第1章 静力学基本概念与物体受力分析

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1、华东交通大学吴秋兰2015年9月1日《工程力学》——软件+电气2013-1.2班学习课程*2第一章静力学公理和物体的受力分析1、熟悉工程力学的研究对象、内容教学要求：2、掌握刚体、平衡、力的概念3、掌握四个公理及推论第一节基本概念第二节静力学公理第三节约束与约束力第四节受力图绪论*3绪论*41、工程力学的内容受力及力的传递——第一篇静力学(平衡状态下的受力)构件的承载能力——第二篇材料力学(构件的承载能力)2、研究方法：理论联系实际3、本门课的特点及学习要求（1）学科基础课：教材、笔、笔记、计算器（2）学习方法：认真听讲，课后复习，

2、多做练习，花费一定量的时间坚持学习（3）成绩评定：考勤，作业（含随堂），实验，期末；绪论运动受力太快、太慢都不行切削力、夹紧力多大？轴承受力？皮带拉力？电机动力？承载能力车刀受力之后会不会拆断？轮轴受力之后会不会弯曲？皮带受多大的力会断裂？*54、参考书目（1）单辉祖，谢传辉。工程力学（静力学与材料力学）.北京：高等教育出版社（2）西南交通大学应用力学与工程系．工程力学教程（第2版）．北京：高等教育出版社（3）哈尔滨工业大学理论力学教研室．理论力学（上、下册）．北京:高等教育出版社（4）孙训方．材料力学(I、II)．北京：高等教育出

3、版社（5）范钦珊．材料力学．北京：高等教育出版社绪论*6讨论思考作业：静力学与大学物理的区别与联系。查资料，写学习认识*7一、力合力分力力系二、刚体三、平衡第一章静力学公理和物体的受力分析物体间相互的机械作用。在力的作用下不变形的物体。物体相对惯性参考系静止或作匀速直线运动。物体受力系作用而处于平衡，则此力系称为平衡力系。力系成为平衡力系而需要满足的条件成为平衡条件。静力分析是研究构件在平衡状态下的受力。“构件”：机器上的零件（齿轮、轴）与部件（零件的组合体，轴轮）。第一节基本概念分类：平面力系：力的作用线均在同一平面内汇交力系：力

4、的作用线汇交于一点平行力系：力的作用线相互平行一般力系：力的作用线既不完全汇交，又不完全平行空间力系*8具有一方向的带箭头的线段表示力线段的起点或终点表示力的作用点线段长度表示力的大小线段的方向和箭头的指向表示力的方向力是矢量力的方向指静止质点在力作用下开始运动的方向力的作用点是物体相互作用位置的抽象化力的大小反映物体间相互作用的强度（力的国际单位:N）*9第一章静力学公理和物体的受力分析公理1力的平行四边形法则(力的三角形法则)作用于物体某一点上两个力的合力，作用于同一点，其大小和方向由这两个力所构成的平行四边形的对角线表示。第二

5、节静力学公理*10公理2二力平衡公理（*重点）二力构件第一章静力学公理和物体的受力分析作用在刚体上的两个力，平衡的充分与必要条件：两个力的等值、反向、共线。假设A是B的条件，若A=>B，则A是B的充分条件，若B=>A，则A是B的必要条件二力必等值反向共线；作用线必沿二力作用点的连线二力构件是否一定是直杆?*11第一章静力学公理和物体的受力分析公理3作用与反作用定律公理4加减平衡力系公理推论：力的可传性推论：三力平衡汇交定理两物体间互相作用的力总是同时存在，大小相等、方向相反、作用在同一直线上。在已知力系上加减任意平衡力系，不改变原力

6、系对刚体的作用效应。力系等效力沿其作用线可平移至刚体上任意点而不会改变刚体的运动效应。加平衡力减平衡力力的三要素：力的大小、方向、作用线。当刚体上共面的三个互不平行的力平衡时，则此三力的作用线必汇交于一点。*12讨论思考：二力构件的力是否一定要通过物体中心？*13第一章静力学公理和物体的受力分析作用为了画构件的受力图为什么要画物体的受力图？力是矢量，不同方向，不同作用点的几个力不能简单代数运算，必须画受力图才能对矢量进行运算零部件和其他物体接触，其自由运动受到这些物体的限制,这些物体就是约束，例支座约束作用于零部件上的力称为约束力，

7、例力FA、FN和FB使构件运动的力称为主动力第三节约束与约束力*14第一章静力学公理和物体的受力分析工程常见的约束可以分为下述六种类型一、柔索二、光滑支承面三、光滑圆柱铰链四、活动铰链支座五、二力杆约束六、固定端约束（*#难点）*15一、柔索1.约束性质2.约束力特点只能受拉，不能受压和抗弯。约束力FT作用于柔索和物体的连接处，方向沿柔索背离被约束物体。绳子、皮带、链条等*16*17*18二、光滑支承面约束力F沿接触面公法线指向物体。1.约束性质限制接触点法向位移。2.约束力特点*19三、光滑圆柱铰链（固定铰支座和中间铰）1.约束性

8、质2.约束力特点限制了平面内可能的移动。约束力F通过接触点并沿接触面法线方向。固定铰链的约束力用通过铰链中心、互相垂直的两个分力Fx、Fy来表示限制？销钉圆孔实质是光滑面约束，光滑约束法向压力，接触面公法线即圆孔半径，一定通过圆心钉孔