第1章理论力学基础ppt课件.ppt

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1、第1章理论力学基础1.1力的概念及性质1.力：是物体之间的相互机械作用2.力的效应运动效应：是引起物体运动状态的变化或速度的变化（外效应）变形效应：是引起物体形状改变（内效应）3.力的三要素：力对物体的作用效应取决于力的大小、方向和作用点4.力的单位:N(牛顿）或KN（千牛）理论力学是研究物体在空间的位置随时间改变的一般规律的科学。7/30/202115.力的性质①力的可传性：可以沿其作用线移到刚体上的任一点而不改变力对刚体的外效应。②力的成对性：力是两个物体之间的相互机械作用。反作用定律：力成对出现，大小相等，方向相反

2、，作用在不同物体上。③力的可合性：两个力对物体的作用，可用一个力来等效代替。④力的可分性：一个力产生两个效应，可将一个力分解成两个力。因为力是矢量，所以力的合成和分解为矢量关系式。常用平行四边形和坐标分量等方法。⑤力的可消性：一个力对物体产生的外效应，可被另一个或几个该同一物体上的外力所产生的外效应所抵消。7/30/202127.两个重要定理①二力平衡定理：当物体上只作用有两个外力而处于平衡时，这两个外力一定是大小相等，方向相反，作用线重合。二力构件：（二力体）（二力杆）ABFAFBAACBBCBGNCNB(a)(b)(

3、c)图1-1三角支架受力分析GNANB'7/30/20213②三力平衡汇交定理：由不平行的三个力组成的平衡力系必只汇交于一点。分别作用于两个不同的物体上2）作用力与反作用力：易混：1）二力平衡条件：两个力作用在同一刚体上满足平衡条件AACBBCBGNCNB(a)(b)(c)图1-1三角支架受力分析GNANB'7/30/202141.2刚体受力分析1.自由体：如果物体的运动是自由的，则这类物体称为“自由体”。（或说位移不受限制的物体为自由体，如飞行的飞机、炮弹、火箭等）非自由体：如果物体的运动受到周围物体预先给定的限制，则

4、此类物体为“非自由体”（或物体的某种位移受到一定的限制的物体为非自由体。如机车受到轨道的限制，只能沿着轨道运动。重物由钢索吊住，不能下落等…）2.约束：限制非自由体运动的条件引起条件的物体即对运动构成限制的物体称被限制物体的“约束”如铁轨是火车的约束绳索是重物的约束轴承是轴的约束。7/30/202153.约束力：约束对被约束物体的作用力（约束反力，或反力）工程中常见的约束：1、柔体约束（绳索、皮带、链条等拉住物体，限制其运动。）PAATAP作用线：沿柔性体方向：离开非自由体（拉力）柔绳约束动画特点是只能承受拉力，不能承受

5、压力和抗拒弯曲等。柔性体T1T2T1’T2’7/30/202162、光滑面约束PAANAPAA光滑面动画NR作用线：沿约束面的公法线方向：指向非自由体（压力）曲面动画齿轮表面动画7/30/202173、光滑铰链约束（平面铰链）结构XAYAAAXAYARRxRy作用线：通过铰链中心方向：待定（可用两个分力表示）实例分析7/30/20218固定铰支座AXAYAA（1）（2）（3）XAYA7/30/20219活动铰支座上摆销钉底板滚轮7/30/202110活动铰支座（3）（2）（1）YBBNBXAYA桥1桥27/30/2021

6、11YAXAZA空间球形铰A作用线：通过铰链中心方向：待定（可用三个分力表示）约束台灯变速杆7/30/2021124、轴承约束A（1）滑动轴承xyzAZAXA圆柱轴承（滚珠轴承）向心轴承结构约束7/30/202113止推轴承约束（2）滚动轴承BXAYAZAAxyzZBYBZBBxyzAABNAYBXB7/30/2021145、固定端约束PABPABXAYAMA（平面）（空间）PAzZAMAzYAAyXAMaxMAyx卡盘遮雨蓬7/30/202115固定端约束作用在固定端的约束反力是一个力和一个力偶.7/30/202116

7、受力分析隔离体和受力图受力分析：指分析所研究物体的受力情况。任务：首先要确定作用在物体上哪些力，以及这些力的作用位置和方向。其次还要确定那些力是已知的，哪些是未知的，以及未知力的数值。研究对象：受力分析时所研究的物体称为“研究对象”。隔离体（分离体）：解除约束并被分离出来的研究对象。受力图：将隔离体所受之主动力和约束力都用力矢量标在隔离体相应的位置上得到隔离体的受力图，简称“受力图”。画受力图步骤：（1）取隔离体，即单画研究对象。（2）画所有主动力（除约束力以外的力）。（3）根据约束类型，画出约束力。7/30/20211

8、7注意：1.判断平衡的可能位置或可能的运动趋势。2.利用二力平衡，三力汇交定理，及作用力与反作用力定律。3.物体系为研究对象时，内力不出现。7/30/202118如下图梁AB，分析AB梁的受力情况并作出它的受力图。PCABRBαYAXA解例1PAB2m3mCDα7/30/202119翻斗车例27/30/202120已