为了清晰地表示物体的受力情况,通常需把研究的物体从周围物体中分离出来,然后把其他物体对研究对象的全部作用力用简图形式画出来。这种表示物体受力的简明图形,称为受力图。
例2.1 压路机用力F拉动碾子压平路面,碾子受到一石块阻碍。其受力图如图2.17(a)所示。
解 (1)取碾子为研究对象,单独画出其简图。
(2)受力分析:画出已知主动力(重力W、杆对碾子的拉力F)。因碾子在A,B两点受到石块和地面的约束,故在A处受到法向约束反力FNA的作用,在B处受到地面的法向FNB的作用,它们都沿碾子接触点的公法线指向圆心O。
(3)画出受力简图,如图2.17(b)所示。
图2.17 压路机压平路面
例2.2 如图2.18(a)所示的三铰拱桥,由左右两拱铰接而成。设拱的自重不计,在左拱AC上作用载荷F,试分别画出拱AC和CB的受力图。
解 (1)先分析右拱BC的受力。由于拱BC自重不计且只在B,C两处受到铰链约束,因此,拱BC为二力杆。在铰链中心B,C分别受FNB,FNC两力作用,且FNB=-FNC。这两个力的方向如图2.18(b)所示。
(2)取左拱AC为研究对象,主动力只有F,拱在铰链C处受拱BC产生的约束力作用。根据作用反作用原理可知,。拱在A处的约束力因方向未定,故可用FXA,FYA两个大小未知的正交分力代替。进一步分析,拱AC受3个力作用,且处于平衡状态。根据三力平衡汇交定理可知,三力必汇交一点,即F与的交点O。于是,可确定A点受力方向FNA,如图2.18(d)所示。
图2.18 三铰拱桥受力图(www.xing528.com)
画受力图的方法如下:
①取分离体。
②画出主动力。
③画出约束反力。
画受力图的过程如图2.19所示。
图2.19 受力图
【巩固与提高】
1.约束的类型有哪几种?
2.平面力系分哪几种?
3.受力图的画法分哪几个步骤?
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