静力学受力分析

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1、第一篇静力学★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静力学主要研究物体在力(力系)的作用下的平衡问题※静力学基本概念※静力学公理※约束和约束反力※结论与讨论※物体的受力分析和受力图第1章静力学基本概念与物体受力分析§1-1静力学基本概念一.刚体的概念刚体是抽象化的力学模型理论力学研究的物体都是刚体刚体力学静力学——刚体静力学在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变。刚体与变形体模型刚体F变形体F′FF′F实际物体能否简化为刚体，主要取决于所研究问题的性质。变形体刚体§1-1静力学基本概念任何物体在力的作用下都要产生变形，称为变形体

2、二.平衡的概念平衡是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动。平衡是物体运动的一种特殊形式。我们常把固结在地球上的参考系视为惯性参考系，这样比如桥梁、机床的床身、作匀速直线飞行的飞机等等，均可看作处于平衡状态。§1-1静力学基本概念三.力的概念力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化。作用效应：（1）使物体的运动状态发生改变——运动效应或外效应，如位置、速度、加速度等（理力）；（2）使物体发生变形——变形效应或内效应（材力）作用方式：（1）直接接触作用；（2）间接作用，如磁场、电场、重力场等。力的三要素及其表示：力的作用线AF（1）力的大

3、小，（2）力的方向，（3）力的作用点。力的三要素：（定位矢量或固定矢量）FF0可用一矢量表示FF=FF0力的单位N（牛顿）、kN（千牛）集中力分布力力的分类四.力系的概念力系的分类：按力系中各力作用线在空间的位置分布，将力系进行分类：平面力系空间力系汇交力系平行力系任意力系§1-1静力学基本概念作用在物体上的一群力——力系力系相关概念：一个作用于刚体而使其保持平衡的力系——平衡力系。若两力系分别作用于同一物体其效应相同，则这两力系称为等效力系。若力系与一个力等效，则此力就称为该力系的合力，而该力系中的各力，则称为此合力的分力。注：理论力学中等效是指外效应等效。ABA

4、B2FFF力系的简化：对一个复杂的力系求与之等效的简单力系的过程。§1-1静力学基本概念公理五　刚化公理§1-2静力学公理公理四　作用与反作用定律公理三　力的平行四边形定律公理二　加减平衡力系公理公理一　二力平衡公理公理1（二力平衡公理）★作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的充要条件是：这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。F1=F2F2BF1AF1F2BA注意：（1）对于刚体，这个条件是必要与充分的；但对于变形体，这个条件是必要的但不充分。例如：（2）不要将二力平衡条件与力的作用和反作用性质相混淆。在两个力作用下处于平衡的构件称为二力构件二力构件不是

5、二力构件受力特点:作用于二力构件的两力必沿作用点的连线公理2（加减平衡力系公理）★在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。推理（力的可传性原理）★作用在刚体上的力可以沿其作用线移至刚体内任意一点，而不改变它对刚体的作用效果。AFBAFBF2F1ABF1★作用于刚体上的力——滑动矢量力的可传性对于变形体并不适用。注意：例如：FFFF只能在“同一刚体”内才可以传递注意：2静力学公理公理二　加减平衡力系公理公理一　二力平衡公理★作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的充要条件是：这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。★在已知力系上加上或

6、减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。推理（力的可传性原理）★作用在刚体上的力可以沿其作用线移至刚体内任意一点，而不改变它对刚体的作用效果。公理3力的平行四边形法则★作用于物体某个点的两个力的合力，亦作用于同一点上，其大小和方向可由这两个力所构成的平行四边形的对角线来表示。FRF1F2F1F2FRAF1FRF2或者：力三角形即，合力矢等于分力矢的矢量和（几何和）FR=F1+F2OO反用力的平行四边形法则，可以将力分解：oxyoxyFxFyFFxFyFF=Fx+Fy（正交分解）什么是力在轴上的投影，力的投影与力的分解有什么关系？？CBA推理（三力平衡汇交定理

7、）★当刚体受三个力作用而平衡时，若其中任何两个力的作用线相交于一点，则第三个力的作用线通过汇交点，且三力必在同一平面内。F3F1OF2F1F2F12三力平衡，不平行，必汇交。公理4作用和反作用公理作用力和反作用力总是同时存在，两力的大小相等、方向相反、沿着同一直线，分别作用在两个相互作用的物体上。（单个物体平衡问题过渡到物系平衡问题的桥梁）AOGAOFTG—作用力—反作用力公理5刚化公理变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，则平衡状态保持不变。刚体的平衡条件是变形体平衡的必要条件，而非充分条件。在刚体静力学的基础上，考虑变形体的变形协调条件和物