第一篇 静力学基础

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1、第一篇静力学第一章静力学基本概念与物体受力分析静力学：研究物体在力系作用下平衡规律的一门科学。力系：是指作用于同一物体上的一群力。平衡力系：物体处于平衡状态时，作用于该物体上的力系。F1ABCF2F3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的状态。力学：研究物体机械运动规律的科学。机械运动：指物体在空间的位置随时间的变化，包括变形和流动。1下一页上一页静力学研究的主要内容是：1）物体的受力分析2）力系的简化3）建立物体在各种力系作用下的平衡条件返回首页分力——力系中各组成力力系的简化——用简单的力系代替复杂的力系，当然，这种代替必须在两力系对同一物体的作用效应完全相同

2、的条件下进行。对同一物体作用效应相同的两力系——等效力系。若一个力与一个力系等效，则此力称为该力系的——合力本章则主要介绍静力学的基本概念及在对物体分析时常见的几种典型的约束，并分析其约束力的特征及其物体受力图的绘制。2就是在力的作用下，大小和形状都不变的物体,或其内部任意两点间的距离始终保持不变的物体。1、刚体2、质点：刚体不计物体的尺寸而得到质点的概念刚体和质点——都是一个理想化的力学模型。一、静力学的研究对象：刚体二、力的概念1．定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用可以改变物体的机械运动状态。2.力的效应：①运动效应(外效应)②变形效应(内效应)。§1－1静力学基本概念3

3、3.力的三要素返回首页下一页上一页F实践证明，力对物体的作用效应，是由力的大小、方向和作用点的位置所决定的，这三个因素称为力的三要素。力的单位：国际单位制：牛顿(N)千牛顿(kN)例如，用扳手拧螺母44．力的矢量表示：力是矢量常用一个带箭头的线段来表示，线段的长度按一定比例代表力的大小，线段的方位和箭头表示力的方向，其起点或终点表示力的作用位置。该线段的延伸称为力的作用线。用加粗体字母（如F）代表力矢，以普通字母F表示力的大小。AF50N力的作用线F=200N返回首页下一页上一页B5集中力汽车通过轮胎作用在桥面上的力5．集中力与分布力：6分布力桥面板作用在钢梁的力7平面力系：力系

4、中各力的作用线位于同一平面内，此力系称~根据力系中各力作用线在空间分布情况，可将力系进行分类空间力系：力系中各力的作用线不在同一平面内，此力系称~汇交力系：力系中各力的作用线或其延长线能汇交于一点，称~平行力系：力系中各力的作用线互相平行。任意力系：力系中各力的作用线任意分布。平面汇交力系：是指力系中各力的作用线或者作用线的延长线位于一个平面内，并且相交于一点。平面平行力系：平面任意力系：8自由体：非自由体：约束（反）力：在空间中位移不受限制的物体。物体在运动时某些方位位移受到某些限制的，这种物体称~对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体§1-2约束与约束力在各类工程机械中，构件

5、总是以一定的形式与周围其他构件相互联接的，例如房梁受力柱的限制，使其在空间得到稳定的平衡；转轴受到轴承的限制，使其只能绕轴转动；小车受到地面的限制，使其只能沿路面运动等等。约束：约束限制了物体本来可能产生的某种运动，因此约束有力作用于物体，称9静力学①约束力大小——常常是未知的。②约束力方向——总是与约束限制的物体的位移方向相反。③约束力作用点——在约束与被约束物体相接触的那一点。约束（反）力特点———确定约束（反）力方向的准则G主动力——除约束力以外的其它力，或说能使物体运动或有运动趋势的力。约束力是由主动力的作用而引起，随主动力的改变而改变GN1N210G绳索，皮带，链条或钢丝

6、绳等所形成的约束为柔性约束。简称柔索这类约束只能限制物体沿着柔索伸长方向的运动，因此它对物体只有沿柔索方向的拉力。作用点——在接触点方向——沿绳索背离被约束物体一、柔性约束（柔索）GFT下一页上一页返回首页11FT1F'T1FT2F'T2当柔索绕过轮子时，假想在柔索的直线部分处截开柔索，将与轮接触的柔索和轮子一起作为考察对象。12G忽略摩擦约束：限制物体在接触点沿接触面的公法线方向的运动二、光滑面约束GFN下一页上一页返回首页故约束力作用点在接触点处，方向沿公法线，指向被约束物体。13取杆为研究对象，并将其单独画出。再将作用在梁上的全部荷载画上。FNDFNAGACBDFNB直杆与方

7、槽在A、B、D三点接触ACBDACBDGFNDFNAFNB下一页上一页返回首页14三、光滑圆柱铰链约束实例1铰15铰实例21617三、铰链约束两构件采用圆柱销所形成的联接为铰链联接。圆柱销只限制两构件的相对移动，而不限制两构件的相对转动，若相联的构件有一个固定，则称为固定铰链；若均不固定，则称为中间铰链。铰链简称为铰。下一页上一页返回首页18ABC中间铰链ABCABC简化表示销钉下一页上一页返回首页19A中间铰链FNCKCFCxFCyCCF'CxF'Cy中间铰链约束力