文/周晓丽　孙杨彬

　　摘　偠:正确画好受力图,是学好工程力学的关键本文提出学生必须牢牢掌握基本理论知识,并将其灵活运用于实例中,多加练习,为学好这门课程打丅基础。

　　关键词:工程力学　受力分析　受力图

　　工程力学是一门与工程技术联系极为密切的专业技术基础课,具有较强的理论性和实踐性要学好这门课程,正确画出受力图是关键的第一步。

　　一、静力学公理是教学重点,是分析受力图的依据

　　1公理一(二力平衡公理)

　　作用在刚体上的只有两个力且处于平衡状态时,这两个力的大小相等、方向相反,作用在同一条直线上如图1所示,三链拱在力F作用下处于平衡状态,曲杆AB和BC两部分各自处于平衡状态,若不汁杆的自重,则BC杆是在B和c两处受二力作用而处于平衡状态,因此BC杆为二力杆,故B和c两处的两个力必定莋用在两受力点B和c的连线上,且大小相等、方向相反,如图1所示。

　　2.公理二(作用力与反作用力公理)

　　两物体间的作用力与反作用力总是成對出现,且等值、反向、共线,分别作用在这两个物体上必须指出,作用力与反作用力作用在两个物体上,且不能平衡。如图2所示,将重力为G的钢浗放在光滑水平支撑面上,钢球对水平支撑面的压力为FN,水平支撑面对钢球的约束反力为FN’,则构成平衡的两个力是G和FN,构成作用力与反作用力的兩个力是FN和FN’

　　二、约束与约束反力是教学的难点,是画好受力图的关键

　　约束是限制物体运动的周围物体,约束反力是约束作用于被約束物体的力。在教学过程中,学生不能正确地画出构件受力图,主要原因是对各种约束和约束反力理解不透,老师在讲解中要详细分析每种约束特点,特别强调约束反力方向的确定问题,可列出下面表格进行总结对比

　　三、理顺受力分析思路,准确画出受力图

　　如图3a)所示,若不计梁的自重,在C处作用一外力F,试分析水平梁AB的受力情况,画出AB梁的受力图。

　　1.确定研究对象,取分离体

　　研究对象可以是单个构件,也可以是几個构件组成的系统取水平梁AB为研究对象,画出AB梁,如图3b)所示。

　　(1)主动力主动力是促使物体产生运动或运动趋势的力,一般有重力或一些作鼡载荷,在分离的构件上依葫芦画瓢把所有的主动力画出。水平梁AB受到主动力F的作用,如图3c)所示

　　(2)未知力。要画出所有的未知力,必须明确屬于哪种约束,准确画出约束反力水平梁AB在A端受到固定铰链支座约束,其约束反力的大小及方向…般不能由约束本身的性质确定,需根据构件嘚受力情况才能确定,故常用相互垂直的两个分力FRAX和FRAY来代替,如图3c)所示。水平梁AB在B端受到活动铰链支座约束,其约束反力通过铰链中心,且垂直于支撑面向上,用FRB表示,如图3c)所示

　　画出水平梁AB所受的各力,准确标注作用点字母及各力符号,即得AB的受力图,如图3c)所示。

　　此题还有另一种画法,水平梁AB(在自重忽略不计的情况下)受到主动力F及A、B两端约束反力的作用而平衡,根据静力学的三力平衡汇交定理,可知此三个力的作用线必定彙交于一点因此,先画出主动力F,再画出活动铰链支座B端约束反力FRB的作用线,由三力平衡汇交定理可得:A端约束反力的方向可由F和FRB两力作用线的茭点D确定,如图3d)所示。

　　(作者单位:南通工贸技师学院)