理论力学 第2版 教学课件 作者 王永廉 01静力学基础.ppt

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1、理论力学简介理论力学可分为下列三大部分：静力学（第一章～第六章）运动学（第七章～第十章）动力学（第十一章～第十五章）主要研究物体的平衡规律主要从几何的角度研究物体的机械运动主要研究物体的机械运动与作用力之间的关系一、理论力学的研究内容二、静力学的主要内容1）物体的受力分析2）力系的简化与合成3）求解平衡问题分析物体的受力情况，并作出表明其受力情况的简图◆受力分析是解决力学问题的基础力系：同时作用于物体上的一群力力系的简化：用一个较简单的力系等效替换一个较复杂的力系力系的合成：用一个力（或一个力偶）等效替换一个力系根据物体的平衡规律，确定平衡力系中的未知力◆求解平衡问题是静力学的核心

2、内容，是材料力学的基础第一章静力学基础第一节～第二节静力学基本原理一、二力平衡公理作用于刚体上二力平衡的充要条件为二力大小相等、方向相反、作用线相同说明：◆二力杆：只受二力作用而平衡的杆件对于变形体，条件必要但不充分二、加减平衡力系公理在作用于刚体上的任一力系上加上或减去任一平衡力系都不会改变原力系对刚体的作用效应说明：三、力的平行四边形法则合力的作用点仍在该点，合力的大小和方向由这两个力为邻边构成的平行四边形的对角线确定作用于物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力3）可用于力的分解，常用正交分解方式对应的矢量关系式为1）用于共点二力的合成2）等效于三角形法则四、作用力与反作用力

3、定律物体之间的作用力与反作用力总是同时存在，两力的大小相等、方向相反，沿同一直线，分别作用在两个物体上◆注意区别作用力、反作用力与平衡二力五、力的可传性作用于刚体上力的作用点可等效地沿其作用线任意滑移六、三力平衡汇交定理作用于刚体上三力平衡，其中两力的作用线相交于一点，则第三力的作用线必相交于同一点，且三力共面说明第三节约束与约束力（4）作用点：接触处自由体：在空间的位移不受任何限制非自由体：在空间的位移受到限制约束：限制非自由体位移的周围物体约束力：约束作用在被约束物体上限制其位移的力，又称约束反力（1）属性：被动力（2）大小：未知（3）方向：与所限制的位移方向相反工程中的约束通

4、常可分为下列五大类：一、柔性约束·柔索约束力：一个拉力◆柔性约束为单面约束约束力：一个法向力◆光滑接触面约束为单面约束二、光滑接触面约束三、光滑铰链约束特性：1.圆柱铰链（铰链）圆柱铰链简称铰链，它是由圆柱销钉插入两构件的圆孔而构成简图:约束力：只限制物体间的移动，而不限制物体间的转动方向一般无法确定，可用一对正交分力表示2.固定铰链支座若圆柱铰链中有一构件固定于地面或机架上作为支座，则称为固定铰链支座，简称铰支座或固定铰。简图:约束力：可用一对正交分力表示方向一般无法确定，可3.活动铰链支座将铰支座用锟轴（滚轮）支承在光滑平面上，则称为活动铰链支座，又称锟轴支座简图:约束力：一个

5、法向力◆活动铰链支座为双面约束4.向心轴承（径向轴承）向心轴承支承在转轴的两端使轴自由旋转简图:约束力：向心轴承只能限制转轴沿径向的位移方向一般无法确定，用一对正交分力表示5.止推轴承止推轴承与向心轴承的区别在于，它能同时限制转轴沿轴向和径向的位移，因此比向心轴承多一个沿轴向的约束力简图:约束力：方向一般无法确定，用三维正交分力表示6.球形铰链A球形铰链简称球铰链，它是将固结于构件一端的球体置于球窝形的支座内而构成，球铰链可使构件绕球心自由转动简图:约束力：三维正交分力表示方向一般无法确定，可用约束力：四、链杆约束仅在两端通过铰链与其他构件连接且不计自重的刚性杆链杆：沿着链杆的轴线

6、方向约束力：限制被约束物体的所有位移特性：比较复杂，以后介绍五、固定端约束第四节物体的受力分析在研究对象的分离体简图上画出约束力一、受力分析的一般步骤（1）确定研究对象（2）取分离体解除研究对象所受的全部约束，将其从周围物体中分离出来（3）画主动力在研究对象的分离体简图上画出主动力（4）画约束力二、作受力图的注意点（1）要明确研究对象并取分离体（2）要判别二力杆（3）要正确表达作用力与反作用力之间的关系（4）要根据约束类型正确表达约束力（5）要正确表达力的作用点位置[例1]重力为P的球体，在A处用绳索系在墙上，试画出球体的受力图。解：1）研究球体2）取分离体3）画主动力4）画约束力

7、[例2]梁AB左端为固定铰支座，右端为活动铰支座。在C处作用一集中载荷F，梁重不计，试作出梁AB的受力图。解：1）研究梁AB2）取分离体3）画主动力4）画约束力[例3]试画出图示简支刚架AB的受力图。解：1）研究简支刚架AB2）取分离体3）画主动力4）画约束力[例4]匀质水平梁AB用斜杆CD支撑，A、C、D三处均为光滑铰链连接。梁AB重P1，其上放置一重为P2的电动机。如不计杆CD的重力，试分别画出杆CD和梁AB（包括电动机）的受力图。解：（一）研究杆CD取分离体画主