R，水平拉力為水平拉力為F F，靜滑動摩擦因數為靜滑動摩擦因數為 f 滾動摩擦阻力系數為滾動摩擦阻力系數為 ，求維持平衡時最大拉力，求維持平衡時最大拉力Fmax。解：解：研究圓盤，畫受力圖研究圓盤，畫受力圖不不滑動條件：滑動條件：不不滾動條件：滾動條件：A謝傳鋒:工程力學(靜力學)44靜力學靜力學2 摩擦摩擦思考題思考題1：重為重為W的滑塊在水平推力的滑塊在水平推力W的作用下可在粗糙的水的作用下可在粗糙的水平地面上保持平衡，試確定全反力的大小、方向和作用點。平地

17、面上保持平衡，試確定全反力的大小、方向和作用點。謝傳鋒:工程力學(靜力學)45靜力學靜力學2 摩擦摩擦思考題思考題2：已知斧頭與樹根間的靜滑動摩擦因數為已知斧頭與樹根間的靜滑動摩擦因數為f，若斧頭不被卡住，求斧頭的最小楔角若斧頭不被卡住，求斧頭的最小楔角。謝傳鋒:工程力學(靜力學)46靜力學靜力學2 摩擦摩擦思考題思考題3：均質米尺如圖所示，兩手以不同的速度緩慢向中均質米尺如圖所示，兩手以不同的速度緩慢向中間運動，當兩手合并時，確定手指相對尺子的位置。間運動，當兩手合并時，確定手指相對尺子的位置。謝傳鋒:工程力學(靜力學)47靜力學靜力學3 重心重心重心：重心：物體重力合力的作用點物體重力合力的作用點 在均勻重力場中，物體的重心在均勻重力場中，物體的重心相對物體本身是固定不變的。相對物體本身是固定不變的。xyz設：物體的質量密度為設：物體的質量密度為謝傳鋒:工程力學(靜力學)48靜力學靜力學本章結束本章結束謝傳鋒:工程力學(靜力學)49