工程力学 教学课件 作者 张小亮 主编 范咏梅 王禾稼 副主编学习情景1 构件的静力分析.pptx

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1、工程力学构件的承载能力计算2构件的运动及动力分析3构件的静力分析1目录平面汇交力系平衡问题的求解1.2平面力偶系平衡问题的求解1.3刚体的受力分析1.1学习情景1构件的静力分析平面任意力系平衡问题的求解1.4轮轴类零件平衡问题的求解1.51.掌握静力学的基本概念。2.能对物体进行受力分析并正确画出受力图。3.掌握各种力系的简化方法。4.掌握求解平面力系平衡问题的一般思路、步骤和方法。5.掌握平面力系平衡方程的应用，能根据平衡方程求解简单的工程问题中构件所受的约束力。学习目标学习情景1构件的静力分析任务1.1刚体的受力分析12基本概念力的基本性质——静力学

2、公理3工程中常见的约束任务描述任务1.1刚体的受力分析图1-1图1-2任务分析任务1.1刚体的受力分析1、明确力、刚体等基本概念，理解力的基本性质；2、分析不同约束的特点及其约束力的画法；3、对物体进行受力分析，正确画出物体的受力图。知识准备1基本概念(1)力①定义：力是物体间相互的机械作用。②力的三要素：实践证明，力对物体的作用效应取决于力的大小、方向和作用点，这三个要素称为力的三要素。④力的表示方法：力是矢量（既有大小又有方向的量）。知识准备1基本概念(2)力系①概念：作用在同一物体上的两个或两个以上的力，称为力系。②分类③等效力系④力系的简化知识准

3、备1基本概念(3)平衡所谓平衡是指物体相对于地面处于静止状态或匀速直线运动状态，是物体机械运动的一种特殊状态。(4)刚体在力的作用下，任何物体都会产生变形。知识准备1基本概念(5)受力分析及受力图在工程实际中，为了清晰的表示物体的受力情况，常常把所研究的物体（研究对象）从限制其运动的周围物体中分离出来，单独画出它的简图（分离体），然后再画出它所受的所有力，这样的图形称为物体的受力图。画受力图是解决工程力学问题的基本环节，必须熟练掌握。知识准备2力的基本性质——静力学公理性质一：二力平衡公理作用于同一刚体上的两个力，使刚体处于平衡的充分和必要条件是：此二力

4、等值、反向、共线。(a)(b)(c)(d)图1-5知识准备2力的基本性质——静力学公理性质二：力的平行四边形法则作用于物体上同一点的两个力的合力仍作用于该点，其大小和方向由以这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线确定。图1-6知识准备2力的基本性质——静力学公理性质三：加减平衡力系公理在作用于刚体的任意力系上，加上或减去任意平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应。推论1力的可传性原理推论2三力平衡汇交定理知识准备2力的基本性质——静力学公理图1-7图1-8知识准备2力的基本性质——静力学公理性质四：作用力与反作用力公理两物体间的相互作用力总是大小相等

5、、方向相反、沿同一直线，且分别同时作用在这两物体上。知识准备3工程中常见的约束（1）约束与约束力如果一个物体不受任何限制，可以在空间自由运动（例如在空中自由飞行的飞机），则此物体称为自由体；反之，若物体受到一定的限制，使其在空间沿某些方向的运动成为不可能（例如绳子悬挂的物体），则此物体称为非自由体或被约束物体。知识准备3工程中常见的约束（2）柔性约束由不计自重的绳索、链条、胶带和钢丝等柔性体构成的约束称为柔性约束。图1-9知识准备3工程中常见的约束（3）光滑面约束不计摩擦的光滑平面或曲面构成的约束称为光滑面约束。图1-10知识准备3工程中常见的约束（4）

6、光滑圆柱铰链约束①中间铰链约束②固定铰链支座约束知识准备3工程中常见的约束图1-11图1-12知识准备3工程中常见的约束(a)辊轴支座(b)简图(c)约束反力的表示图1-13知识准备3工程中常见的约束（5）固定端支座约束物体的一部分固嵌于另一物体所构成的约束，称为固定端约束。图1-15图1-16任务实施——画受力图任务1.1刚体的受力分析（1）受力图的画法例1-1画出如图1-17a所示中圆球的受力图。(a)(b)图1-17任务实施——画受力图任务1.1刚体的受力分析例1-2画出如图1-18a所示中AB杆的受力图。图1-18任务实施——画受力图任务1.1刚

7、体的受力分析（2）画受力图的基本步骤及注意事项①必须画出分离体图，分离体的形状、方位应与原图保持一致。②画每个力都要有根据，不可凭主观臆测。任务实施——画受力图任务1.1刚体的受力分析③不能多画，每画一个力都要考虑这个力的施力物体和受力物体各是什么，只画研究对象受的力，不画研究对象作用于其它物体的力；不能少画，凡是解除约束的地方（研究对象与周围物体接触处）都要分析有无约束力。④应准确地找出二力杆并从二力杆入手。⑤注意作用力与反作用力的关系。任务1.2平面汇交力系平衡问题的求解12力在平面直角坐标系中的投影平面汇交力系的合成与平衡任务描述任务描述图1-19

8、D任务分析知识准备1、画出研究对象的受力图；2、求出各力在平面直角坐标系中的投影