《公理及受力分析》PPT课件

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1、工程力学绪论工程力学涉及众多的力学学科分支与广泛的工程技术领域。工程力学理论力学：研究物体机械运动一般规律。材料力学：研究构件正常工作应满足的要求。一、理论力学的研究对象理论力学是研究物体机械运动一般规律的学科。1.所谓机械运动是物体在空间的位置随时间的变化。如河水的流动、机器的运转、人造卫星的运行等，它是物质运动中最简单的一种运动。2.理论力学属于古典力学。研究速度远小于光速的宏观物体的机械运动。二、理论力学的研究内容静力学：研究物体在力系作用下的平衡规律及力系的简化。运动学：从几何观点研究物体的运动，而不研究引

2、起物体运动的原因。动力学：研究受力物体的运动变化与作用力之间的关系。理论力学静力学动力学运动学动力学三、学习理论力学的目的1.为了直接或间接地解决生产实践中的问题。2.为后续课程打基础。理论力学是很多课程的重要基础，例如：材料力学、结构力学、机械原理、弹性力学、流体力学、机械振动等。3.理论力学来源于实践又服务于实践。理论力学既抽象又紧密结合实际，系统性和逻辑性强，这些特点有助我们树立辨证唯物主义世界观和培养分析问题解决问题的能力。理论力学的研究方法观察和实验分析、归纳和总结力学最基本规律抽象、推理和数学演绎理论体

3、系用于实际力学模型刚体、质点、弹簧质点、弹性体等力：物体间的相互机械作用，这种作用使物体运动状态发生变化，或使物体变形。集中力和分布力。刚体：绝对不变形的物体，或物体内任意两点间的距离不改变的物体。一个物体能否视为刚体，不仅取决于变形的大小，而且和问题本身的要求有关。变形体：实际工程构件在外力作用下，几何形状和几何尺寸都要发生改变，这些构件称为变形体。基本概念四、材料力学的的任务结构物和机械由构件组成。对构件在荷载作用下正常工作的要求Ⅰ.具有足够的强度——指在外力作用下，构件应不发生破坏（断裂或塑性屈服）。FFaF

4、F钢筋b美国的Tacoma老桥于1940年11月7日因风力引起的振动而产生断裂荷载未作用时塑形变形示例荷载作用下F荷载去除后塑形变形示例Ⅱ.具有足够的刚度——指在外力作用下，构件产生的弹性变形应不超过工程允许范围。荷载未作用时荷载去除后荷载作用下F弹性变形示例Ⅲ.满足稳定性要求——在外力作用下，构件在其原有形态下的平衡应保持为稳定的平衡。偏心受压直杆理想中心压杆理想中心压杆在满足上述强度、刚度和稳定性要求的同时，须尽可能合理选用材料和降低材料消耗量，以节约投资。材料力学包含的两个方面理论分析实验研究测定材料的力学性

5、能；解决某些不能全靠理论分析的问题——工程力学的学习为解决工程问题提供基础知识：1.分析并确定构件所受各种外力和方向。2.研究在外力作用下构件的内部受力、变形和失效的规律。3.提出保证构件具有足够强度、刚度和稳定性的设计准则与设计方法。第一部分静力学1、物体的受力分析：分析物体（或物体系）受哪些力，每个力的作用位置和方向，并画出物体的受力图。2、力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系等效代替一个复杂力系。3、建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的平衡条件，并应用这些条件解决静力学实际问题。静力学是研究物体的受力

6、分析、力系的等效替换（或简化）、建立各种力系的平衡条件的一门科学。1-1基本概念力的三要素：大小、方向、作用点。力是矢量。根据矢量对刚体产生的运动效应，以及矢量的大小、方向、作用点或作用线，可归纳为：滑动矢量、定位矢量、自由矢量。第一章静力学的基本概念受力图力系：一群力。可分为：平面汇交力系，平面平行力系，平面力偶系，平面任意力系；空间汇交力系，空间平行力系，空间力偶系，空间任意力系。等效力系：使同一刚体产生相同作用效应的力系称为等效力系。平衡：物体相对惯性参考系静止或作匀速直线运动。1－2静力学公理公理1二力平衡

7、条件刚体在两个力作用下平衡的充分必要条件是二力沿着同一直线，大小相等，方向相反。使刚体平衡的充分必要条件最简单力系的平衡条件公理1二力平衡条件反之不一定成立，因对刚体平衡的充分必要条件，对变形体是必要的但非充分的。柔性体（受拉力平衡）刚化为刚体（仍平衡）刚体（受压平衡）柔性体（受压不能平衡）二力构件二力构件：只在两个力作用下处于平衡的构件。二力构件的受力特定：力必沿作用点的连线。思考题CAB受力图正确吗?ABFAFBABFBFA公理2加减平衡力系原理在作用于刚体的力系中，加上或减去任意对平衡力系不改变原力系对刚体

8、的作用效应。加减平衡力系原理是力系简化的重要依据。推理1力的可传性作用在刚体上的力可沿作用线滑移至刚体内任意点而不改变力对刚体的作用效应。推理1力的可传性作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为大小、方向和作用线。F1=F2=F公理3力的平行四边形法则作用在刚体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的