2019年理论力学PPT课件第7章 达郎贝尔原理.ppt 40页

2021年8月27日1第7章达朗贝尔原理分析力学两个基本原理之一提供研究约束动力系统的普遍方法—动静法 2021年8月27日2惯性力的概念刚体惯性力系的简化达朗贝尔原理达朗贝尔原理的应用 2021年8月27日3问题：汽车底盘距路面的高度为什么不同？工程实例 2021年8月27日4底盘可升降的轿车 2021年8月27日5问题：汽车刹车时，前轮和后轮哪个容易“抱死”？车轮防抱死装置ABS:Anti-BrakeSystem 2021年8月27日6无ABS系统时，刹车会产生侧滑现象 2021年8月27日7铁球乒乓球水槽静止旋转 2021年8月27日8F§7.1惯性力的概念F的反作用力F’称为m的惯性力。a施力体m受力体 2021年8月27日9其大小为FI=ma；方向与a的相反；作用在施力体上。惯性力FI为矢量， 2021年8月27日10§7.2达朗贝尔原理一、质点的达朗贝尔原理 2021年8月27日11二、质点系的达朗贝尔原理 2021年8月27日12包括外主动力与外约束力②可列6个独立投影方程注: 2021年8月27日13思考: 2021年8月27日14§7.3惯性力系的简化1.主矢:2.主矩:一、主矢与主矩 2021年8月27日15二、刚体惯性力系的简化1、平面运动刚体①一般情形②主平面情形（如质量对称面） 2021年8月27日163、定轴转动刚体若转轴⊥质量对称面,即主轴2、平移刚体当向质心简化时：当向质量对称面与转轴交点简化时：两个主矢量分别虚加在质心上和质量对称面与转轴的交点上 2021年8月27日17例1质量为m、长为L的匀质杆AB在图示位置无初速释放。求：释放瞬时杆AB的加速度、柔索A、B内的拉力。§7.4达朗贝尔原理的应用答：扩展性讨论 2021年8月27日18④已知滑轮A：m1、R1，R1=2R2，JO;滑轮B：m2、R2，JC；物体C：m3求系统对O轴的动量矩。答： 2021年8月27日19例2直杆、圆盘系统在水平面内运动，系统初始静止，不计摩擦。求:任意瞬时，角加速度α，销子B所受到的动约束反力FNB。答： 2021年8月27日20答：例3质量为m、半径为r的滑轮（可视作均质圆盘）上绕有软绳，将绳的一端固定于点A而令滑轮自由下落如图示。不计绳子的质量.求:轮心C的加速度ac和绳子的拉力FT。 2021年8月27日21思考：①匀质杆质量m,长L，接触面光滑。求:杆AB在图示水平位置静止释放时的角加速度。解：杆作平面运动,此瞬时的角速度为零。分别取A，B为基点，则有 2021年8月27日22aAaBFAFBmgacxacyaFAFBmgFgRxFgRy 2021年8月27日23 2021年8月27日24OCBA②BC杆与圆盘O组成的组合体，杆和圆盘质量都为m,盘的半径为r,杆长BC=2r。圆盘在地面上作纯滚动。设此位置无初速开始运动时，求:地面对圆盘的约束力FN,Ff。 2021年8月27日25解：点C为系统的质心，且此瞬时角速度为零。根据运动分析虚加惯性力、惯性力偶OCBAFIyacya0acxFIxa 2021年8月27日26OCBAFf2mgFNFIyacya0acxFIxa 2021年8月27日27 2021年8月27日28例4求匀质圆盘转动的角加速度和柔索的拉力。答：扩展性讨论 2021年8月27日29OABOAB例5已知：两均质杆m,L。求绳子剪断瞬时两杆的角加速度，答： 2021年8月27日30求系统从此瞬时静止开始运动，两杆的角加速度。设支撑面固定且光滑。思考OAB3001)与前例的不同之处？2）共有几个未知量？3）需补充几个方程？4）解题的思路如何？ 2021年8月27日31运动分析动力分析，先取整体再取杆AB联立前三式可求得FN, 2021年8月27日32两种约束力1）静约束力——与主动力平衡2）动约束力——与惯性力平衡两种方法:1）动量定理与动量矩定理2）动静法形式不同，本质相同。 2021年8月27日33引起轴承动约束力的几种情形FIR1＝FgR2BAmmFIR1FIR21.理想状态2.偏心状态FAFBABmmFIR1FIR2FIR1>FgR2 2021年8月27日343.偏角状态4.既偏心又偏角状态mABmFAFBFIR1FIR2FAABmmFBFIR1FIR2 2021年8月27日35 2021年8月27日36图示位置平衡任意位置静平衡高速旋转时有较小的动反力高速旋转时有较大的动反力实验现象表明：动反力、平衡位置与转子的质量分布有关 2021年8月27日37高速转子的实际应用 2021年8月27日38思考:如图(a)、(b)、(c)、(d)所示定轴转动情形，哪些情况满足静平衡，哪些情况满足动平衡？(a)(b)(c)(d) 2021年8月27日39建立蛤蟆夯的运动学和动力学模型2分析蛤蟆夯工作过程中的几个阶段 2021年8月27日40动静法的特点1动静方程数学上与动量定理与动量矩定理微分式等价.且应用更为方便(如不必考虑矩心的条件等)2对系统加上惯性力和全部外力后,可完全应用静力学方法与技巧(如矩心与投影轴选取)3常与动能定理结合,求解复杂动力状态问题(非稳态问题)