工程力學(xué)課件

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1、第一章靜力學(xué)基本概念與物體受力分析第二章匯交力系第三章力偶系第四章平面任意力系第五章空間任意力系第六章靜力學(xué)專題——桁架、摩擦、重心第一篇靜力學(xué)靜力學(xué)主要研究：物體的受力分析；力系的簡(jiǎn)化；力系的平衡條件及其應(yīng)用。引言靜力學(xué)是研究物體在力系作用下平衡規(guī)律的科學(xué)?！?–1靜力學(xué)基本概念§1–2靜力學(xué)公理§1–3約束與約束反力§1–4物體的受力分析與受力圖第一章靜力學(xué)基本概念與物體受力分析靜力學(xué)第一章靜力學(xué)基本概念與物體受力分析§1-1靜力學(xué)基本概念是指物體相對(duì)于慣性參考系保持靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。一

2、.剛體就是在力的作用下，大小和形狀都不變的物體。二.平衡4.力的單位：國(guó)際單位制：牛頓(N)千牛頓(kN)靜力學(xué)三、力的概念1．定義：2.力的效應(yīng)：①運(yùn)動(dòng)效應(yīng)(外效應(yīng))②變形效應(yīng)(內(nèi)效應(yīng))。3.力的三要素：大小，方向，作用點(diǎn)AF力是物體間的相互機(jī)械作用。靜力學(xué)力系：是指作用在物體上的一群力。等效力系：兩個(gè)力系的作用效果完全相同。力系的簡(jiǎn)化：用一個(gè)簡(jiǎn)單力系等效代替一個(gè)復(fù)雜力系。合力：如果一個(gè)力與一個(gè)力系等效，則稱這個(gè)力為力系的合力。平衡力系：物體在力系作用下處于平衡，我們稱這個(gè)力系為平衡力系。F1ABC

3、F2F3靜力學(xué)§1-2靜力學(xué)基本公理是人類經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)而得到的結(jié)論，它被反復(fù)的實(shí)踐所驗(yàn)證，是無須證明而為人們所公認(rèn)的結(jié)論。公理1二力平衡公理作用于剛體上的兩個(gè)力，使剛體平衡的必要與充分條件是：這兩個(gè)力大小相等

4、F1

5、=

6、F2

7、方向相反F1=–F2作用在同一直線上，作用于同一個(gè)物體上。剛體F1F2公理：靜力學(xué)說明：①對(duì)剛體來說，上面的條件是充要的。③二力體：只在兩個(gè)力作用下平衡的剛體叫二力體。②對(duì)變形體(或多體中)來說，上面的條件只是必要條件。二力桿靜力學(xué)在已知力系上加上或減去任意一個(gè)平衡力系，并

8、不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用。作用于剛體上的力可沿其作用線移到同一剛體內(nèi)的任一點(diǎn)，而不改變?cè)摿?duì)剛體的效應(yīng)。因此，對(duì)剛體來說，力作用三要素為：大小，方向，作用線。公理2加減平衡力系原理推論1：力的可傳性原理靜力學(xué)公理3力的平行四邊形法則作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力可合成一個(gè)合力，此合力也作用于該點(diǎn)，合力的大小和方向由以原兩力矢為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線來表示。力的三角形法則FRFR靜力學(xué)剛體受三力作用而平衡，若其中兩力作用線匯交于一點(diǎn)，則另一力的作用線必匯交于同一點(diǎn)，且三力的作用線共面。（必共面，在特

9、殊情況下，力在無窮遠(yuǎn)處匯交—平行力系。）推論2：三力平衡匯交定理∴三力必匯交，且共面。[證]∵為平衡力系，∴也為平衡力系。又∵二力平衡必等值、反向、共線，F(xiàn)R靜力學(xué)公理4作用力和反作用力定律等值、反向、共線、異體、且同時(shí)存在。[例]吊燈靜力學(xué)公理5剛化原理變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變形體變成剛體（剛化為剛體），則平衡狀態(tài)保持不變。公理5告訴我們：處于平衡狀態(tài)的變形體，可用剛體靜力學(xué)的平衡理論。靜力學(xué)§1-3約束與約束反力一、概念位移不受限制的物體叫自由體。自由體：靜力學(xué)位移受限制的物體叫非

10、自由體。非自由體：靜力學(xué)①大小常常是未知的；②方向總是與約束限制的物體的位移方向相反；③作用點(diǎn)在物體與約束相接觸的那一點(diǎn)。約束力特點(diǎn)：G約束力：約束與非自由體接觸相互產(chǎn)生了作用力，約束作用于非自由體上的力叫約束力或稱為約束反力。約束：對(duì)非自由體的某些位移預(yù)先施加的限制條件稱為約束。（這里，約束是名詞，而不是動(dòng)詞的約束。）FGFN1FN2靜力學(xué)二、約束類型和確定約束反力方向的方法：1.柔索：由柔軟的繩索、鏈條或皮帶構(gòu)成的約束繩索類只能受拉，約束反力作用在接觸點(diǎn)，方向沿繩索背離物體。靜力學(xué)TF1F2約束力

11、方向與所能限制的物體運(yùn)動(dòng)方向相反。A約束力方向與所能限制的物體運(yùn)動(dòng)方向相反。F1F2柔繩約束膠帶構(gòu)成的約束柔索約束柔繩約束鏈條構(gòu)成的約束約束力方向與所能限制的物體運(yùn)動(dòng)方向相反。繩索、鏈條、皮帶柔索約束力方向與所能限制的物體運(yùn)動(dòng)方向相反。靜力學(xué)約束反力作用在接觸點(diǎn)處，方向沿公法線，指向受力物體2光滑支承面約束PNNPNANBNN凸輪頂桿機(jī)構(gòu)固定鉸支座：物體與固定在地基或機(jī)架上的支座有相同直徑的孔，用一圓柱形銷釘聯(lián)結(jié)起來，這種構(gòu)造稱為固定鉸支座。中間鉸：如果兩個(gè)有孔物體用銷釘連接軸承：3光滑圓柱鉸鏈約束靜

12、力學(xué)光滑圓柱鉸鏈約束圓柱鉸鏈AAXAYAAFNFNFNFxFy約束反力過鉸鏈中心，用XA、YA表示靜力學(xué)固定鉸支座上擺銷釘下擺固定鉸支座鉸固定鉸支座靜力學(xué)固定鉸支座中間鉸鉸銷釘中間鉸簡(jiǎn)化表示：約束力表示：靜力學(xué)4活動(dòng)鉸支座（輥軸支座）在固定鉸鏈支座的底部安裝一排滾輪，可使支座沿固定支承面滾動(dòng)。上擺銷釘?shù)装鍧L輪活動(dòng)鉸支座活動(dòng)鉸支座其它表示FAAFBFCBCAFABFBCFC活動(dòng)鉸支座光滑圓柱鉸鏈約束實(shí)例固定鉸鏈支座活動(dòng)鉸鏈支座40A空間5光滑球鉸鏈反力是過