当力作用在构造物上时,反作用力使构造物稳定在力平衡状态。下面将对“梁”结构时的平衡状态予以讲解。
(1)“梁”的平衡
根据施加在“梁”上的各种载荷,会在梁的支点处产生反作用力。由于这一载荷与反作用力,力处于平衡状态。为了让这种平衡状态成立,需要满足以下条件。
=梁的平衡条件=
1)合力(载荷与反作用力之和)为零。
2)在梁的任何横截面中,力矩的和为零。
解说:
· 合力之和是指来自上方的力和来自下方的支撑力之和,“零合力”表示载荷和反作用力的值相同、矢量方向相反的状态。
· 力矩和是指,当选择1个支点时,作用于该支点的所有力矩之和应为零。
(2)“梁”的反作用力的计算方法
(3)机械设计与安全率
· 由上式可以计算出施加在梁结构支点上的载荷的反作用力。
· 在实际的机械设计场景中,当进行强度设计时,需要考虑与作用在机械装置设计位置的载荷类型相匹配的安全系数(见下表)。
机械的结构材料 | 安全率 | ||
静态载荷 | 动态载荷 | 激烈重复载荷 | |
钢 | 3 | 5~8 | 12 |
铸铁 | 4 | 6~10 | 15 |