静力学基本概念和受力图.ppt

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1、1第一篇《静力学》23）力系的简化：使力系变换成另一个作用效应相同的简单力系（等效）4）力系的平衡条件：物体保持平衡状态时，力系满足的条件平衡力系静力学：研究物体在力系作用下的平衡条件的科学，机械运动的特例—物体平衡引言静力学2）物体的平衡：物体相对于地面保持静止或匀速直线运动1）力系5）力学的基础：静平衡受力动力学问题材料力学平衡材料、结构尺寸选择基本问题33静力学研究的问题：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4第一章静力学基本公理与受力分析5§1–1静力学的基本概念§1–2静力学公理§1

2、–3约束与约束力§1–4受力分析与受力图第一章静力学的基本公理与受力分析6单位：国际单位制：牛顿(N)千牛(kN)静力学§1-1静力学的基本概念一力的概念1定义：力：是物体间的相互机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化和物体的形状发生变化。2作用效应：①运动效应(外效应)②变形效应(内效应)3三要素：大小，方向，作用点FA工程单位制：公斤力1kgf=9.8N7力可以用一个矢量表示。如图所示1）矢量的模按一定的比例尺表示力的大小；2）矢量的方位和指向表示力的方向；3）矢量的起点（或终点）表示力的作用点。4表示方

3、法：静力学定位矢量8静力学2依作用线分布情况分类：平面力系，空间力系平面力系：平面汇交（共点）力系，平面平行力系，平面力偶系，平面任意力系；空间力系：空间汇交（共点）力系，空间平行力系，空间力偶系，空间任意力系；二力系1定义：作用在物体上的一群力。3力系的等效与简化：等效力系：两力系对同一物体作用效果相同9力系的等效：把一个力系用与之等效的另一个力系代替。物体运动状态不变力系的简化：一个复杂力系用一个简单力系等效的过程F1F2F3F4FRA静力学10静力学三刚体的概念3刚体：任何情况下永不变形的物体，一种特殊的质点系

4、。特征：刚体内任意两点间距离永远保持不变(理想化的力学模型)4刚体静力学：静力学研究对象—刚体和刚体系统理论力学5变形体：材料力学的研究对象例子：研究飞机平衡、震颤1质点：用来代替物体的有质量而不考虑形状和大小的点2质点系：包含两个或两个以上互相有联系的的质点组成的力学系统11静力学§1-2静力学基本公理力系简化和平衡的理论基础公理1二力平衡公理作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的充要条件：这两个力等值、反向、共线F1=–F2最简单的平衡力系12静力学①对刚体，条件是充要的②对变形体(或多体中)，条件只是必要的说明：1

5、3静力学＊③二力构件（杆）：力作用只在两个下平衡的物体特点：作用于二力构件的两力必沿两作用点连线二力杆说明：14静力学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。——力系简化条件推论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。对刚体来说，力作用三要素：大小，方向，作用线。公理2加减平衡力系公理滑移矢量F15静力学公理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，此合力作用于该点，大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形对角线

6、来表示。也成为力的平行四边形法则。三角形法则：二力首尾顺次相连，第三边为合力1）大小由三角形关系求解2）力的分解：无数个三角形，正交分解——力系简化基础16静力学[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。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。＊推论2：三力平衡汇交定理——不平行三力平衡必要条件17静力学公理4作用力和反作用力定律两物体间的作用力：等值、反向、共线、异体、且同时存在。[例]吊灯注意:作用力与反

7、作用力分别作用于两个不同的物体上受力分析必遵循的原则18静力学公理5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），则平衡状态保持不变。刚化可以柔化不可该公理建立了刚体力学与变形体力学的联系。变形体平衡，可用刚体静力学的平衡理论。19静力学约束（反）力：约束对物体运动的阻碍作用。§1-3约束与约束力一基本概念自由体：位移不受限制而可以自由运动的物体。非自由体：位移受限制的物体。约束：对非自由体预先施加的限制条件。力学上—对非自由体起限制作用的物体。主动力(荷载)：非自由体上所有促使物体运动或有运

8、动趋势的力。一般已知被动力：约束力是由主动力引起的，故是一种被动力。(未知)20静力学①大小由力系平衡条件确定；②方向与约束限制的物体运动方向相反；③作用点在物体与约束的接触点。确定约束反力的原则：GGFN2FN1约束反力取决于约束本身的性质、主动力和物体的运动状态21静力学约束反力：作用点：接触点或任意假象的截割处方向：沿柔性体轴向，背离物体