工程力学课件 (1)

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1、1静力学基本知识高层建筑与大型桥梁浦东开发区上海南浦大桥埃菲尔铁塔桥梁加拿大魁北克大桥垮塌后加拿大魁北克大桥重庆綦江彩虹桥垮塌后的綦江彩虹桥第一篇静力学(刚体)第二篇构件的承载能力(变形体)第三篇运动学与动力学第四篇动载荷下构件的强度计算工程力学主要内容第一篇静力学一.任务：研究刚体在力系作用下的平衡规律。二.对象：刚体。刚体：在力的作用下不变形的物体。平衡：物体相对惯性参考系静止或做匀速直线运动.三、静力学研究三个问题：1、物体的受力分析；2、力系的等效替换和简化；3、平衡条件及其应用第一章静力学基本知识第二章力系的简化第三章力系的

2、平衡静力学主要内容第一章静力学的基本概念与受力分析§1-1静力学模型§1-2力与力系的基本概念§1-3工程中的约束与约束力§1-4力对点之矩和力对轴之矩§1-5受力分析方法与过程§1-1静力学模型1、力的三要素：大小、方向、作用点。2、力的表示：3、力的单位：NkN一、力的概念力是物体之间相互的机械作用。集中力汽车通过轮胎作用在桥面上的力Concentratedforce4、力的分类：分布力桥面板作用在钢梁的力Distributedforce二、刚体的概念理论上将不变形的物体称为刚体。理想化的力学模型§1-2静力学的基本公理公理1力的

3、平行四边形法则公理2二力平衡原理公理3加、减平衡力学原理公理4作用反作用定律公理1二力平衡原理刚体：平衡等值、反向、共线平衡等值、反向、共线变形体：二力杆二力构件必要充分必要非充分二力构件二力杆二力构件FF′FF′公理2力的平行四边形法则力的三角形法则力的多边形法则力的分解加减平衡力系原理在已知力系上加上或减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。公理3推论1力的可传性三力平衡汇交定理当刚体受到同平面内不平行的三力作用而平衡时，三力的作用线必汇交于一点。推论2三力汇交一点F3F2F1A3A1A2OF3F2F1A3OF1,2作用与反

4、作用定律两物体间的相互作用力，大小相等，方向相反，作用线沿同一直线，分别作用在两个相互作用的物体上。公理4AFNAFN′§1-3工程中的约束与约束力自由体：位移不受任何限制的物体非自由体：某位移受到限制的物体限制物体运动的力。约束：限制非自由体某些位移的周围物体约束力：方向准则：该约束与限制物体运动的方向相反。沿着柔索、背离物体约束力的方向与限制物体运动的方向相反绳索、链条、皮带等柔索的约束力沿柔索方向，是拉力。二、光滑面约束沿公法线方向、指向物体1、光滑圆柱铰链约束三、光滑铰链约束2、固定铰链支座固定铰链支座固定铰链简图AA3.径向

5、轴承A四.辊轴支座约束（滑动铰支座）滑动铰链支座AA五、光滑球铰链AA机器人拉压杆§1-5受力分析方法与过程1、取分离体：将物体从周围的约束中分离出来。2、画所受力：（1）画主动力。（选取研究对象）：（画受力简图）：（2）解除约束、画约束力。一、受力分析：（画受力图）：二、注意：只画外力、不画内力。例1例2画出C轮、AB杆受力图。未画重力物体重量均不计例3画出棘轮受力图。棘轮重力不计例4画出BD与轮的组合体、AC杆,及整体受力图。未画重力物体重量均不计错在哪里？例5画出CB、AC杆受力图。未画重力物体重量均不计画出板ABC、杆ED及整

6、体受力图。物体重量均不计例6FAxFAyFCF'CFAxFAyFDxFDyFEFDxFDyFE例7画出整体及AB、AE受力图。未画重力物体重量均不计E画出E轮、AE、BC、H轮和重物P、销钉E及整体受力图。未画重力物体重量均不计例8FByFBxFAyFAxFDyFDxFCxFCyAECDBHPEH轮和重物P、销钉E及整体FAyFAxFByFBxHPAECDBHPECDHPF画出AB、AD、AC、销钉A、销钉C及整体受力图。未画重力的物体的重量均不计。例9FACFABABCDEFFNBFADxFADyFExFEyFNDAC销钉A、销钉C

7、及整体受力图ABCDEFABCDEFFCBxFCByFCyFCxFCxFCyFND(1)画出构件BC、AB、销钉B,滑轮及重物的组合体的受力图例10BACBDPBPFBCF'BCF'ABFABPFBxFByF'ABF'BCF'BxF'By(3)画滑轮、重物、销钉和构件AB的组合体的受力图。物体重量均不计(2)画滑轮、重物和销钉的组合体的受力图ACBDPBPPPF'BCF'ABABPF'BCF'AB不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱的受力图和系统整体受力图．解：右拱CB为二力构件，其受力图如图（b）所示例10系统整体受力图如图（d）

8、所示取左拱AC,其受力图如图（c）所示此时整体受力图如图（f）所示考虑到左拱AC三个力作用下平衡，也可按三力平衡汇交定理画出左拱AC的受力图，如图（e）所示讨论：若左、右两拱都考虑自重，如何画出各受力图？☆选研究对象，取