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教案

2.1 平面力的投影与分解

如图1-8(a)所示,刚体上任意一点A作用一个力F,这显然是物体受力最简单的形式。由平行四边形法则可知,F可以认为是F1F2的合力。同样,也可以认为是F3F4的合力图1-8(b)。事实上,F可以按这样的方式分解出无数对分力。

1.PNG


在这无数对分力中,一定存在一对相互垂直的分力。这会使我们自然联想到直角坐标系。

显然,如果将刚体放在一个直角坐标系中如图1-8(c)所示。则力F可以用AB表示,则Fx FyF沿xy轴方向的分力;也可以说FFx Fy两个分力的合力。Fx FyF沿xy轴方向的投影。分力Fx Fy的值分别与力F在同轴上的投影Fx Fy相等,力F的分力Fx Fy是矢量,作用于A点处;力F的投影是代数量,在坐标轴上,投影方向与坐标轴正向相同时为正,相反为负。

若已知力F的大小及其与x轴所夹锐角α,则有:

Fx=Fcosα

Fy=Fsinα                   (1-1)

若已知Fx Fy值,同理可求出F的大小和方向

2.png               (1-2)



2.2  空间力的投影与分解

根据力在坐标轴上投影的概念,可以求得一个任意力在空间直角坐标轴上的三个投影。如图1-10所示,若已知力F与三个坐标轴xyz的夹角分别为αβγ时,则F在三个坐标轴上的投影分别为

1.PNG

以上投影方法称为直接投影方法,或一次投影法

2.PNG

如图1-10所示,若以F为对角线,以三坐标轴为棱边作正六边体,则此正六面体的三条棱边之长正好等于力F在三个轴上投影FxFyFz的绝对值。

也可采用二次投影法,如图1-11所式,当空间力F与某坐标轴(如z轴)的夹角γ及力在垂直此轴的面(Oxy面)上的投影与另一坐标轴x的夹角已知时,可先将力F投影到该坐标面内,然后再将力向其他坐标轴上投影,这种投影方法称做二次投影法。如图1-11所示的F力在三个坐标轴上的投影为

3.PNG

反之,当已知力F在三个坐标轴上的投影时,可求出力F的大小和方向

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下一节:教学视频:力的投影与分解

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工程力学(面向船舶工程类专业)课程列表:

模块1 引论

-1-0 模块概要

--学习目标

--知识结构及模块导学

-1-2 工程力学的概述

--教案

--教学视频:引论

-学习讨论00:引论部分

模块2 静力学基础

-2-0 模块概要

--学习目标

--知识结构及模块导学

-2-1 静力学基础知识

--教案

--教学视频:静力学基础知识

-2-2 力的投影与分解

--教案

--教学视频:力的投影与分解

-2-3 力矩

--教案

--教学视频:力矩

-2-4 力偶

--教案

--教学视频:力偶

-2-5 力的滑移与平移分析

--教案

--教学视频:力的滑移与平移

-学习讨论01:静力学基础

-作业01:静力学基础知识

-2-6 工程常见约束分析

--教案

--教学视频:工程常见约束

-2-7 构件受力分析

--教案

--教学视频:构件受力分析

-2-8【实例分析】- 柴油机活塞连杆系统的受力分析

--柴油机活塞连杆系统的受力分析

-学习讨论02:构件受力分析

-作业02:构件的受力分析

模块3 平面力系分析

-3-0 模块概要

--学习目标

--知识结构及模块导学

-3-1 平面汇交力系与平面力偶系

--教案

--教学视频:平面汇交力系与力偶系

-3-2 平面任意力系

--教案

--教学视频:平面任意力系的合成与平衡

--【能力拓展】柴油机活塞连杆平衡计算

-学习讨论03:平面力系

-作业03:平面力系知识

模块4 空间力系分析

-4-0 模块概要

--学习目标

--知识结构及模块导学

-4-1 空间力系分析

--教案

--教学视频:空间力系

-4-2 重心与形心分析

--教案

--教学视频:重心与形心

--【能力拓展】船舶稳定性简析

-学习讨论04:空间力系

-作业04:空间力系

模块5 构件承载能力分析基础

-5-0 模块概要

--学习目标

--知识结构及模块导学

-5-1 材料变形与构件基本变形

--教案

--教学视频:构件承载能力分析基础

-学习讨论05:构件承载能力分析

-作业05:构件承载能力分析基础

模块6 杆件的拉伸与压缩

-6-0 模块概要

--学习目标

--知识结构及模块概要

-6-1 杆件拉伸与压缩变形特点

--教案

--教学视频:杆件拉压变形特点

-6-2 拉压杆件横截面上内力分析

--教案

--教学视频:拉压杆内力分析

-6-3 拉压杆件的强度分析

--教案

--教学视频:拉压杆件强度分析

-6-4 拉压杆件的刚度分析

--教案

--拉压杆件刚度分析

-学习讨论06:杆件的拉伸与压缩

-作业06:杆件拉伸与压缩变形

模块7 金属材料的力学性能分析

-7-0 模块概要

--学习目标

--知识结构及模块导学

-7-1 轴向载荷作用下材料的力学性能

--教案

--教学视频:轴向载荷作用下材料的力学性能

-学习讨论07:金属材料的力学性能分析

-作业07:金属材料的力学性能分析

模块8 弯曲变形分析

-8-0 模块概要

--学习目标

--知识结构及模块导学

-8-1 弯曲变形特点

--教案

--学习视频:弯曲变形概述

-8-2 弯曲变形横截面内力分析

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--教学视频:剪图与弯矩图快捷画法

-8-3 弯曲变形横截面上应力分析

--教案

--教学视频:弯曲变形横截面上应力分析

-8-4 弯曲变形强度准则与应用

--教案

--教学视频:梁的正应力强度计算

-学习讨论08:弯曲变形分析

-作业08:弯曲变形分析

模块9 轴向压缩杆件的稳定性分析

-9-0 模块概要

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-9-1 压杆稳定性基本概念

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-9-2 压杆稳定性设计

--教案

--教学视频:压杆稳定性设计

-学习讨论09:轴向压缩杆件的稳定性分析

-作业09:轴向压缩杆件的稳定性

模块10 圆轴扭转变形分析

-10-0 模块概要

--学习目标

--知识结构及模块导学

-10-1 圆轴扭转横截面上内力分析

--教案

--教学视频:圆轴扭转内力分析

-10-2 圆轴扭转强度准则与应用

--教案

--教学视频:圆轴扭转强度分析

-10-3 圆轴扭转刚度准则

--教案

--教学视频:圆轴扭转刚度分析

-学习讨论10:圆轴扭转变形分析

-作业10:圆轴扭转变形

模块11 连接件强度分析

-11-0 模块概要

--学习目标

--知识结构及模块导学

-11-1 剪切与挤压实用计算

--教案

--教学视频:连接件强度分析

-学习讨论11:连接件强度分析

-作业11:连接件强度

结业考试

-结业考试

教案笔记与讨论

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