講稿(哈工大)

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1、江蘇工業(yè)學(xué)院教案教學(xué)內(nèi)容（講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等）第1章靜力學(xué)公理和物體的受力分析1.1靜力學(xué)公理定義：（1）作用于物體上的一群力稱為力系。（2）如物體在某一力系作用下處于平衡，則此力系稱平衡力系。（3）作用于物體上的某一力系可以用另一力系來代替而不致改變物體的原有狀態(tài)，則稱這四個力系等效。（4）如一力與某力系等效，則此力稱為該力系的合力。靜力學(xué)公理，是人們從長期的實踐與經(jīng)驗中總結(jié)出來的而為人們所公認(rèn)的客觀真理。這些公理說明了作用于物體上力的基本性質(zhì)。它們是研究力系簡化

2、與力系平衡條件的理論基礎(chǔ)。公理：（1）二力平衡公理作用于剛體上的二力平衡的必要和充分條件是，此二力大小相等、方向相反，旦沿同一直線(簡稱等值、反向、共線)，如圖1—2。圖1-2這是最簡單的力系的平衡條件。必須指出，對于變形體來說，上述二力平衡條件只是必要條件而非充分條件。如圖1—3，為軟繩受兩個等值反向共線的拉力可以平衡，但如受兩個等值反向共線的壓力，就不能平衡了。只在兩個力作用下處于平衡狀態(tài)的構(gòu)件，稱為二力構(gòu)件(或二力桿)。這種構(gòu)件在工程上經(jīng)常遇到。二力構(gòu)件所受力的特點是：兩個力必沿作用點的連

3、線。如圖1—4和圖l一5。當(dāng)它們只在兩點受力且不計自重時，就是二力構(gòu)件。（2）加減平衡力系公理在作用于剛體的任意力系上，加上或取去任一平衡力系，第1頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教學(xué)內(nèi)容（講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等）并不改變原力系對剛體的作用效應(yīng)。（3）力的平行四邊形公理作用于物體上同一點的兩個力，可以合成為一個合力。合力的作用點仍在該點，合力的大小和方向是以這兩個力為邊所做的平行四邊形的對角線來表示。（4）作用與反作用公理兩物體間相互作用的力，總是大小相等、方向相反、沿同一直線，分別

4、作用在兩個互相作用的物體上。圖1-3圖1-4圖1-51.2約束和約束力1．基本概念：自由體：可以在空間不受限制地任意運動的物體。例子！非自由體：運動受到了預(yù)先給定條件的限制的物體。例子！約束：事先對物體的運動所加的限制條件。約束力：約束對被約束物體的作用力，它是一種被動力。（主動力：使物體運動或有運動趨勢的力。）約束力三要素：作用點：在相互接觸處第2頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教學(xué)內(nèi)容（講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等）方向：與約束所能阻止的物體的運動方向相反。大?。翰荒苁孪戎?，由主動力

5、確定。2．常見約束①柔性約束：概念：像由鏈條、繩索等柔軟的、不可伸長的、不計重量的柔性連接物體構(gòu)成的約束。限制的運動：限制物體沿著柔性伸長的方向運動。約束力方向：沿著繩索，背離物體，是拉力。其它例子：②光滑接觸面約束概念：兩物體直接接觸，不計接觸處磨擦而構(gòu)成的約束。限制的運動：限制了物體沿過接觸點的公法線而趨向接觸面方向的運動。約束力方向：沿過接觸點的公法線而指向物體是壓力。更多的例子：第3頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教學(xué)內(nèi)容（講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等）③光滑鉸鏈約束活動鉸支座固定

6、鉸支座概念：兩個構(gòu)件鉆有同樣大小的圓孔，并用與圓孔直徑相同的光滑銷釘連接而構(gòu)成的約束。限制的運動：限制物體沿圓柱銷的任意徑向?剴，而不能限制繞圓柱銷軸線的轉(zhuǎn)動和平行圓柱銷軸線方向的移動。約束力分析圖第4頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教學(xué)內(nèi)容（講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等）約束力三要素：作用點：接觸點，但此點不能事先確定。方向：沿過接觸點的公法線方向，垂直于軸線，是壓力。但實際上由于接觸點不能事先確定，因而約束力的方向也不能預(yù)先確定，通常用兩個正交未知分力表示。大小：由主動力確定。方向：過

7、軸心，垂直于軸，方向不變，通常用正交合力表示。④輥軸支座概念：鉸支座用幾個輥軸支承在光滑的支承上，它是光滑接觸面約束和光滑鉸鏈約束的復(fù)合。限制的運動：限制了沿支承面法線方向的運動。約束力：約束力方向：垂直于支承面，指向求知。第5頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教學(xué)內(nèi)容（講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等）1.3物體的受力分析和受力圖1.解題步驟：1、解除約束原理：當(dāng)受約束的物體在某些主動力的作用下處于平衡，若將其部分或全部的約束除去，代之以相應(yīng)的約束力，則物體的平衡不受影響。2、畫受力圖步驟如下

8、：1、根據(jù)題意，恰當(dāng)?shù)倪x取研究對象，劃出研究對象的分離體圖；2、在分離體圖上，畫出它所受的主動力，如重力、風(fēng)力、已知力等。并標(biāo)注上各主動力的名稱；3、根據(jù)約束的類型，畫出分離體所受的約束反力，并標(biāo)注上各約束反力的名稱；4、為了計算方便，在受力圖上標(biāo)上有關(guān)的尺寸、角度和坐標(biāo)，并寫上各力作用點的名稱。畫受力圖不僅在靜力學(xué)，而且在動力學(xué)中都是進(jìn)行力學(xué)計算的重要步驟。錯誤的受力圖必將導(dǎo)致錯誤的結(jié)果，只有正確的受力圖才能得出正確的解答。因此必須正確熟練的掌握受力圖的畫法。2.例題分析圖1-6第6頁江蘇工業(yè)