新编力学教程 教学课件 作者 穆能伶 1静力学的基本概念与物体的.ppt

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1、绪论力学：就是研究物体机械运动规律的科学。现代的力学，根据其所研究物体的物质形态不同，通常分为一般力学、流体力学和固体力学三类。一般力学：研究的是牛顿力学的一般原理和一切宏观离散系的力学现象。流体力学：研究的是流体在力的作用下本身运动的规律以及它与流体或固体之间的相互作用规律。固体力学：研究的是固体在受到外界各种因素（如外力、重力、温度、湿度等）的作用下，其内部质点的应力、应变、位移和破坏等规律。结构力学(固体力学中又有力学的另一分支)任务，第一研究的是结构的几何组成规律和合理形式，第二研究的是结构在外因的作用下应具备的可承受

2、荷载并可传递力的能力，而后就为结构的合理设计提供恰当的分析和计算方法。材料力学（固体力学另一个处于最基础的力学分支）任务：首先是研究杆件在外力作用下产生变形乃至失效或失稳的规律，其次是研究固体材料的宏观力学性能，而最终在保证杆件满足强度、刚度和稳定性的前提下，为工程结构设计选用既安全又经济的杆件尺寸和材料提供依据。绪论材料力学与结构力学的基本原理和计算方法的建立，又是以一般力学中的牛顿力学为基础。静力学（一般力学的分支）：研究的首先就是他们在静荷载作用下的承载能力以及结构的优化设计。静力学也就成了学习材料力学、结构力学时必备的

3、基础知识。所以使用本教材，首先学习静力学，即以第1、2章为主；然后学习材料力学，即以第4、5、6、7、13章为主；最后学习结构力学，即以第3、8、9、10、11、12、14章为主。绪论1静力学的基本概念与物体的受力分析本章内容研究受力作用的物体，必须首先建立力的概念以及实际物体被理想化的力学模型—刚体、弹性体及各向同性弹性体。若进一步对实际物体进行受力分析，还必须掌握力矩的概念与平面力偶理论和力学分析中应遵循的一般规律—静力学基本公理，并将物体的连接方式理想化，即明确物体的约束与约束力，这样就可画出物体的受力图。1静力学的基本

4、概念与物体的受力分析1.1力的概念1.2刚体、弹性体及各向同性弹性体1.3力矩的概念与平面力偶理论1.4静力学基本公理1.5约束与约束力1.6物体的受力图第一节力的概念一、力的概念1、力的概念—力是物体之间相互的机械作用。2、力的作用效应:外效应(运动效应):力使物体的运动状态发生改变。刚体静力学研究的对象。内效应(变形效应):力使物体产生变形效应。变形固体力学研究的对象。力使物体产生两种运动效应：若力的作用线通过物体的质心，则力将使物体在力的方向平移。若力的作用线不通过物体质心，则力将使物体既发生平移又发生转动。第一节力

5、的概念力：对物体的作用效应取决于力的大小、方向和作用点。力的大小反映了物体间相互作用的强弱程度。国际通用的力的计量单位是“牛顿”简称“牛”，英文字母N和kN分别表示牛和千牛。力的方向指的是静止质点在该力作用下开始运动的方向。沿该方向画出的直线称为力的作用线，力的方向包含力的作用线在空间的方位和指向。力的作用点是物体相互作用位置的抽象化。3、力的三要素:(1)大小—单位:牛(N),千牛(KN)。(2)方向—用箭头表示。(3)作用点。第一节力的概念两个或两个以上的力所组成的系统，称为力系,又称力的集合。力系m2mnm1F2F

6、nF1F3二、力学的几个基本概念第一节力的概念力系的合力：若作用于物体上的一个力和一个力系的作用效果相同或简称等效，则这个力称为力系的合力。力系的分力：而这个力系中的每个力则称为这个力系的分力。力系的合成和分解：一个力系等效地转化为一个力的过程，称为力系的合成；反过来，则称为力系的分解。力系的简化：一个复杂的力系等效地转化为一个简单的力系，则称为力系的简化。第一节力的概念三、力系的分类按照力作用线的分布情况，通常将力系分为各种不同的类型：平面力系：各力作用线在同一平面内的力系称为平面力系。空间力系：各力作用线不在同一平面内的力

7、系称为空间力系。汇交力系：各力作用线汇交于一点的力系称为汇交力系。平行力系：各力作用线相互平行的力系称为平行力系。任意力系：各力作用线既不相交又不完全平行的力系称为任意力系。第一节力的概念当分布力作用面积很小时，为了分析计算方便起见，可以将分布力简化为作用于一点的合力，称为集中力（concentratedforce）。例如，静止的汽车通过轮胎作用在桥面上的力，当轮胎与桥面接触面积较小时，即可视为集中力；F1F2第一节力的概念例如桥面施加在桥梁上的力则为分布力。q如果接触面积比较大，力在整个接触面上分布作用，这时的作用力称为分布

8、力。通常用单位长度的力表示沿长度方向上的分布力的强弱程度，称为载荷集度()，用记号q表示,单位为N／m。第一节力的概念第二节刚体、弹性体及其基本假设一、刚体刚体：就是指物体在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变。简单说来，刚体就是在力的作用下不变形的物体。二、弹性