静力学基本概念与物体受力分析.ppt

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1、工程力学第1章静力学基本概念与物体受力分析重点：静力学公理、约束反力难点：受力分析、受力图第1章静力学基本概念与物体受力分析第1章静力学基本概念与物体受力分析1.1静力学基本概念1）静力学主要研究什么？研究物体在力系作用下平衡的问题2）静力学主要研究内容？物体的受力分析力系的等效与简化力系的平衡条件1.1静力学基本概念1.1静力学基本概念力是物体间的相互作用，这种作用的结果是使物体的运动状态发生变化（外效应），或使物体变形（内效应）。第1章静力学基本概念与物体受力分析3）什么是力？两类力：一类是通过场起作用，如重力、引力、电磁力，这些力分布在整个整个体积内，称为体积

2、力；另一类是由物体间的接触产生，如物体间的压力、摩擦力，称为外力。对物体两种效果：使物体的运动状态发生变化叫做力的运动效应或者外效应。物体形状发生改变，叫做力的变形效应或者内效应。4）什么是力系力系是作用于物体上的一群力。第1章静力学基本概念与物体受力分析1.1静力学基本概念平面力系与空间力系；若力系中的所有力都作用在同一个平面内，这样的力系称为平面力系；否则称为空间力系。汇交力系与任意力系；若力系中的所有力都汇交于一点，则此力系称为汇交力系；否则称为任意力系。第1章静力学基本概念与物体受力分析1.1静力学基本概念站台顶篷的桁架结构（空间力系）第1章静力学基本概念与

3、物体受力分析1.1静力学基本概念等效力系；作用在物体上的一个力系与另一个力系对刚体的作用效果相同，则这两个力系为等效力系。合力；某力系与一个力系等效，则此力系称为该力系的合力。第1章静力学基本概念与物体受力分析1.1静力学基本概念5）平衡平衡是指物体相对于惯性参考系处于静止或匀速直线运动。对一般工程问题而言，取与地面固连的坐标系为惯性参考系统，已足够精确。如果物体在力系作用下保持平衡，则该力系为平衡力系。6）刚体第1章静力学基本概念与物体受力分析1.1静力学基本概念实际物体在力的作用下都是可以变形的。但是，对于那些在运动或平衡状态中变形极小或者虽有变形但不影响其整体

4、运动或平衡状态的物体，这时可略去其变形，而将其简化为刚体。1.2力的性质第1章静力学基本概念与物体受力分析1.2力的性质1）力的表示力的三要素：大小、方向、作用点表示沿力矢量方向的单位向量工程中力的单位：牛顿（N）、千牛顿（KN）2）力的平行四边形法则（公理1）作用在物体上同一点的两个力可以合成为一个合力，合力的作用点也在该点，大小和方向由这两个力为边构成的平行四边形的主对角线确定第1章静力学基本概念与物体受力分析1.2力的性质力的三角形法则最简单的力系合成法则AF2F1FR作用在同一个刚体上的两个力平衡的充要条件是这两个力等值、反向且共线。3）二力的平衡条件（公理

5、2）第1章静力学基本概念与物体受力分析1.2力的性质二力构件最简单的力系的平衡条件4）加减平衡力系原理（公理3）第1章静力学基本概念与物体受力分析1.2力的性质在给定力系上加上或去掉任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效果。推论1力可传性作用于刚体的力，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效应。FA=FABF2F1F1AB=对刚体而言，力是滑移矢量B第1章静力学基本概念与物体受力分析1.2力的性质推论2三力平衡汇交定理作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则此三个力必在同一平面内，且第三个力的作用线必通过汇

6、交点。=F1F2AA3F3FR1第1章静力学基本概念与物体受力分析1.2力的性质两物体相互作用的力，即作用力和反作用力总是同时存在，且大小相等、方向相反，沿同一直线分别作用在两个物体上。5)作用和反作用力定理6)刚化原理变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，其平衡状态保持不变。第1章静力学基本概念与物体受力分析1.3基本约束及其约束力1.3基本约束及其约束力一、约束和约束反力自由体：位移不受限制的物体。非自由体：位移受给定条件限制的物体。约束：限制物体运动的的周围物体。约束力：约束对被约束物体的作用。大小：未知方向：与该约束所阻碍的位移方向相反第1

7、章静力学基本概念与物体受力分析1.3基本约束及其约束力二、常见约束类型及约束反力1）柔性约束方向：沿柔索背离物体第1章静力学基本概念与物体受力分析1.3基本约束及其约束力2）理想光滑面约束方向：沿接触面法线指向受力物体第1章静力学基本概念与物体受力分析1.3基本约束及其约束力3）光滑圆柱铰链约束辊轴支座固定铰支座第1章静力学基本概念与物体受力分析1.3基本约束及其约束力活动铰链约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉构成第1章静力学基本概念与物体受力分析1.3基本约束及其约束力4）向心轴承止推轴承第1章静力学基本概念与物体受力分析1.3基本约束及其约束力5）球铰链