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第三章:平面任意力系

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第三章 平面任意力系 一、要求 1 、 掌握平面任意力系向一点简化的方法。会应用解析法求主矢和主矩。熟知平面任意力系简化的结果。 2 、 深入理解平面任意力系的平衡条件及平衡方程的三种形式。 3 、 能熟练地计算在平面任意力系作用下物体和物体系的平衡问题。 4 、理解简单桁架的简化假设,掌握计算其杆件内力的节点法和截面法。 二、重点、难点 1 、 本章重点:平面任意力系向作用面内任一点的简化,力系的简化结果。平面任意力系平衡的解析条件,平衡方程的各种形式。物体及物体系平衡问题的解法。 2 、 本章难点:主矢与主矩的概念。物体系的平衡问题。 三、学习指导 1 、 力的平移定理,是力系向一点简化的理论基础。一个力平移后,它对物体的作用效果发生了改变,要想保持原来力的作用效果,必须附加一个力偶。 2 、 平面任意力系向一点简化的方法:平面任意力系向一点简化,是依据力的平移定理,将作用在物体上的各力向任一点(称为简化中心)平移,得到作用在简化中心的一个平面汇交力系和平面力偶系(附加力偶系)。两个力系合在一起与原力系等效。这样,一个复杂的力系就分解成了两个简单的力系。然后,分别求平面汇交力系的合力和平面力偶系的合力偶,则原力系由作用在简化中心的一个力和一个力偶所代替,该力的大小和方向等于力系的主矢,该力偶的力偶矩等于力系的主矩。于是,平面任意力系的简化就成了计算力系的主矢和主矩的问题。 3 、 主矢和主矩:平面任意力系中,各力的矢量和称为力系的主矢,即 niiFR1 平面任意力系中,各力对于简化中心的力矩的代数和称为力系的主矩,即 )(1inioOFmM 关于主矢和主矩,需要弄清楚以下几点:(1 )主矢不是力,主矩不是力偶。主矢和主矩是描述平面任意力系对物体作用效果的量。(2 )主矢是自由矢量,只有大小和方向,描述平面任意力系使物体平动的作用效果。平面任意力系的主矩是代数量,只有大小和正负,描述平面任意力系使物体绕O 点转动的作用效果。(3 )主矢与简化中心的选择无关。从这个意义上讲,主矢是力系的一个不变量。主矩与简化中心的选择有关。这说明附加力偶随简化中心而改变。因此,对于力系的主矩,必须指出它是力系对于哪一点的主矩。 4 、 平衡条件和平衡方程 (1 )平衡条件:平面任意力系平衡的必要和充分条件是力系的主矢和对任一点O 的主矩都等于零,即0' R,0oM。所谓平衡的必要条件是:如果物体平衡,...

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