第1章 静力学基础

《第1章 静力学基础》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、工程力学教程电子教案第1章静力学基础1第1章静力学基础§1-2静力学公理§1-3约束和约束力§1-4研究对象和受力图§1-1静力学中的基本概念工程力学教程电子教案第1章静力学基础2§1-1静力学中的基本概念1.1.1力的概念力是物体间的相互机械作用，这种作用使物体的运动状态发生变化，同时使物体发生变形。前者称为力的运动效应或外效应；后者称为力的变形效应或内效应。1.力的三要素力对物体作用的效应，决定于力的大小、方向（包括方位和指向）和作用点；这三个要素称为力的三要素。AF工程力学教程电子教案第1章静力学基础32.等效力系(1)力系。作用在物体上

2、的若干个力总称为力系，以（F1,F2,…,Fn)表示。(2)等效力系。作用于物体上的一个力系可用另一个力系代替，而不改变原力系对物体作用的外效应，以（F1,F2,…,Fn)~,(F1′,F2′,…,Fm′)表示，图形如下表示。F1F2FnF1′F2'Fm′工程力学教程电子教案第1章静力学基础41.1.2刚体的概念任何物体在力的作用下，其上任意两点间均将产生相对运动，使其初始位置发生改变，称之为位移，从而导致物体发生变形,当其变形微小而可被忽略时，将其抽象为刚体。静力学——研究物体在力系作用下平衡规律的科学。刚体静力学——研究刚体在力系作用下的平

3、衡问题。平衡——物体相对于地面保持静止或作匀速直线运动的状态。工程力学教程电子教案第1章静力学基础51.1.3平衡条件与平衡力系要使物体处于平衡状态，作用于物体上的力系必须满足一定的条件，这些条件称为力系的平衡条件；作用于物体上正好使之保持平衡的力系则称为平衡力系。1.1.4刚体静力学研究的基本问题1.受力分析——分析作用在刚体上的各种力，弄清研究对象的受力情况。2.平衡条件——建立物体处于平衡状态时，作用在物体上的力系应满足的条件。3.利用平衡条件求解未知力，以解决工程中的相关问题。工程力学教程电子教案第1章静力学基础6§1-2静力学公理公理

4、1二力平衡公理作用于刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态的必要与充分条件是：这两个力等值，反向，共线。二力构件只受两个力作用而处于平衡的物体。如果二力构件是一根直杆,则称为二力杆。F1F2F1F2工程力学教程电子教案第1章静力学基础7公理2加减平衡力系公理在作用于刚体上的已知力系中，加上或减去任一平衡力系，并不改变原力系对刚体的效应。作用于刚体上的力，可沿其作用线任意移动而不改变它对刚体的作用效应。力的可传性原理：F2ABFAB..FABF1F2··工程力学教程电子教案第1章静力学基础8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，其合力也

5、作用在该点上，合力的大小和方向则由以这两个力为边所构成的平行四边形的对角线来表示，而该两个力称为合力的分力。FR=F1+F2FRF1F2FRF1F2力的三角形工程力学教程电子教案第1章静力学基础9公理4作用与反作用定律两物体间相互作用的力，总是大小相等，指向相反，且沿同一直线。FT'PPFT工程力学教程电子教案第1章静力学基础10§1-3约束和约束力1.3.1约束的概念1.自由体与非自由体在空间能向一切方向自由运动的物体，称为自由体。当物体受到了其他物体的限制，因而不能沿某些方向运动时，这种物体为非自由体。2.约束限制非自由体运动的物体是该非自

6、由体的约束。P约束被约束物体工程力学教程电子教案第1章静力学基础113.约束力约束施加于被约束物体上的力，如下图中的力FT。4.约束力的方向与约束所能限制被约束物体的运动方向相反，如上图中的力FT的方向。PPFT工程力学教程电子教案第1章静力学基础121.3.2工程中常见的约束1.柔体约束2.光滑面约束PAAPAAFNAFTPAAP工程力学教程电子教案第1章静力学基础133.光滑铰链约束（平面铰链）（空间球形铰）AFAxFAyFAxFAyAzyxFAyFAxFAzA工程力学教程电子教案第1章静力学基础14(平面固定铰支座约束)(活动铰支座)工程

7、力学教程电子教案第1章静力学基础15实际桥梁使用的的固定铰支座与活动铰支座当载荷位于纵向对称面内，可以简化成平面问题时,采用上图表示。简支梁工程力学教程电子教案第1章静力学基础164.轴承约束A(滑动轴承)A(止推轴承1)FAzFAxAxyzzyxFAxFAyFAzA工程力学教程电子教案第1章静力学基础175.固定端约束B(止推轴承2)AFAxAFAyMAFBzFByFBxzyxB(平面问题)工程力学教程电子教案第1章静力学基础18§1-4研究对象和受力图对物体进行受力分析是静力学计算（如求解约束力）中最重要的一步，也是动力学计算（求解物体受力

8、与运动状态变化间的关系）中的重要环节。1.受力分析方法将物体从约束中隔离出来，将约束对它的作用代以相应的约束力，即取隔离体，画受力图。工程力学教程电子