工程力学_第1章工程静力学基础.ppt

《工程力学_第1章工程静力学基础.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、工程力学IntroductiontoStaticsIntroductiontoStatics风乍起，吹皱一池春水夜半钟声到客船野渡无人舟自横极光8大型水利工程设施长江三峡工程美国的Tacoma大桥，中央跨距853米。在中等风速（19m/s）作用下整体塌毁。tatannic。钻床力是物质间的一种相互作用，机械运动状态的变化是由这种相互作用引起的。力学-mechanics，力学是独立的一门基础学科，系物理学主要学科之一，主要研究能量和力以及它们与固体、液体及气体的平衡、变形或运动的关系。古希腊的阿基米德初步奠定了静力学即平衡理论的基础17世纪末牛顿

2、继承和发展前人的研究成果(特别是开普勒的行星运动三定律)，提出力学运动的三条基本定律，使经典力学形成系统的理论。达朗贝尔，纳维、柯西、泊松、斯托克斯Alexanderpope:Natureandnature’lawlayhidinnight,Godsaid,“letNewtonbe”,andallwaslight.一般力学、固体力学和流体力学三个主要分支。一般力学的有理论力学(狭义的)、分析力学、外弹道学、振动理论、刚体动力学、陀螺力学、运动稳定性等；属于固体力学的有材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、断裂力学等；流体力学是由早期的水力学和

3、水动力学这两个风格迥异的分支汇合而成，到了21世纪则有空气动力学、气体动力学、多相流体力学、渗流力学、非牛顿流体力学等分支。各分支学科间的交叉结果又产生粘弹性理论、流变学、气动弹性力学等。静力学材料力学结构力学流体力学弹性力学断裂力学……工程力学第一章静力学基本概念与物体受力分析第二章平面任意力系第一篇静力学静力学主要研究：物体的受力分析；力系的简化；力系的平衡条件及其应用。引言静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。§1–1静力学基本概念§1–2静力学公理§1–3约束与约束反力§1–4物体的受力分析与受力图第一章静力学基本概念与物体受力分

4、析静力学第一章静力学基本概念与物体受力分析§1-1静力学基本概念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。一.刚体就是在力的作用下，大小和形状都不变的物体。二.平衡4.力的单位：国际单位制：牛顿(N)千牛顿(kN)静力学三、力的概念1．定义：2.力的效应：①运动效应(外效应)②变形效应(内效应)。3.力的三要素：大小，方向，作用点AF力是物体间的相互作用。静力学力系：是指作用在物体上的一群力。等效力系：两个力系的作用效果完全相同。力系的简化：用一个简单力系等效代替一个复杂力系。合力：如果一个力与一个力系等效，则称这个力为力系的合力

5、。平衡力系：物体在力系作用下处于平衡，我们称这个力系为平衡力系。F1ABCF2F3静力学§1-2静力学基本公理是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被反复的实践所验证，是无须证明而为人们所公认的结论。公理1二力平衡公理作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是：这两个力大小相等

6、F1

7、=

8、F2

9、方向相反F1=–F2作用在同一直线上，作用于同一个物体上。刚体F1F2公理：静力学说明：①对刚体来说，上面的条件是充要的。③二力体：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。②对变形体(或多体中)来说，上面的条件只是必要条件。二力杆静力学在已知力系上

10、加上或减去任意一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一点，而不改变该力对刚体的效应。因此，对刚体来说，力作用三要素为：大小，方向，作用线。公理2加减平衡力系原理推论1：力的可传性原理静力学公理3力的平行四边形法则作用于物体上同一点的两个力可合成一个合力，此合力也作用于该点，合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。力的三角形法则FRFR静力学刚体受三力作用而平衡，若其中两力作用线汇交于一点，则另一力的作用线必汇交于同一点，且三力的作用线共面。（必共面，在特殊情况下，力在

11、无穷远处汇交—平行力系。）推论2：三力平衡汇交定理∴三力必汇交，且共面。[证]∵为平衡力系，∴也为平衡力系。又∵二力平衡必等值、反向、共线，FR静力学公理4作用力和反作用力定律等值、反向、共线、异体、且同时存在。[例]吊灯静力学公理5刚化原理变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体变成刚体（刚化为刚体），则平衡状态保持不变。公理5告诉我们：处于平衡状态的变形体，可用刚体静力学的平衡理论。静力学§1-3约束与约束反力一、概念位移不受限制的物体叫自由体。自由体：静力学位移受限制的物体叫非自由体。非自由体：静力学①大小常常是未知的；②方向总是与约

12、束限制的物体的位移方向相反；③作用点在物体与约束相接触的那一点。约束力特点：G约束力：约束与非自由体接触相互产生了作用力，约束作用于非自由体上的力叫约