基本概念和受力分析

《基本概念和受力分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、静力学引言静力学：研究物体的受力分析、力系的等效替换（或简化）、建立各种力系的平衡条件的科学．物体的受力分析：分析物体（包括物体系）受哪些力，每个力的作用位置和方向，并画出物体的受力图．力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系等效代替一个复杂力系．建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的平衡条件，并应用这些条件解决静力学实际问题．基本概念力的单位：牛顿(N)1N=1公斤•米/秒2（kg•m/s2)。力的概念1．定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用使物体的运动状态发生改变或使物体产生变形。2.力的效

2、应：①运动效应(外效应)②变形效应(内效应)。3.力的三要素：大小，方向，作用点。表示为：F，手写为（如无特别声明，本课程只研究力的外效应）力是矢量力系：是指作用在物体上的一群力。平衡：平衡是物体机械运动的特殊形式，是指物体相对惯性参考系如地球处于静止或匀速直线运动状态。力系的平衡条件：要使物体保持平衡状态，作用在物体上的一组力要满足的条件。等效力系：对物体的作用效果相同的两个力系。平衡力系：能使物体维持平衡的力系。力系的简化：用最简单的力系代替复杂的力系。质点：不计大小只计质量的物体。质点是一种理

3、想化的力学模型。一个物体能否视为质点，不仅取决于物体的大小，而且和问题本身的要求有关。质点系：有限个或无限个质点的集合。不变质点系：质点系中各质点间距离保持不变的系统。刚体：在力的作用下，大小和形状都不变的物体。或者在力的作用下，任意两点间的距离保持不变的物体。刚体是一种理想化的力学模型。一个物体能否视为刚体，不仅取决于变形的大小，而且和问题本身的要求有关。物体系统：由若干刚体组成的系统，简称物系。第一章静力学公理和物体的受力分析§1–1静力学公理§1–2约束与约束力§1–5物体受力分析和受力图˙力

4、学模型与力学简图第一章静力学公理和物体受力分析A公理一(力平行四边形法则)F1F2R矢量表达式：R=F1+F2即，合力为原两力的矢量和。复杂力系简化的基础作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点的一个力，即合力。合力的矢由原两力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢来表示。§1–1静力学公理公理：是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被反复的实践所验证，是无须证明而为人们所公认的结论。公理二二力平衡公理作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是：这两个力大小相等、方向相反、作用线共线

5、，作用于同一个物体上。(简称等值、反向、共线）注意：说明：①对刚体来说，上面的条件是充要的③二力构件：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力构件。②对变形体来说，上面的条件只是必要条件(或多体)在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的效应。推论1：力的可传性作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一点，而不改变该力对刚体的效应。因此，对刚体来说，力的三要素为：大小、方向、作用线公理三加减平衡力系公理力是滑移矢量当刚体受到三力作用而平衡时，若有两力的作用线相交，则此三力必构成平面

6、汇交力系。推论2：三力平衡汇交定理F1F3R1F2A=证明：A3F1F2F3A3AA2A1公理四作用力和反作用力定律两物体间的相互作用力即作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反、作用线重合，并分别作用在这两个物体上。[例]吊灯公理五刚化原理变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体变成刚体（刚化为刚体），则平衡状态保持不变。公理5告诉我们：处于平衡状态的变形体，可用刚体静力学的平衡理论。刚体（受压平衡）柔性体（受压不能平衡）约束（反）力：约束给被约束物体的作用力。自由体：在空间的运动不受任何限制

7、的物体。非自由体：在空间的运动受到限制的物体，也称被约束体。约束：阻碍物体某些方向运动的限制条件。§1–2约束和约束力基本概念主动力：约束以外的力。确定约束力的准则：取决于约束的性质、主动力和物体的运动状态；作用点在相互接触处；方向总与约束体所能阻止的运动方向相反。理想光滑接触面（线）约束光滑接触面约束的特点：不论支承接触面的表面形状如何，只能承受压力，不能承受拉力，只限制物体沿两接触表面在接触处的公法线而趋向支承接触面的运动．常见的集中约束类型光滑接触面约束对非自由体的约束力，只能是压力，作用在接

8、触处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故称为法向约束力，用表示．柔绳、链条、胶带构成的柔性体约束：柔体的约束反力沿着柔体的中心且背离被约束的物体.柔索只能受拉力，又称张力.用表示．柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体．胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力．光滑铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、固定铰链支座等）（1）径向轴承（向心轴承）约束特点：轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔为约束．约束力：当不计摩擦时，轴与孔在接触处为光滑接触约束——法向约束力．约束力作用