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(shí)間分配、臨時(shí)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(lái)代替而不致改變物體的原有狀態(tài)，則稱這四個(gè)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(zhǎng)期的實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出來(lái)的而為人們所公認(rèn)的客觀真理。這些公理說(shuō)明了作用于物體上力的基本性質(zhì)。它們是研究力系簡(jiǎn)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(jiǎn)稱等值、反向、共線)，如圖1—2。圖1-2這是最簡(jiǎn)單的力系的平衡條件。必須指出，對(duì)于變形體來(lái)說(shuō)，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(gè)等值反向共線的拉力可以平衡，但如受兩個(gè)等值反向共線的壓力，就不能平衡了。只在兩個(gè)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(diǎn)是：兩個(gè)力必沿作用點(diǎn)的連

3、線。如圖1—4和圖l一5。當(dāng)它們只在兩點(diǎn)受力且不計(jì)自重時(shí)，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(yè)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(shí)間分配、臨時(shí)更改等）并不改變?cè)ο祵?duì)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(diǎn)的兩個(gè)力，可以合成為一個(gè)合力。合力的作用點(diǎn)仍在該點(diǎn)，合力的大小和方向是以這兩個(gè)力為邊所做的平行四邊形的對(duì)角線來(lái)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(gè)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(yùn)動(dòng)的物體。例子！非自由體：運(yùn)動(dòng)受到了預(yù)先給定條件的限制的物體。例子！約束：事先對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)所加的限制條件。約束力：約束對(duì)被約束物體的作用力，它是一種被動(dòng)力。（主動(dòng)力：使物體運(yùn)動(dòng)或有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力。）約束力三要素：作用點(diǎn)：在相互接觸處第2頁(yè)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(shí)間分配、臨時(shí)更改等）方向：與約束所能阻止的物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。大?。翰荒苁孪戎溃芍鲃?dòng)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(zhǎng)的、不計(jì)重量的柔性連接物體構(gòu)成的約束。限制的運(yùn)動(dòng)：限制物體沿著柔性伸長(zhǎng)的方向運(yùn)動(dòng)。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(jì)接觸處磨擦而構(gòu)成的約束。限制的運(yùn)動(dòng)：限制了物體沿過(guò)接觸點(diǎn)的公法線而趨向接觸面方向的運(yùn)動(dòng)。約束力方向：沿過(guò)接觸點(diǎn)的公法線而指向物體是壓力。更多的例子：第3頁(yè)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(shí)間分配、臨時(shí)更改等）③光滑鉸鏈約束活動(dòng)鉸支座固定

6、鉸支座概念：兩個(gè)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(yùn)動(dòng)：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(dòng)和平行圓柱銷軸線方向的移動(dòng)。約束力分析圖第4頁(yè)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(shí)間分配、臨時(shí)更改等）約束力三要素：作用點(diǎn)：接觸點(diǎn)，但此點(diǎn)不能事先確定。方向：沿過(guò)接觸點(diǎn)的公法線方向，垂直于軸線，是壓力。但實(shí)際上由于接觸點(diǎn)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(gè)正交未知分力表示。大?。河芍鲃?dòng)力確定。方向：過(guò)

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(gè)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(yùn)動(dòng)：限制了沿支承面法線方向的運(yùn)動(dòng)。約束力：約束力方向：垂直于支承面，指向求知。第5頁(yè)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(shí)間分配、臨時(shí)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(dòng)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(duì)象，劃出研究對(duì)象的分離體圖；2、在分離體圖上，畫出它所受的主動(dòng)力，如重力、風(fēng)力、已知力等。并標(biāo)注上各主動(dòng)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(jì)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(diǎn)的名稱。畫受力圖不僅在靜力學(xué)，而且在動(dòng)力學(xué)中都是進(jìn)行力學(xué)計(jì)算的重要步驟。錯(cuò)誤的受力圖必將導(dǎo)致錯(cuò)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(yè)江蘇工業(yè)