利用力系简化的方法,可以求得平面任意力系的合力。
图2.27所示为作用在梁上的同向分布平行力系。载荷(力)的分布集度(单位长度上作用的力)为q(x),
量纲为[力/长度],如N/m或kN/m。
为求同向分布平行力系的合力,在距o点x处取微段dx,作用在该微段上的力为 q(x)dx。以o点为简化中心,将各微段上的力均平移至o点,得到:
主矢:FR′=∑q(x)dx=
主矩为:Mo=∑xq(x)dx=
因为主矢FR′≠0,且主矩Mo≠0;故同向分布平行力系可合成为一个合力FR,且合力FR的大小为:
FR= FR′ = ----(2-12)
(2-12)式表示合力FR的大小等于分布载荷图形的面积。
合力FR的作用线到o点的距离为:
h=Mo/FR′ = ----(2-13)
(2-13)式是分布载荷图形的形心公式,故合力FR的作用线通过分布载荷图形的形心。
因此,同向分布平行力系可合成为一个合力,合力的大小等于分布载荷图形的面积,作用线通过图形的形心,指向与原力系相同。
图2.28 给出了几种常见同向分布平行力系的合成结果。图2.28(a)是均匀分布载荷,其合力在数值上等于载荷图形(矩形)的面积(q×L),作用线通过载荷图形的形心,距二端为L/2。图2.28(b)是线性分布载荷,其合力在数值上等于载荷图形(三角形)的面积 [(q×L)/2],作用线通过载荷图形的形心,即距右端为L/3。分布力系图形复杂时,可以先分成若干部分,各部分分别合成,如图2.28(c)和2.28(d),再求其最终的合力。


