《刚体静力学基础》PPT课件

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1、AFKL第二章力、力矩、力偶§2-1-1力的性质一、力的概念1．定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用可以改变物体的运动状态或使物体发生形变。2.力的效应：①运动效应(外效应)②变形效应(内效应)。3.力的三要素：AF力的作用线：沿力矢F的直线KL称为力的作用线。推论：力是矢量印刷体用黑体字，手写时用或表示。印刷体用黑体字，手写时用或表示。印刷体用黑体字，手写时用或表示。1平衡力系：物体在力系作用下处于平衡，我们称这个力系为平衡力系。是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动的状态。三.平衡二.刚体就是在力的作用下，大小

2、和形状都不变的物体。ABCDFQWG力的单位：国际单位制：牛顿(N),千牛顿(kN)力系：是指作用在物体上的一群力。2§2-1-2力学基本公理公理1二力平衡公理（P17性质四）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

3、F1

4、=

5、F2

6、,(F1=F2)指向相反F1=–F2作用线共线，只用白体字F表示力的大小，而不在其上加‘－’或‘→’矢量符号。只用白体字F表示力的大小，而不在其上加‘－’或‘→’矢量符号。只用白体字F表示力的大小，而不在其上加‘－’或‘→’矢量符号。公理：是人类经过长期实践和经验而得到的

7、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。作用于同一个物体上。3讨论：①对刚体来说，上面的条件是充要的③二力体：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。②对变形体(或多体)来说，上面的条件只是必要条件二力杆变形体平衡必要充分两力大小相等指向相反4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作用效应。推论1：力的可传性原理。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。**公理2加减平衡力系公理对同一个刚体来说，力的该性质称为力的可传性，因此，对同一个刚体，力是滑动矢

8、量。5刚体受三力作用而平衡，若其中两力作用线汇交于一点，则另一力的作用线必汇交于同一点，且三力的作用线共面。（不平行的三个力平衡的必要条件）**公理3力的平行四边形法则作用于物体上同一点的两个力可合成一个合力，此合力也作用于该点，合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。推论2：三力平衡汇交定理6公理4作用力和反作用力定律（P14性质二）等值、反向、共线、异体、且同时存在。[证]∵为平衡力系，∴也为平衡力系。又∵二力平衡必等值、反向、共线，∴三力必汇交，且共面。[例]吊灯7＊＊公理5刚化原理体（刚化为刚

9、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去硏究。变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体变成刚8⒌约束反力：约束给被约束物体的力叫约束反力。（约束的作用由力来表示，该力称为约束反力。）§2-1-3约束与约束反力（P4§1-3）一、概念⒈自由体：位移不受限制的物体叫自由体。⒉非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。⒊约束：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。（这里，约束是名词，而不是动词的约束）⒋主动力:促使物体运动或使物体产生运动趋势的力称为主动力（如重力、风力、切削

10、力、物体压力、牵引力等）。9⒌约束反力特点：GGN1N2①大小常常是未知的；②方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；③作用点在物体与约束相接触的那一点。10柔性体约束只能承受拉力，所以它们的约束反力是作用在接触点，方向沿柔性体轴线，背离被约束物体。是离点而去的力。二、约束类型和确定约束反力方向的方法：1.由柔软的绳索、链条或皮带构成的柔性体约束PPTS1S'1S'2S211约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体是向点而来的力。2.光滑接触面的约束(光滑指摩擦不计)PNNPNANB12FR滑槽与销钉133.光滑圆柱铰

11、链约束①圆柱铰链销钉14AAAXAYAA15②固定铰支座16固定铰支座17链杆约束RA18③活动铰支座（辊轴支座）N的实际方向也可以向下N19活动铰支座（辊轴支座）20§2-1-4物体的受力分析和受力图（P6§1-4）一、受力分析解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，即选择研究对象；然后根据已知条件，约束类型并结合基本概念和公理分析它的受力情况，这个过程称为物体的受力分析。作用在物体上的力有：一类是:主动力,如重力,风力,气体二类是：被动力，即约束反力。压力等。21画物体受力图主要步骤为：①选研究对象；②取分离体；③画上

12、主动力；④画出约束反力。二、受力图[例1]22[例2]画出下列各构件的受力图QAOBCDE23QAOBCDE24QAOBCDE25[例3]画出下列各构件的受力图说明：三力平衡必汇交当三力平行时，在无限远处汇交，它是一种特殊情况。26[例4]尖点问题应去掉约束应去