工程力学01静力学基本概念与物体受力分析

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1、1第一篇《静力学》工程力学2静力学主要研究：物体的受力分析；力系的简化；力系的平衡条件及其应用。引言静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。3第一章静力学基本概念与物体的受力分析4§1–1静力学的基本概念§1–2约束与约束力§1–3物体的受力分析与受力图第一章静力学公理与物体的受力分析静力学第一章静力学基本概念与物体的受力分析§1-1静力学基本概念是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动的状态。一.刚体就是在力的作用下，大小和形状都不变的物体（即刚体内部任意两点间的距离保持不变）。二.平衡三、力和力系的概念1．力的定义：

2、2.力的效应：①运动效应(外效应)②变形效应(内效应)。3.力的三要素：大小，方向，作用点AF力是物体间的相互机械作用。作用形式直接接触的作用：压力、摩擦力等通过场的作用：万有引力、电磁力等静力学定位矢量自由矢量4.力的分类集中力分布力7静力学载荷集度（分布力作用的强度）：单位面积上力的大小q（N/cm2）5.力的单位：国际单位制：牛顿(N)；千牛顿(kN)6.力系：是指作用在物体上的一群力。F1ABCF2F3平衡力系：物体在力系作用下处于平衡，我们称这个力系为平衡力系。7.等效力系：如果两个力系分别作由于同一物体其效应相同，则这两

3、个力系称为等效力系。静力学合力：若一个力和一个力系等效，则称这个力是这个力系的合力力系简化：对一个复杂力系求与其等效的简单力系的过程。8.力系分类平面力系空间力系汇交力系平行力系任意力系9静力学§1-2约束与约束力一、概念位移不受限制的物体叫自由体。自由体：位移受限制的物体叫非自由体。非自由体：约束力：约束作用于非自由体上的力称为约束力。约束：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。（这里，约束是名词，而不是动词的约束。）10静力学①大小常常是未知的；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

4、点。约束力特点：GGF1F211静力学二、约束类型和确定约束反力方向的方法：1.柔索：由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束WWFF1F'1F'2F2绳索类只能受拉，约束反力作用在接触点，方向沿绳索背离物体。12静力学约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体。2.光滑支承(光滑指摩擦不计)FWWFFAFBFC13静力学3.光滑圆柱铰链固定铰中间铰滑动（径向）轴承二力构件（二力杆）14静力学①固定铰支座FxFy15静力学固定铰支座FxFy16静力学AA②中间铰FyFxAFyFx17静力学③滑动（径向）轴承FxFzFzFx18静力

5、学二力杆④二力构件：只在铰点受两个力而处于平衡的构件。a.不计自重；b.两端铰接；c.杆中间任意位置不受力FA约束力：过铰点沿两铰点连线指向或背离受力物体。19静力学4.活动铰链支座（辊轴支座）F的实际方向也可以向下F20静力学活动铰支座（辊轴支座）FA21静力学滑槽与销钉（双面约束）F22静力学5.光滑球铰链FxFzFyFxFyFz23静力学止推轴承FxFzFyFxFzFy24静力学解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，即选择研究对象；然后根据已知条件，约束类型并结合基本概念和公理分析它的受力情况，这个过程称为物体的受力分

6、析。§1-3物体的受力分析和受力图作用在物体上的力有：一类是主动力：如重力,风力,气体压力等。二类是被动力：即约束力。一、受力分析25静力学画物体受力图主要步骤为：①选研究对象；②取分离体；③画上主动力；④画出约束反力。二、受力图[例1]FEFDF'DFAxFAyFB26静力学[例2]尖点问题FAFBFC27静力学FBFEEBF′CyF′CxFHABDEC[例3]FFHABDECFAxFAyFBFFAxFAyFHFDFCxFCyCDAF28静力学[例4]画出下列各构件的受力图FEFHFBxFByEFDFCFAxFAyF′ByF′Bx

7、F′CFDFEFHFAxFAy29静力学三、画受力图应注意的问题除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才有相互机械作用力，要分清研究对象（受力体）都与周围哪些物体（施力体）相接触，接触处必有力，力的方向由约束类型而定。2、不要多画力要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对于受力体所受的每一个力，都应能明确地指出它是哪一个施力体施加的。1、不要漏画力30静力学约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析两物体之间的作用力与反作用力时，要注意，作用力的方向一旦确定，反作用力的方向一定要与之

8、相反，不要把箭头方向画错。3、不要画错力的方向即受力图一定要画在分离体上。4、受力图上不能再带约束。31静力学一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有可能不同。当物体系统拆开来分析时，原系统的部分内力，就成为新研究对象的外力。对