《静力学基础知识》PPT课件.ppt

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1、静力学基础知识第一章1.1力的基本概念和静力学基本公理1.2约束、约束的基本类型1.3受力分析和受力图返回目录掌握力的基本概念；掌握静力学公理；掌握约束的类型及其特征；准确的画出物体的受力图。本章要点力是物体间的相互作用，其效果是使物体的运动状态发生改变（平动或转动）或物体发生变形。静力学只研究刚体，因此，只讨论物体在力的作用下整体的平衡问题。力的单位，采用国际单位时为：或1.1力的基本概念和静力学基本公理一、力的概念牛顿（N）千牛（kN）1kN=103N力对物体的作用效果取决于力的大小、方向与作用点。我们称之为力的三要素(1)力的三要素（2）力系物体受到若干力的作用，统称力系平面力

2、系：各力作用线均在同一平面内根据各力作用线的关系，可分为平面任意力系、平面平行力系和平面汇交力系力是矢量，用“F”或表示。（已知力的方位和作用点，但未知它的指向和大小，这时可以任意预设指向）力是一个具有固定作用点的定位矢量。A但在刚体静力学中力可以看作是滑动矢量。（详见力的可传性）A或1.1力的基本概念和静力学基本公理作用于一个物体上的一群力，称为力系。对物体作用效果相同的力系，称为等效力系。使物体处于平衡的力系，称为平衡力系。如果一个力和一个力系等效，则该力为此力系的合力，而力系中的各个力称为这个力的分力。二、力系、合力三、静力学基本公理（力的基本性质）1.二力平衡公理(Equil

3、ibriumofTwoForces)作用在同一刚体上两力平衡的必要和充分条件是：两力等值、反向、共线。在两个力作用下平衡的构件称为二力杆。1.1力的基本概念和静力学基本公理只有两个力作用下处于平衡的物体二力构件不是二力构件二力杆不一定是直杆若在作用于刚体上的已知力系上添加或减去任何平衡力系，则对刚体的作用效应并不改变。＝2、加减平衡公理在此，力是有固定作用线的滑动矢量1.1力的基本概念和静力学基本公理力可以在刚体上沿其作用线移至任意一点而不改变它对刚体的作用效应推论：力的可传性力的三要素可以叙述为：大小、方向、作用线3.平行四边形公理(ParallelogramAxiom)作用在物体

4、的同一点上的两个力的合力仍作用在该点上，其大小和方向由两个力组成的平行四边形的对角线表示。1.1力的基本概念和静力学基本公理F1F2RF1F2R12刚体只受平面内三力作用而处于平衡状态时，若此三力不互相平行，则必汇交于一点，（在特殊情况下，力在无穷远处汇交——平行力系。）推论2：三力平衡汇交定理F1F3R1F2A=证明：A3F1F2F3A3AA2A11.1力的基本概念和静力学基本公理4.作用与反作用公理(ActionandReaction)两物体间的相互作用力总是同时存在，且其大小相等、方向相反、沿同一直线，但作用在两个不同的物体上。[例]吊灯有人说两个人打架一个痛一个不痛，为什

5、么？1.1力的基本概念和静力学基本公理变形体在已知力系作用下平衡时，若将此变形体视为刚体（刚化），则其平衡状态不变。5、刚化原理注意：刚化要在变形体发生变形后平衡时进行。此原理的意义在于，可以把任何已处于平衡的变形体看成刚体，而对它应用刚体静力分析中的全部理论。刚化原理演示1.1力的基本概念和静力学基本公理四、力的正交分解力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形法则。RF1F2F11F22R=F1+F2R=F11+F22为了使解答唯一且计算方便，一般把一个已知力沿两个相互垂直的方向进行分解称为力的正交分解。xyαFFxFyFx=FCOSαFY=FSinα返回1.1力的基本概念和

6、静力学基本公理思考题：P171至7作业：P188至9荷载的分类：工程上常见的荷载有集中荷载（集中力）、分布荷载、集中力偶、分布力偶。1、如果力集中作用于一点，这种力称为集中荷载(集中力)（单位为N或kN）。实际上，任何物体间的作用力都分布在有限的面积上或体积内，但如果力所作用的范围比受力作用的物体小得多时，以及作用在刚体上力的合力都可以看成是集中力。ABCABCFAFBFC2、对于作用范围不能忽视的力（荷载），称为分布荷载。分布在物体的体积内的荷载如重力等，称为体荷载（单位为N/m3或kN/m3）。分布在物体的表面上，如楼板上的荷载、水坝上的水压力等，称为面荷载（单位为N/m2或kN

7、/m2）。如果力（荷载）分布在一个狭长范围内而且相互平行，则可以把它简化为沿狭长面的中心线分布的力（荷载），如分布在梁上的荷载，称为线分布力或线荷载（单位为N/m或kN/m）。体荷载、面荷载、线荷载统称为分布荷载。。pq3、同样对于作用于极小范围的力偶，称为集中力偶。（单位为Nm或kNm）4、对于作用范围不能忽视的力偶，称为分布力偶。（单位为Nm/m或kNm/m）返回1.2约束、约束的基本类型1.2约束、约束的基本类型约束：对非自由体的某些位移预先施加的限