第一章 静力学基本概念及受力图

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1、1第一部分静力学2第一章静力学基本概念及受力图3§1–1静力学的基本概念§1–2静力学公理§1–3约束与约束反力§1–4物体的受力分析与受力图44.力的单位：国际单位：牛顿(N)一、力(Force)1．定义：①力是物体与物体之间的相互作用；2.力的效应：3.力的三要素(决定效应)：大小，方向，作用点(矢量)AF§1-1静力学的基本概念②力是物体运动状态改变的原因。②变形效应(内效应)。①运动效应(外效应)。5二、力系(Forcesystem)作用在物体上的一群力。四、力系分类(Forcesystemclassi

2、fication)力系可分为：平面(Planar)力系、空间(Spatial)力系①平面汇交力系(PlanarConcurrentforcesystem)平面力系②平面平行力系(PlanarParallelforcesystem)③平面一般/任意力系(Planargeneral/arbitraryforcesystem)①空间汇交力系空间力系②空间平行力系③空间一般力系(空间任意力系)三、等效力系(Equivalentforcesystem)两个力系的作用效应相同。6物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动的状态

3、。五、刚体(Rigidbody)在力的作用下，大小和形状都不变的物体。六、平衡(Equilibrium)八、平衡力系(Equilibriumforcesystem)七、平衡条件(Equilibriumcondition)物体处于平衡状态时，作用在物体上的力系必需满足的条件。物体平衡时力系。7经长期实践与反复验证的真理。通向公理，无逻辑之路，全靠人的直觉与经验。公理一(力的法则)效应:汇交力系、任何物体(刚体、变形体)力系简化规则适应:§1-2静力学基本公理作用在同一点的两个力可合成为一个合力，其作用点不变，大小

4、和方向由平行四边形的对角线确定。8效应:适用:不平衡否则二力平衡二力等值、反向、共线最基本平衡条件同一刚体公理二二力平衡公理第一章力系的简化二力构件：只在两个力作用下平衡的刚体。受力特点：两个力必沿作用点的连线！！9公理三(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，不改变原力系对刚体的效应。第一章力系的简化ABCCBF不计质量10力对刚体为滑移矢。作用点作用线力对刚体的可传性推论1同一刚体适用:第一章力系的简化对刚体来说，力的三要素为大小，方向，作用线。11推论2(三力平衡汇交定理)刚体受三力平衡，

5、若其中二力相交，则三力共面，且汇交于一点。证：第一章力系的简化n个力平衡，其中n-1个汇交于一点则第n个力必过此点。推广:=FF1F2AF1F2F3A3AA2A112与二力平衡区别，作用于两个物体上。物系受力分析基础一切物体(静力与动力)效应:适应:公理四(作用与反作用定律)两物体间的作用力与反作用力等值，反向，共线，分别作用在两个物体上。第一章力系的简化13公理五(刚化原理)变形体平衡，刚化后仍平衡。其逆不成立。提供用刚体模型研究变形体平衡的依据。刚体平衡条件对变形体是必要而非充分。效应:第一章力系的简化如绳

6、14约束反力(Reaction)：约束给被约束物体的力(被动力)。§1-3约束与约束反力一、基本概念自由体(Freebody)：位移不受限制的物体。非自由体(Constrainedbody)：位移受到某些限制的物体。约束(Constraint)：对非自由体的某些位移施加的限制条件。15①大小常常是未知的,必须在约束解除后才能表现出来；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。约束反力特点：GN1GN216柔体只能受拉，因此它们对物体的约束反力，作用在接触点，方向沿绳索背离物体

7、。二、常见约束类型及其约束反力方向的确定1、柔性约束(绳索、链条或皮带)17约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体。2、光滑接触面的约束(光滑指摩擦不计)PPNPPPPN183、固定铰链约束(pinsupport)约束特点：限制物体在平面内的移动。约束反力特点：提供在平面内两个互相垂直方向的反力。194、滚动铰链支座(rollersupport)约束特点：限制物体在平面内垂直方向的移动。约束反力特点：提供在平面内垂直方向的反力。Y20B5、连接铰约束约束反力特点：只须画一对正交的分力即可21一、受力

8、图将所研究的物体(研究对象)从周围物体的约束中分离出来,单独画出这个物体的轮廓图形，并将它所受到的主动力和约束反力全部画在图形上，这样得到的图形称为受力图(free-bodydiagrams)。§1-4物体的受力分析和受力图画物体受力图主要步骤：①选研究对象②取分离体③画上主动力(一般已知)、约束反力(确定方位、假定方向)22[例1]不计构件自重,分别画出圆柱体和AB杆的受力图。①选②