工业设计机械基础第一章-工程力学的基本概念课件.pptx

1、1第一章第一章 工程力学的基本概念工程力学的基本概念第一节第一节 工程力学与工业设计工程力学与工业设计第二节第二节 工程力学的研究对象与基本内容工程力学的研究对象与基本内容第三节第三节 刚体与变形固体刚体与变形固体 力与力系力与力系 第四节第四节 静力学公理静力学公理 第五节第五节 约束与约束反力约束与约束反力 第六节第六节 分离体与受力图分离体与受力图 1第一章第一章 工程力学的基本概念工程力学的基本概念第一节第一节 工程力学与工业设计工程力学与工业设计一、工程力学在产品设计中的作用一、工程力学在产品设计中的作用 工程力学对产品设计有什么用?这是工业设计专业学生学习本课程时首先想了解的问题。

2、简要的回答是:第一第一,任何产品都必须稳定任何产品都必须稳定或能按预定要求运动;第二第二,任何产品都应该牢固任何产品都应该牢固,正常使用中不会损坏。要正确处理这两方面的问题,都离不开工程力学知识。前者属于静力学静力学或动力学动力学的范围,后者属于材料力学材料力学的范围。1.1.产品设计与静力学、动力学产品设计与静力学、动力学图1-1 高椅、摇椅,使用中必须稳定,不会倾倒 酒吧里的吧椅和婴儿高椅,椅子高,人坐在椅子上难免左摇右摆、前倾后仰,为了安全,确保坐着不倾倒,地面上支撑的纵横尺寸该有多大,必须计算。对于儿童摇马,或成人摇椅,类似的安全问题显然更加突出。这些都属于静力学的问题。这些都属于静力

3、学的问题。1 椅子的各部分之间一般是固定不动的。如果使用中重心产生移动时，要考虑部件移动中的极端状态。例如：台灯台灯要求灯头探到最远位置而不倾倒,台灯的底座需多大、多重呢?小型小型吊车吊车，当最大起重量且重物距离达到最远时,吊车的底盘尺寸和配重应该满足怎样的条件?这些也都属于静力学的问题。这些也都属于静力学的问题。a）b）图1-2 部件运动会引起整体中心移动的产品 1.1.产品设计与静力学、动力学产品设计与静力学、动力学 室外的广告牌能经受多大的风力吹拂不倾倒?室外的公告栏顶棚能承受多厚的积雪不被压塌?设计这些公共设施也需要进行力学计算。图1-3 设计公共设施也需要进行力学计算 1.1.产品设

4、计与静力学、动力学产品设计与静力学、动力学1 案桌上迷你风扇每秒送风量与电动机功率风量与电动机功率的关系如何?儿章乐园里的电动摇马,怎样估算怎样估算它所需的驱动功率驱动功率?电动自行车的功率与自重、载重、爬坡能力、行驶速度功率与自重、载重、爬坡能力、行驶速度等因素有怎样的定量关系?这些也属于工程力学工程力学解答的问题。图1-4 产品中的功率计算问题举例 1.1.产品设计与静力学、动力学产品设计与静力学、动力学2.2.产品设计与材料力学产品设计与材料力学 20世纪20年代包豪斯学校教师布劳耶设计的钢管椅,它开启了采用钢管制作家具的新潮流。1)1)钢管椅应该尽量轻巧钢管椅应该尽量轻巧,但前提是必须

5、但前提是必须牢固牢固,能保证长期正常使用而不致折断破坏。如何做到这一点?这是材料力学中的强这是材料力学中的强度问题。度问题。图1-5 布劳耶钢管椅 此问题涉及的力学因素涉及的力学因素比较多,例如:人的体重如何作用体重如何作用于钢管椅?最容易折断破坏的是钢管椅的哪个或哪几个部位?钢管架子的尺寸、形状尺寸、形状与钢管的承载能力有什么关系?人猛然往椅面上坐下去产生的冲击力冲击力有多大影响?人在椅子上长期晃动造成的反复作用又有什么影响?弄清了上述问题,才能合理确定钢管的直径和壁厚。图1-6 几乎所有的产品都存在强度问题 可折叠自行车可折叠自行车,当然越轻越好,叠起来能轻松地随身携带,而强度正是轻巧的主

6、要制约因素。几乎所有的产品设计时都需要考虑强度问题强度问题。轻型家用物架家用物架,希望轻巧,也要求能多承载一点重量不被压坏。家具家具造型要新颖,但强度问题需要重视。几乎所有的产品都存在强度问题。几乎所有的产品都存在强度问题。电脑桌电脑桌要耐用，不散架也是强度问题。游乐设施游乐设施直接关系着人身安全，强度问题更不可忽视。2.2.产品设计与材料力学产品设计与材料力学 2)2)富于弹性是钢管椅的关键特征富于弹性是钢管椅的关键特征,适宜的弹性能使人享受钢管椅的舒适和乐趣,因而人的体重使钢管椅产生多大的变形量是设计中的要点。这是材料力学中的刚度问题。这是材料力学中的刚度问题。图1-7儿童乐园里的弹性摇马

7、 儿童乐园里的弹性摇马弹性摇马,其底座是一个大弹簧。既要长年使用确保儿童安全，又要能让儿童产生弹摇适度的乐趣，既既是是强度问题强度问题，也，也是刚度问题。是刚度问题。有些有些产品必须有足够的刚度产品必须有足够的刚度，即产品受力引起的变形量需要限制。否则不能正常使用。而而另一些产品则要求有适宜的弹性才能达到另一些产品则要求有适宜的弹性才能达到。钢管椅是如此,很多电器插拔开关和电脑主机里的插板是如此,手机、相机的电池盖板是如此,就连一支圆珠笔上也有几处利用弹性的结构。2.2.产品设计与材料力学产品设计与材料力学这些都是材料力学问题。这些都是材料力学问题。图1-8 塑料日用品：力学上是否合理，关系使

8、用功能，也关系造型美观 工工业设计的主体是产品设计业设计的主体是产品设计,掌握一定的工程力学基础知识,是产品设计师所必须具备的素质,因此设计专业的学生要认真学习力学课程。力学系统性强，较抽象，很严谨。刚度的分析计算也是材料力学的一个部分刚度的分析计算也是材料力学的一个部分。影响刚度因素较多,包括产品的结构、尺寸、形态、材料性能等。图1-8是一些常见塑料日用品,每一件产品结构形态的优劣都与力结构形态的优劣都与力学密切相关学密切相关。消耗同样多的材料制成的一件产品,力学上合理,就能提高其使用功能。2.2.产品设计与材料力学产品设计与材料力学 二、工程力学与产品的形态美二、工程力学与产品的形态美1.

9、1.均衡与稳定是造型美的形式法则之一，他们来源于力学中的概念均衡与稳定是造型美的形式法则之一，他们来源于力学中的概念图1-9 飞马踏燕 均衡与稳定均衡与稳定的造型法则来源于人们对事物安稳、可靠的心理要求,它是由实际物体在重力作用下的平衡状态所直接引申而来。“飞马踏燕”造型令人惊叹，飞奔着的马一蹄着地,动态中还维持着瞬时的平衡与稳定。图1-10 夏普BH-351型半导体收音机 视觉稳定与“视觉量感视觉量感”有关，体积大、颜色深的物体,不论实际重量如何,总是让人产生很重的心理感受,这就是视觉量感。夏普收音机造型是不对称的。前部体积虽小而颜色深浓,后部体积虽大而颜色浅淡，在视觉上获得均衡稳定。图1-

10、11 中国古老的石拱桥赵州桥 2.2.形态的视觉心理感受，与它强度、刚度上的合理性有深刻的潜在联系形态的视觉心理感受，与它强度、刚度上的合理性有深刻的潜在联系 我国隋代工匠大师李春设计的赵州桥，是世界上最古老、最著名的石拱桥之一。优美曲线形态、端庄稳定的雄姿优美曲线形态、端庄稳定的雄姿。二、工程力学与产品的形态美二、工程力学与产品的形态美图1-12棚架的立柱、挑梁与货架 城市中公共汽车站或铁路沿线小站的遮阳防雨棚架。挑梁与立柱相连的根部梁截面的高度尺寸较大根部梁截面的高度尺寸较大，远端高度尺寸也逐渐变小远端高度尺寸也逐渐变小。挑梁截面曲线挺美，结构强度合理结构强度合理。如果相反，缺乏美感，从结

11、构强度来分析也不合理。货架搁板的截面也是根部较厚,向外沿逐渐减薄,在力学上合理，视觉上也使人顺眼、舒服。二、工程力学与产品的形态美二、工程力学与产品的形态美2.2.形态的视觉心理感受，与它强度、刚度上的合理性有深刻的潜在联系形态的视觉心理感受，与它强度、刚度上的合理性有深刻的潜在联系图1-13 合理的力学结构与造型美 洗衣机等一些机壳的正面、侧面均采用压肋加固结构。既加强了强度刚度,也增加了美观。造型美与合理的力学构形有深刻内在联系造型美与合理的力学构形有深刻内在联系。2.2.形态的视觉心理感受，与它强度、刚度上的合理性有深刻的潜在联系形态的视觉心理感受，与它强度、刚度上的合理性有深刻的潜在联

12、系二、工程力学与产品的形态美二、工程力学与产品的形态美第二节第二节 工程力学的研究对象与基本内容工程力学的研究对象与基本内容工程力学一般包括理论力学理论力学和材料力学材料力学两个部分。一、理论力学的基本内容一、理论力学的基本内容 理论力学研究物体由于受力引起的机械运动的规律。理论力学研究物体由于受力引起的机械运动的规律。理论力学一般包含静力学、运动学和动力学三部分内容。静力学静力学研究物体受力分析的方法和物体在外力作用下处于平衡状态的条件。二、材料力学的基本内容二、材料力学的基本内容 材料力学研究构件由于受力引起的变形和发生破坏的规律。材料力学研究构件由于受力引起的变形和发生破坏的规律。材料力

13、学研究构件的强度、刚度和稳定性强度、刚度和稳定性三类问题。构件的强度强度，指构件受力中抵抗破坏的能力。构件的刚度刚度，指构件受力中抵抗变形的能力。构件的稳定性稳定性，指构件受力中保持其原有平衡形式的能力。图1-14 这些产品或设施的设计中存在哪些工程力学问题？图中有四种产品或设施，试初步分析它们的设计中分别存在哪些设计中分别存在哪些工程力学方面的问题工程力学方面的问题。书架 肢力训练器 缆车客罐 楼梯和防护栏杆第三节第三节 刚体与变形固体刚体与变形固体 力与力系力与力系一、刚体与变形固体一、刚体与变形固体图1-15 撬杠，看成刚体、或看成变形固体 静力学中，把构件理想化为不会变形的“刚体刚体”

14、。任何材料制作的构件及产品任何材料制作的构件及产品,在外力作用下都会产生一定量的变形在外力作用下都会产生一定量的变形。材料力学中,把构件视为“变形固体变形固体”。静力学研究的是构件受力的“外效应外效应”;材料力学研究的是构件受力的“内效应内效应”。用撬杠撬杠来撬动重物时，撬杠会产生一定的弯曲变形。由于弯曲而使力臂产生的改变量相对而言是微小的，进行杠杆的力平衡计算，是静力学静力学问题，可将它忽略不计，把撬杠看成不会变形的刚体刚体。如果要分析“撬重物时撬杠会产生多大的弯曲量?”时，属于材料力学材料力学的范围,则就必须把撬杠看成变形固体变形固体。二、力与力系二、力与力系 1.1.力与力的表示力与力的

15、表示力的大小力的大小、力的方向力的方向、力的作用点力的作用点，称为力的三要素力的三要素。力的度量单位是牛顿（N，牛）或千牛顿（kN，千牛）。牛顿和公斤力的换算关系是：1kgf=9.8N力是矢量矢量。通常用一段带箭头的线段来表示。用黑体斜体字母F F、P P、T T、R R、N N、X X、Y Y 等表示力；明体斜体字母F、P、T、R、N、X、Y 等表示力的数值大小。力是物体相互之间的机械作用力是物体相互之间的机械作用,是引起物体运动状态变化或引起物体变形的原因。是引起物体运动状态变化或引起物体变形的原因。图1-16力的图示法二、力与力系二、力与力系 2.2.集中力与分布力集中力与分布力在产品设

16、计或工程分析中在产品设计或工程分析中,构件受到的外来作用力常被称为载荷。构件受到的外来作用力常被称为载荷。当作用力的作用面积与所论产品或构件相比很小的时候,该力称为集中力集中力或集中载荷。集中载荷。当作用力分布作用在产品或构件上一个区域时,该力称为分布力分布力或分布载荷分布载荷。对于分布载荷而言,单位长度上的载荷量单位长度上的载荷量,或单位面积上的载荷量单位面积上的载荷量称为载荷集载荷集度度。线载荷集度的单位是:牛/米(N/m),或千牛千牛/米米(kN/m);(kN/m);面载荷集度也称为压强面载荷集度也称为压强,其单位是帕斯卡(Pa),即牛/平方米(N/m2),或兆帕兆帕(MPa(MPa),

17、即牛/平方毫米(106Pa=106N/m2=1N/mm2)。一段长度上或一块面积上载荷集度为等值的分布载荷称为均布载荷均布载荷。3.3.力系力系 二、力与力系二、力与力系 作用在某物体上的若干个力统称为一个力系力系。等效力系：等效力系：如果用一个力系代替另一个力系作用于物体,其作用效果不变,则说这两个力系是等效的,两者互为等效力系。合力、分力：合力、分力：如果一个力的作用等效于一个力系的作用,则该力称为此力系的合力;力系中的各力都是这个合力的分力。平衡力系：平衡力系：物体相对于地球保持静止或做匀速直线运动,则称物体处于平衡状态。物体在一个力系作用下处于平衡状态,则该力系称为平衡力系。平面力系：

18、平面力系：各分力的作用线都处于同一平面上的力系称为平面力系。空间力系：空间力系：各力的作用线不共面,则为空间力系。汇交力系：汇交力系：各力的作用线汇交于一点的力系称为汇交力系。平行力系：平行力系：各力的作用线互相平行的力系称为平行力系。任意力系：任意力系：作用线既不汇交于一点,也不全互相平行的力系称为任意力系。第四节第四节 静力学公理静力学公理公理公理1 1 二力平衡公理二力平衡公理 作用于刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态的必要与充分条件是：这两个力大小相，方向相反，且作用在同一直线上（简称：等值、反向、共线等值、反向、共线）。公理是由人类长期实践所证明了的正确结论、客观规律。静力学有公理是

19、由人类长期实践所证明了的正确结论、客观规律。静力学有4 4个个公理公理,概括了力的基本性质概括了力的基本性质,是建立静力学全部理论的基础。是建立静力学全部理论的基础。图1-17二力平衡和二力构件 不计自重、只在两点受力而处于平衡状态的构件，称为二力构件二力构件（二力杆二力杆）。公理公理2 2 加减平衡力系公理加减平衡力系公理 在作用着已知力系的刚体上，加上或减去任意的平衡力系，不会改变原力系对该刚体的作用效应。推论推论1 1 力的可传性原理力的可传性原理 作用于刚体上某点的力，可以沿其作用线移到刚体上任意一点，而不会改变该力对刚体的作用效应。图1-18 力的可传性原理 公理公理3 3 作用与反

20、作用公理作用与反作用公理 当甲物体给乙物体一作用力时，甲物体必同时受到乙物体的反作用力，且两个作用力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。图1-19 作用力与反作用力 “作用力、反作用力作用力、反作用力”虽虽有等值、反向、共线的特性有等值、反向、共线的特性，因为分别作用于两因为分别作用于两个物体上个物体上，它们不是一对，它们不是一对平衡力。平衡力。公理公理4 4 力的平行四边形公理力的平行四边形公理 作用在物体上同一点的两个力，可以合成一个合力；合力也作用在该点上，合力的大小和方向用这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线确定。图1-20 力的平行四边形公理a）力平行四边形 b）力三角形 力

21、的三角形法则力的三角形法则应用更简便。力的合成力的合成关系“F F1 1、F F2 2 两力相加得到合力R R”，其矢量表示式为：cos2122212FFFFRcossintan212FFF 合力 R R 的数值和方向：（1-2）（1-3）图1-21 分力与合力的关系 F F1+F F2 2 R R （1-1）力的平行四边形法则是力的合成与分解的依据力的平行四边形法则是力的合成与分解的依据,也是较复杂力系简化的基础。也是较复杂力系简化的基础。图1-22 力的正交分解 力的分解力的分解 由两个(或更多的)力求它们的合力合力,解是唯一唯一的。反过来将一个力分解力分解为两个(或更多的)力,则有无穷多

22、组解有无穷多组解。分析求解问题时常将力沿两个互相垂直(正交)的方向分解为两个分力,称为力的正交分解正交分解。如图1-22所示,力F 沿水平(Ax)和铅垂(Ay)两方向分解为Fx和Fy两个分力。推论推论2 2 三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理 刚体受不平行三力作用而平衡时，这三个力的作用线必汇交于一点刚体受不平行三力作用而平衡时，这三个力的作用线必汇交于一点。图1-23 三力平衡汇交定理的应用 AB杆在A点所受的力FA的作用线方向，可用三力交汇定理求得。外载荷F的方向是给定的，CD杆是二力杆，方向沿DC，两力作用线的交点E，所以A、E两点的连线就是FA力的作用线。第五节第五节 约束与约束反力约束

23、与约束反力 一、约束与约束反力的概念一、约束与约束反力的概念 约束约束:对物体的运动(或运动趋势)起限制作用的其他物体,称为该物体的约束。物系物系:若干个物体可以看成一个整体,这个整体就是一个物系。约束反力约束反力(简称反力反力):):约束能阻止被约束物体运动,必存在着约束对于所论物体的作用力,这种作用力称为约束反力,简称反力。图1-24 约束与约束反力 例：图中AB 绳吊着重量为G 的小球C,对于所研究的物体小球C 而言,绳索AB 能阻止它掉下来,绳索就是小球的约束;绳索对小球向上的拉力 T 就是约束反力。二、常见的约束类型和约束反力特性二、常见的约束类型和约束反力特性1.1.柔索约束柔索约

24、束 绳索、传动带、胶带、链条绳索、传动带、胶带、链条等柔性索状物形成的约束就是柔索约束。柔索只能承受拉力柔索只能承受拉力,不能抵抗压力和弯曲不能抵抗压力和弯曲。反力的特性反力的特性：作用点为柔索与物体的连接点,作用线与柔索中心线一致,作用作用力的指向为背离物体的方向。力的指向为背离物体的方向。各种类型约束与约束反力的特性,可通俗的概括如下：哪里有约束,那里就有反力;欲往哪边动,反力就阻挡。2.2.光滑面约束光滑面约束 光滑面能阻止物体沿光滑面的法线方向向着光滑面的运动光滑面能阻止物体沿光滑面的法线方向向着光滑面的运动,而不能阻止物体背离光滑面和沿光滑接触面切线方向的运动。反力的特性反力的特性：

25、作用点为接触点,作用线与接触面的法线方向一致,作用力指向被约束物体。光滑面约束反力也常称为法向反力法向反力。.图1-25光滑平面的约束反力图1-26光滑曲面的约束反力图1-27光滑棱角的约束反力3.3.光滑圆柱形铰链约束（铰链约束）光滑圆柱形铰链约束（铰链约束）表面光滑的圆柱形销轴插入两个构件的光滑圆孔中,两构件互相之间形成圆柱铰链约束,简称铰链约束铰链约束。图1-28 光滑圆柱形铰链约束 铰链约束阻止垂直于销轴轴心线平铰链约束阻止垂直于销轴轴心线平面内的任意方向上的相对移动。面内的任意方向上的相对移动。反力的特性反力的特性：通过销轴及圆孔圆心,用RC和RC的方位角 和来确定。实际分析计算中实

26、际分析计算中,常用常用R RC C在在x x、y y两个两个互相垂直方向上的正交分力互相垂直方向上的正交分力X XC C、Y YC C来来表表示。示。图1-29曲柄连杆机构中的铰链约束 一般求出了XC、YC和方位角，即认为求解完毕。在固定基础上联接着光滑铰链的支座为固定铰链支座约束,简称固定铰支座固定铰支座。反力特性反力特性类似于光滑圆柱形铰链约束，常用在常用在x x、y y方向的方向的两个正交分力两个正交分力R Rx x、R Ry y来表示来表示。图1-30 固定铰支座约束 4.4.固定与活动铰链支座约束固定与活动铰链支座约束 图1-31 活动铰支座约束 支座上联接着光滑铰链,支座能在一定范

27、围内移动,则为活动铰链支座约束,简称活动铰支座活动铰支座。反力的特性反力的特性：作用点在铰链中心,作用线垂直于支承面作用线垂直于支承面,指向为指向为背离支承面背离支承面。5.5.固定端约束固定端约束 反力的特性：可能在该端受有任意方向的反力及反转动力矩的作用，须反力的特性：可能在该端受有任意方向的反力及反转动力矩的作用，须根据构件所受外载荷分析确定根据构件所受外载荷分析确定。其反力可用两个法向分力R Rx x、R Ry y表示，反力矩用MMA表。图1-32 固定端约束 构件一端与支承物牢固地连接成一个整体,构件在此端不能沿任何方向此端不能沿任何方向移动移动,也不能转动也不能转动,则为固定端约束

28、,简称固定端固定端。第六节第六节 分离体与受力图分离体与受力图 2.2.作出受力图作出受力图 即解除掉研究对象的约束，代之以相应的约束反力，再画上外载荷。3.3.根据力学理论根据力学理论,进行问题求解进行问题求解 静力学研究力系的简化和物体受力的平衡条件,求解问题的一般步骤如下:1.1.确定研究对象确定研究对象,画出该研究对象的分离体画出该研究对象的分离体 求解问题总是从已知条件出发去推求未知量,所以要选取与已知、未知两者有联系的物体或物系为对象进行分析研究。将与研究对象相联系的实物“解除”掉,假想地把研究对象把研究对象“分离分离”出来出来,以简图的形式单独画出来以简图的形式单独画出来,这就这

29、就是分离体。是分离体。对于静力学问题,一般是根据平衡条件,列出平衡方程求解未知量列出平衡方程求解未知量。下面举例说明选取分离体、绘制受力图的方法。下面举例说明选取分离体、绘制受力图的方法。解解:解除斜面和绳子对小球的约束，画出小球分离体。画上小球受的重力G G。画出所有约束反力光滑斜面约束的反力作用于，垂直斜面、指向小球，通过球心O。绳子的柔索约束力作用在点C，沿绳子方向、背离小球。图1-33 例1-1图 例例1-21-2 两根绳子系住两小球，画受力图。解解:小球O1受外力有重力GG1 1；柔索约束力作用在A，沿绳子方向、背离小球；小球、大球互为光滑面约束，反力在点C，作用线沿法线方向、指向小

30、球。据此画出小球O1的受力图。同样方法画出球O2 的受力图。图1-34 例1-2图例例1-11-1 画图中小球的受力图。哪里有约束哪里有约束,那里就有反力那里就有反力;欲往哪边动欲往哪边动,反力就阻挡。反力就阻挡。例例1-3 1-3 三角形吊架由AB、BC两杆用铰链联接而成,销轴B处悬挂重量为G的物体,A、C两处用铰链固定在墙面上,如图1-35a所示。不计杆的自重,试分别画出:1)AB、BC两杆的受力图;2)销轴B的受力图;3)三角形吊架ABC的受力图。解：解：AB AB、BCBC的受力图的受力图 分析断定AB、BC均为“二力杆”，容易得其受力图如图b、c。销轴销轴B B的受力图的受力图 其外

31、力为重力G G，AB、BC 的约束反力T TB B和 N NB B（分别与T TB B、N NB B 等值、反向）。三角架三角架ABCABC的受力图的受力图 铰链A作用于AB的T TA A 、铰链C作用于BC的N NC C ，B处的挂重G G，得到受力图如图e。图1-35 例1-3图特别提示特别提示：对于对于ABAB、BC BC 杆的受力，可假设一个指向先画上去。如果假设正确，杆的受力，可假设一个指向先画上去。如果假设正确，计算结果得正值；如果假设不正确，计算结果得正值；如果假设不正确，计算结果得负值；实际指向是相反方向。计算结果得负值；实际指向是相反方向。二力杆的受力特性清晰确切，判断出二力

32、构件，对解题很重要。二力杆的受力特性清晰确切，判断出二力构件，对解题很重要。图1-34 例1-4图例例1-4 1-4 水平杆AD在A与墙面铰接,下部有曲杆BC以铰链在C点斜撑,D处作用着已知外载荷(可简称“外载”)F,不计杆的自重。试绘出:1)AD杆的受力图。2)BC杆的受力图。3)支架ABCD的受力图。解：解：从确定二力构件入手：曲杆BC杆是二力杆。BC杆 受力图如图1-34b。AD杆 受力图如图1-34c。支架ABCD 受力图如图1-34d所示。例例1-5 1-5 人字形梯子ABC结构如图所示,两侧页AB、AC用销轴A以光滑圆柱铰链连接,水平位置上D、E两点有绳子相系。梯子放在光滑水平面上。设铅垂向下的外载F加在销轴A上,试画出梯子ABC整体,AB、BC两侧页和销轴A的受力图。解：解：梯子ABC 梯子是一个“物系”，研究整个物系的问题，物系内力物系内力不起作用，受力图上不画。人字梯ABC 的受力图如图b。AB AB杆不是二力构件，受力图如图c。AC 受力图为图d。销轴A 受力图如图e。画分离体和受力图，是求解工程力学的画分离体和受力图，是求解工程力学的“基本功基本功”，也是力学分析的起始，也是力学分析的起始和关键步骤，可比喻为和关键步骤，可比喻为“第一道门槛第一道门槛”，很重要。，很重要。