静力学的基本概念、受力分析与受力图.ppt

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1、工程力学静力学＋材料力学学习要求认真听课，勤思考；课后独立完成作业，书写规范；保持课堂安静，少开小差，手机设为静音。上课缺席要请假。平时：20％，包括出勤、作业、课堂表现实验：10%期末：70％考核办法绪论2.课程内容：静力学＋材料力学（举例）静力学：研究在力作用下物体平衡条件材料力学：研究在某一力作用下的构件强度、刚度和稳定性等，即构件的承载能力。1.课程性质：工程力学是工科专业的一门重要的技术基础课，与工程实际有着密切的联系。3.关系：静力学是工程力学的基础部分，也是材料力学的基础。工程力学应用工程力学应用工程力学应用北京奥运会主体育场鸟巢工程力学应用北京奥运会主体育场鸟巢工程力学应用

2、工程力学应用工程力学应用工程力学应用第一篇静力学第一章静力学的基本概念、受力分析与受力图静力学引言研究物体在力系作用下的平衡条件任务研究对象的力学模型：刚体平衡：物体相对惯性参考系静止或作匀速直线运动。物体间相互的机械作用，作用效果使物体的运动状态发生变化，或者使物体发生变形。力：外效应—改变物体运动状态内效应—物体的变形静力学材料力学1-1,1-2静力学基本概念力的作用效应力的表示法——力是一矢量，用数学上的矢量记号来表示，如图。-F确定力的必要因素大小方向作用点力的三要素分布力集中力物体内任意两点始终保持不变的距离或形状和尺寸始终保持不变的物体。刚体：在静力学中，所研究的物体只限于刚体

3、，因此，静力学又称刚体静力学ABCD实际的物体都是变形体，有：固体、流体（液体和气体）刚体是理想化的力学模型公理一二力平衡公理刚体受两个力作用平衡的充要条件：1-3静力学公理二力构件（二力杆）（等值、反向、共线）思考题1-4ABBA(a)(b)公理二加减平衡力系公理推理1力的可传性原理力的三要素：大小、方向和作用线对“刚体”而言==FABFABF2F1F1ABF1=－F2=F1-3静力学公理公理三力的平行四边形法则亦可用力三角形求得合力矢合力矢(矢量和)1-3静力学公理推论2三力平衡汇交定理AA3FAF3F1F2A3A2A1A3F3AF1F2A3A2A1=证明：如果刚体在三个力作用下平衡，

4、其中两个力的作用线汇交于一点，则第三个力的作用线必通过此汇交点。F3对“刚体”而言非充分条件1-3静力学公理思考题1-5OOAAOA(a)(b)(c)斜面光滑无摩擦公理四作用与反作用定律两物体间相互作用的力，总是同时存在，同时消失，其大小相等、方向相反、沿同一直线，但分别作用在这两个不同的物体上。1-3静力学公理FF’公理五刚化原理刚体平衡条件仅是变形体平衡的必要条件,而非充分条件变形体在某一力系作用下处于平衡状态，如将此变形体变成刚体（刚化），其平衡状态保待不变。1-3静力学公理作业：P12思考题：1-1，1-2,1-3返回材料力学：研究内力与变形构件：机械或工程结构的每一个组成部分静力

5、学：刚体假设，研究构件外力与约束反力静力学与材料力学1-4约束与约束反力一．有关概念1．自由体与非自由体自由体：位移不受任何限制的物体。非自由体：位移受到某些限制的物体。2．主动力与约束反力（1）主动力（在建筑工程设计中又称荷载）ⅰ．定义：迫使物体运动或具有运动趋势的力。ⅱ．特点：主动力的大小和方向均为已知的。集中荷载单位:牛顿分布荷载（其大小通常用荷载集度来表示）体荷载如：重力体荷载集度牛/米3面荷载如：水压力面荷载集度牛/米2线荷载如：齿轮齿面接触线荷载集度牛/米ⅲ．主动力分类1-4约束与约束反力约束：对非自由体的位移起限制作用的周围物体约束力（约束反力）：约束对非自由体的力。大小——

6、待定方向——与该约束所能阻碍的位移方向相反作用点——约束与被约束物体的接触点列车是非自由体铁轨是约束体铁轨作用在车轮上的力为约束力约束反力实际上反映了物体间的相互作用1-4约束与约束反力一、柔性体约束：由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束工程中常见的各种类型约束AAA特点：只能限制物体沿着柔性体伸长方向的位移。约束力：沿柔性体而背离物体的拉力。用“”或“”表示。1-4约束与约束反力’’’’皮带轮传动实例沿公法线指向被约束的物体。常用“”或“”表示与非自由体成点、线、面接触，接触处光滑二、光滑面约束约束力：公切面公法线1-4约束与约束反力节圆BAC光滑面约束实例K压力角1-4约束与约束反力1

7、.圆柱铰链计算简图：约束力：通过铰链中心，用表示AAAFθ方向不定三、光滑铰链约束1-4约束与约束反力光滑圆柱铰链约束实例1-4约束与约束反力计算简图：AAAA2.固定铰链支座1-4约束与约束反力约束力：与圆柱铰链相同3.向心轴承（径向轴承）约束力：用两个通过轴心垂直于轴线的正交分力表示。计算简图：轴承1-4约束与约束反力计算简图：约束力：⊥支承面，通过铰链中心，用或表示AAFN的实际方向也可以向下四、其它类型约束1.辊