《静力学基础》PPT课件

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1、静力学：主要研究物体在力系的作用下处于平衡状态时的平衡条件第一篇　静力学（Statics）平衡：物体相对于地面保持静止或作匀速直线运动的状态平衡条件：是指处于平衡状态时，作用在物体上的力系应满足的条件力系：作用在物体上的若干个力或一群力静力学⑴物体的受力分析；——也是所有力学的基本问题；⑵力系的等效替换（或简化）；⑶建立各种力系的平衡条件及其应用；静力学的三个基本问题：静力学静力学部分在实际工程中应用很广泛，是学习材料力学部分和结构力学的基础求解约束反力平衡方程受力分析静力学公理约束力系的简化平衡条件内容结构：静力学第

2、二章结构分析的静力学基础知识§2–1静力学的基本公理是人们在生活和生产实践中长期积累的经验总结，又经过反复检验，被确认是符合客观实际的最普遍、最一般的规律。力学中的其它各种定理都是以公理（原理）为基础，经过逻辑推导派生出来的。静力学公理以Newton力学的基本定律为基础SirIssacNewton公理：（原理）公理一(二力平衡公理)要使刚体在两个力作用下维持平衡状态，必须也只须这两个力大小相等、方向相反、沿同一直线作用。§2–1静力学的基本公理F2F1柔性绳性质：两个力必须是沿作用点的连线推论一二力构件忽略重力，只受两

3、个力作用而处于平衡的构件CBFCFBABFBFA注意重力§2–1静力学公理公理一续推论二二力杆则两端点的作用力必需大小相等，方向相反，且沿着杆的轴线§2–1静力学公理公理一续忽略重力，只受两个力作用而处于平衡的直杆ABRARBACBA作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点的一个力，即合力。合力的大小由以两力的为邻边而作出的力平行四边形的对角线来表示。F1F2F矢量表达式：F=F1+F2公理二力平行四边形法则§2–1静力学公理b)三角形法则F1F2FAF3a)平行四边形法则AF1F2FAF1F2F§2–1静力

4、学公理公理二续推论一(力在刚体上的可传性)作用于刚体上的力，其作用点可以沿作用线在该刚体内前后任意移动，而不改变它对该刚体的作用。==F1=－F2=FFABFABF2F1F1AB三、加减平衡力系原理：作用于刚体的力系中加上或减去一个平衡力系不改变原力系对刚体的作用力的三要素可以叙述为：大小、方向、作用线§2–1静力学公理推论二(三力平衡汇交原理)当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线相交于某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。F1FF2A=证明：F1F2F3A3AA2A1公理三续§1–2静力学公理F3FA

5、=A3F1F2F3A3AA2A1推论二(三力平衡汇交原理)当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线相交于某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。证明：公理二续§2–1静力学公理任何两个物体间的相互作用的力，总是大小相等，作用线相同，但指向相反，并同时分别作用于这两个物体上。区别二力平衡公理中两力作用于同一物体上公理四(作用和反作用定律)ABNAN’B§2–1静力学公理§2–1静力学公理公理5刚化原理柔性体（受拉力平衡）刚化为刚体（仍平衡）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．刚

6、体（受压平衡）柔性体（受压不能平衡）变形体在某一力系作用下处于平衡，则可将变形体变形后的形态刚性化，从而仍将其抽象为刚体的平衡。集中力分布力q(kN/m)l§2–2荷载约束结构的计算简图一、荷载及其分类1、按作用的范围分为集中荷载和分布荷载2、按作用的时间长短分为恒荷载和活荷载3、按作用性质分为静荷载和动荷载静力荷载是指荷载的数量、方向和位置不随时间变化或变化极为缓慢，因而不会使结构产生明显的运动，例如结构的自重和其它恒载；动力荷载是指随时间迅速变化的荷载，使结构产生显著的运动，例如锤头冲击锻坯时的冲击荷载、地震作用等

7、。恒载是长期作用在结构上的大小和方向不变的荷载，如结构的自重等；活载是随着时间的推移，其大小、方向或作用位置会发生变化的荷载，如雪荷载、风荷载、人的重量等。二、约束和约束反力（1）自由体：（2）非自由体：可以任意运动（获得任意位移）的物体不可能产生某方向的位移的物体1、基本概念：概念§2–2荷载约束结构的计算简图（4）约束反力：约束对被约束体的反作用力大小：由平衡方程确定（5）主动力：约束反力以外的力（3）约束(Constraint)：由周围物体所构成的、限制非自由体位移的条件可事先测得的力，如推力、拉力、重力等方向

8、：与被限制的位移方向相反§2–2荷载约束结构的计算简图1、柔性约束：三、常见几种约束类型A柔性约束的特点：只能受拉，不能受压只能限制沿约束的轴线伸长方向本书柔性约束力用FT表示常见的柔性约束：绳子、皮带、链条等柔性体约束反力方向应沿着它的中心线背离物体并作用在柔体与物体的连接点上FT2约束FT1§2–2荷载约束结构的计算简图约束