工程力学基础new

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1、第一篇工程力学基础构件必须满足以下三方面要求；(1)构件要有足够抵抗外力破坏的能力．即要有足够的强度。(2)构件在外力作用下发生超出许可的变形，即要有—定的刚度。(3)构件在外力作用下能保持它原有的几何形状而不致突然失去原形,即具有稳定性。工程力学的任务就是研究构件的强度、刚度和稳定性问题。本篇主要内容可以概括为两部分：(1)研究构件的受力情况及平衡条件，进行受力大小的计算：(2)研究构件的受力变形与破坏的规律，进行构件的强度，刚度和稳定性的计算。以强度问题为重点，着重讨论构件的强度计算。11.构件的受力分析基本要求：1、正确理解力的概

2、念、刚体、平衡、约束概念。2、掌握力的基本性质及其作用3、学会约束的特性及约束反力的方向4、受力分析和受力图。5、平面汇交力系和平面一般力系的平衡和简化6、平面汇交力系及一般力系平衡方程。7、理解力矩、力偶矩8、对构件进行受力分析，画出受力图，求未知力的简单应用。构件的受力分析：构件上受到哪些外力作用．其大小、方向或方位如何?•平衡状态：构件相对于地面保持静止或匀速直线运动状态。•构件的受力分析是构件处在平衡状态的受力分析。21.1力的概念及性质一、力的概念力是物体之间的相互机械作用。这种机械作用产生两种效应。(1)使物体的运动状态发生

3、改变—外效应。(2)使物体产生变形—内效应。刚体：在外力作用下不变形的物体称为刚体。刚体只考虑力的外效应。显然，刚体是实际物体的—种抽象化模型，它表示在外力作用下，物体保持原有形状、尺寸不变的性质。但是，不能把刚体绝对化。力三要素：力的大小、方向和作用点。力的表示：力是一个矢量，矢量用黑体字或在白字体上加一箭头表示。单位：按照国际单位制，力的单位用“牛顿”(N)二、力的基本性质力系一一指作用在同一物体上的两个或两个以上的力。平衡力系—一若物体在某力系作用下处于平衡状态，则这样的力系称为平衡为系。显然、平衡力系中的各力对物体作用的外效应彼

4、此抵消。因此，平衡力系是对物体作用的外效应等于零的力系。平衡条件：平衡力系具备的条件。等效力系一—若两个力系分别作用于同—物体．它们所产生的外效应相同，则这两个力系互为等效力系。合成与分解—一若一个力与一个力系等效，则这个力是该力系的合力，而该力系中的各个力为其合力的分力。由力系求合力的过程称为力的合成。而将合力转化成几个分力的过程称为力的分解。力的性质：31、力的成对性ABF2、二力平衡条件A3、力的可传性FFA1BF2加减平衡原理：在刚体上加上或减去一个或几个平衡力系，不改变原力系的作用。4、力的可合性与可分性nnBDDRFR2F2

5、AmFmmFCA1C1nn4三力平衡汇交定理：某刚体受三个力作用而处于平衡状态．若其中两个力的作用线相交于一点，则第三个力的作用线必交于同一点。51.2约束与约束反力自由体：若一物体在空间能沿任何方向、不受限制的自由运动，则该物体称为自由体。非自由体或被约束体：如果物体的运动在某些方向上受到限制而不能完全自由运动，那么该物体就称为非自由体或被约束体。在力学中把限制非自由体运动的物体称为“约束”。约束力：约束对非自由体的作用力．约束力①大小——待定②方向——与该约束所能阻碍的位移方向相反③作用点——接触处工程上常见的几种约束类型和确定约束

6、反力方向或方位的方法。1．柔软体约束由绳索、胶带、钢丝绳等柔性物体产生的约束称柔软体约束。约束反力的方向：一定沿着柔软体的中心线且背离被约束的物体。TAAGG62．光滑面约束一些光滑支承表面(如导轨、托轮等)产生的约束称为光滑面约束。光滑面约束反力的方向沿着接触点的公法线，并指向被约束的物体。OOOOGGABABGNNNBA3、圆柱铰链约束固定铰链支座：构成圆柱铰链约束中的一个构件固定在基础或机架上。7活动铰链支座：只能阻止物体沿着垂直于支承面的方向运动。84固定端约束91.3受力图分离体:需要把所分析的构件(即研究对象)从与它们联系的

7、周围约束物体中分离出来，单独画出。这种被分离出来的研究对象称为分离体。受力图：必须全面考虑作用在分离体上的全部外力，包括已知的主动力和未知的约束反力。表示分离体及其所受的全部外力图，就为受力图。例1—1图所示为两个油桶堆放在地下槽中．桶I、Ⅱ的重力分别为G1，G2,试作出每个桶的受力图。IIOA1BNAGO11AIIIINB`BNBONOBC2C2CG2DDND例1—2水平梁AB用斜杠CD支撑，A、D、C三处均为圆柱铰链联接(如图所示)。水平梁的重力为G，其上放置一个重为Q的电动机。如不计斜杆CD的重力，试画出斜杆CD、水平梁AB和电动

8、机作为整体的受力图。画受力图需注意的问题：(1)根据题意确定研究对象，即首先要明确画哪一个构件的受力图。(2)将所确定的研究对象解除约束，即将它从周围物体的约束中分离出来单独画出。10(3)先画出作用在分离