工程熱學(xué)中的概念和估算原理都比較復(fù)雜而具象,對于初學(xué)者學(xué)上去很沉悶,尤其對工程實(shí)際的認(rèn)識幾乎是空白。對缺乏空間想像能力的人來說,在剖析扭力多項式求解未知量時,在扭矩的正負(fù)方向判斷時容易混淆。列平衡多項式求解約束力,是靜力學(xué)部份的重點(diǎn),若不會解扭力多項式,將影響內(nèi)力、應(yīng)力的學(xué)習(xí),最后無法進(jìn)行桿件的硬度、剛度、穩(wěn)定性的設(shè)計。為此,在學(xué)習(xí)工程熱學(xué)時,有時應(yīng)對其內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化,讓熱學(xué)知識與其他相關(guān)專業(yè)知識相結(jié)合,使其容易接受,去除偏科情緒,迸發(fā)學(xué)習(xí)興趣。現(xiàn)對工程熱學(xué)中就怎么解決扭矩的正負(fù)方向判斷,提出來與你們共同闡述:在剖析力對點(diǎn)之矩時,把矩心看成圓心,力的方向、位置不變,把力首位相聯(lián)接并包絡(luò)圓心,倘若是逆秒針轉(zhuǎn)為正,反之為負(fù);剖析力對軸之矩時,規(guī)定從Z軸的正憧憬回頭去看,軸看成一點(diǎn)(圓心),倘若力在垂直于該軸平面上的分力繞圓心逆秒針轉(zhuǎn)動時,則為正,反之為負(fù)。1.1概念解釋(1)概念。使勁的大小與力臂的乘積Fd再冠以適當(dāng)?shù)恼?fù)號,來表示力F使物體繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動的效應(yīng),稱為(F)表示。(2)公式。為力臂。(3)正負(fù)方向規(guī)定。力使物體繞矩心逆秒針轉(zhuǎn)動時,扭力取正號,反之為負(fù)。(4)合扭力定律。平面力系的合力,對平面上任一點(diǎn)之矩,等于各分力對同一點(diǎn)之矩的代數(shù)和。
但對于缺乏空間想像的初學(xué)者來說,物體系統(tǒng)是靜止的,某個力對物體某一點(diǎn)使物體繞該點(diǎn)轉(zhuǎn)動的方向,究竟是逆秒針還是順秒針轉(zhuǎn),難以判斷。針對這一問題,筆者將扭矩正負(fù)方向的判斷,簡化如下:把矩心看成圓心,力的方向、位置不變,把力首尾相聯(lián)接并包絡(luò)圓心,倘若是逆秒針轉(zhuǎn),則為正;反之,則為負(fù)(如圖1所示)。1.2運(yùn)用實(shí)例例1:如圖2所示,求該結(jié)構(gòu)的支座約束力。解題思路:先畫出支座約束力,再以AkN的力分解成FcxkN與cvkN的兩個分力,借助合扭力定律求解所示。判斷扭力正負(fù)方向的簡易方式楊慧麗,周天武(廣東九嶷職業(yè)技術(shù)大學(xué),浙江瀟湘技師大學(xué),云南永州)要:闡明了工程熱學(xué)中怎樣解決扭矩的正負(fù)方向判斷,對剖析求解扭力多項式具有借鑒意義。關(guān)鍵詞:工程熱學(xué);扭矩;正負(fù)方向判斷中圖分類號:TB12文獻(xiàn)標(biāo)示碼:B文章編號:1672-545X(2011)09-0205-03收稿日期:2011-06-15作者簡介:楊慧麗(1982-),女,河南南陽人,助講,研究方向:機(jī)械設(shè)計與制造。扭力正負(fù)方向判斷2.5kN..5kN.m5kN支座的約束力.9,2011列平衡多項式求解:kN的力對A點(diǎn)形成的扭矩大小、方向不易直接求解出,因而我們把FkN合力分成FcxkN(向左)與FcykN對A點(diǎn)之矩,如圖4所示。
7.對A點(diǎn)之矩,如圖5所示。kNm可以看出kN的兩個分力:cx點(diǎn)逆秒針轉(zhuǎn)動;cykN使物體繞A點(diǎn)順秒針轉(zhuǎn)動。點(diǎn)之矩,如圖6所示。力對軸之矩力對某軸之矩,等于力在垂直于該軸的平面內(nèi)的投影對軸與平面交點(diǎn)之矩,如圖7所示,力F規(guī)定正負(fù)方向用左手定則確定,雙手四指表示力使物體繞軸轉(zhuǎn)動的方向,當(dāng)大手指指向軸上的正向時,則取正號;反之,則取減號。但是常常在實(shí)踐解題時,總易把正負(fù)方向弄錯,搞不清的分力xy能夠使物體繞Z軸轉(zhuǎn)動。在研究扭矩的時侯,軸Z、d、xy兩者是互相垂直的,軸是轉(zhuǎn)矩的方向磁力矩的方向怎么判斷,d則是與軸Z、xy均垂直的力臂。xy是垂直于軸向的分力,是平行于軸向的分力,對軸的扭矩為零,研究扭矩時,不考慮這個分力。空間力對軸之矩,等于此力在垂直于該軸平面上的分力對軸與平面交點(diǎn)之矩。力對軸之矩,是一個代數(shù)目,規(guī)定從Z軸的正憧憬回頭去看,把Z軸看成一點(diǎn)(圓心),倘若力在垂直于該軸平面上的分力,使質(zhì)心繞圓心逆秒針轉(zhuǎn)動時,則為正;反之,則為負(fù)(如個座標(biāo)軸之矩。平面206《裝備制造技術(shù)》i--wu(,,,China):,ds:;;解題剖析:從圖中可知,力F平行于XZ平面磁力矩的方向怎么判斷,與可沿座標(biāo)軸X、Z方向分解為兩個分力F軸的合轉(zhuǎn)矩。
(1)本題可用合扭力定律估算,將力F沿座標(biāo)軸==軸之矩,如圖10所示。軸之矩,如圖11所示。軸之矩,如圖12所示。-.9結(jié)束語以上剖析了平面內(nèi)力對點(diǎn)之矩和空間內(nèi)力對軸之矩的正負(fù)方向的簡易判斷方式,實(shí)踐證明,這些方式較易接受,且記憶比較牢靠,學(xué)習(xí)療效挺好。參考文獻(xiàn):工程熱學(xué)(第二版)[M].上海:高等教育出版社,2006.上海:機(jī)械工業(yè)出版社,圖圖12