机械设计基础 第2版 教学课件 作者 周玉丰 第1章 第1章.ppt

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1、第1章静力学基础静力学研究的问题：力系的简化力系的平衡第1章静力学基础本章要点：静力学的基本概念静力学公理常见的典型约束、约束反力物体的受力分析力、力系、刚体和平衡的概念静力学的四个基本公理约束的概念和常见约束类型具备对物体进行受力分析的能力应掌握内容：第1章静力学基础1.1静力学的基本概念1.1.1力的概念（1）力的定义力是物体之间相互的机械作用。作用的结果（2）力的三要素大小、方向、作用点改变物体的运动状态→外效应使物体变形→内效应静力学的基本概念（3）力是矢量既有大小又有方向。（4）力的单位N或kN静力学

2、的基本概念ABF05N作用于同一物体的若干个力称为力系。静力学的基本概念1.1.2力系的概念平衡力系不改变物体原有运动状态的力系。等效力系对物体的作用效果完全相同的两个力系。静力学的基本概念合力与一个力系等效的力。分力一个力系中的每一个力。静力学的基本概念在受力状态下保持其几何形状和尺寸不变的物体称为刚体。刚体→理想的力学模型静力学的基本概念1.1.3刚体的概念刚化原理（1）静力学的基本概念刚化原理（2）静力学的基本概念1.1.4平衡的概念物体相对于地面保持静止或作匀速直线运动的状态。静力学的基本概念静力学

3、的任务：研究物体在力系作用下的平衡条件,并由平衡条件解决工程实际问题。静力学的基本概念1.2静力学公理静力学公理静力学公理静力学公理F=F'=F"F'F"平衡力重要推论：力的可传性原理作用于刚体上的力可以沿其作用线移至刚体内任一点，而不改变原力对刚体的作用效应。静力学公理静力学公理公理三力的平行四边形法则作用于物体同一点的两个力可以合成为一个合力，合力也作用于该点，其大小和方向由以这两个力为边所构成的平行四边行的对角线所确定，即合力矢等于这两个分力矢的矢量合。矢量表达式OOFRF1(a)(b)F1F2F2FRF

4、1+F2=FR静力学公理FR力的平行四边形法力三角形力的合成Ft=FncosFr=Fnsin静力学公理力的分解FtFr静力学公理cARBF1F2O重要推论：三力平衡汇交定理如果刚体受同一平面的三个互不平行的力作用而平衡,则此三个力的作用线必汇交于一点.F3公理四作用与反作用定律静力学公理两个物体间相互作用的一对力，总是大小相等，方向相反且共线，分别作用于这两个物体。被约束体运动受到限制或约束的物体。约束限制被约束体运动的周围物体。1.3约束和约束反力的概念及类型反力约束对被约束体的反作用力。约束和约束反力

5、的概念及类型反力的特点：⑴总是作用在被约束体与约束体的接触处。⑵方向总是与约束所能限制的运动或运动趋势的方向相反。1.3.1柔索约束特点:(1)只能限制物体沿柔索伸长方向的运动。(2)力的方向总是背离物体。表示符号：FT约束和约束反力的概念及类型约束和约束反力的概念及类型约束和约束反力的概念及类型约束和约束反力的概念及类型特点:（1）只能限制物体在接触点沿接触面的公法线指向约束物体的运动。（2）约束反力过接触点沿接触面法向并指向被约束体。表示符号:FN1.3.2光滑面约束约束和约束反力的概念及类型PFNPFNF

6、NAFNB约束和约束反力的概念及类型约束和约束反力的概念及类型约束和约束反力的概念及类型特点:（1）反力的方向不定，随接触点而变化；（2）反力的大小由两个通过铰链中心的正交分力求得。表示符号：Fx、Fy1.3.3光滑铰链约束约束和约束反力的概念及类型（1）固定铰链支座YAXA约束和约束反力的概念及类型（2）活动铰链支座RA约束和约束反力的概念及类型约束和约束反力的概念及类型约束和约束反力的概念及类型约束和约束反力的概念及类型约束和约束反力的概念及类型约束和约束反力的概念及类型约束和约束反力的概念及类型1.3.4

7、轴承约束径向轴承约束和约束反力的概念及类型圆锥滚子轴承约束和约束反力的概念及类型1-1回答下列问题：（1）作用力与反作用力是一对平衡力吗？（2）二力平衡条件、加减平衡力系原理能否用于变形体？为什么？（3）只受两个力作用的构件称为二力构件，这种说法对吗？（4）确定约束反力方向的基本原则是什么？（5）等式F=F1+F2与F=F1+F2的区别何在？第1章思考题（6）图a中所示三铰拱架上的作用力F，可否依据力的可传性原理把它移到D点？为什么？（7）图b、c中所画出的两个力三角形各表示什么意思？二者有什么区别？1.4物

8、体的受力分析和受力图受力分析研究物体上所受的力，包括力的数量（所有的主动力、约束反力）、方向、及力的作用点。物体的受力分析和受力图受力图在简图上除去约束，使研究对象成为自由体（分离体），在解除约束处画上约束反力，在分离体上画出全部主动力和约束反力。例题1在图示的平面系统中，匀质球A重G1，借本身重量和摩擦不计的理想滑轮C和柔绳维持在仰角是的光滑斜面上，绳的一端挂着重G2的物块B。试分