工程力学 教学课件 作者 么居标 第一单元 静力分析基础.pptVIP

第一单元 静力分析基础 通过本单元的学习了解力学的发展历史以及力学在工程实际中的应用，掌握力学中的相关概念，理解各种约束类型的特点和约束力的画法，掌握物体受力分析的方法。 综合知识模块一 工程中的力学 力学知识最早起源于对自然现象的观察和在生产劳动中的经验。 伽利略在实验研究和理论分析的基础上，最早阐明自由落体运动的规律，提出加速度的概念。 牛顿继承和发展前人的研究成果,提出物体运动三定律。 伽利略、牛顿奠定了动力学的基础。 力学与现代工程 长期以来，力学始终与土建、机械、船舶、航空等工程技术紧密结合。 用来变换或传递能量、物料和信息，能减轻或替代人类劳动的工具。 二、构件与杆件 曲杆：轴线是曲线的杆。 能力知识点4 物体相对地球保持静止或做匀速直线运动的状态。 力的大小、力的方向、力的作用点。 作用在杆件上的力均匀分布在杆的全长或部分长度。 能力知识点5 公理1 二力平衡公理 作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上。 二力杆(构件) 二力杆（构件）所受的力必沿着两个力作用点的连线，而与杆件形状无关。 公理2 加减平衡力系公理 在已知力系上加上或者减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。 推论1 力的可传性原理 作用在一个刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移动到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用效应。 公理3 力的平行四边形公理 作用在刚体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点，合力的大小、方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。 公理4 作用与反作用公理 两物体间的作用力与反作用力总是同时存在，且大小相等、方向相反、沿同一条直线，分别作用在这两个物体上。 综合知识模块二 刚体的受力分析 能力知识点1 约束力：约束给被约束物体的作用。 能力知识点2 将研究物体解除全部约束，移出机构，并以约束力代替这些约束的作用，这种解除了约束的物体称为分离体。 画受力图的步骤 3）根据不同约束的特点画出所有约束力。 F A 且F1= F2= F F1 F2 B B F 加上平衡力F1、F2 减去平衡力F、F1 刚体上力的三要素： 大小、方向、作用线 C A B F A B C F 力不能从一个刚体移到另一个刚体 力的可传性适用范围：一个刚体 伸长量 Ｆ Ｆ ＦＲ ＦＲ 刚　体 Ｆ Ｆ 变形体 伸长量 已知：F1 F2两力且互相垂直。求合力 tanα= F1 / F2 FR α F2 F1 F1 F12+F22 FR= 力的大小： 力的方向： F2 F1 α FR FR α F2 F1 力的三角形法则： 任意两个力首尾相接，合力为第一个力的起点指向第二力的终点。 F1 F3 F2 O F12 F1 F2 F3 O FR F12 F3 O F1 F3 F2 O F2 FR F1 F3 力的多边形法则： 若干个力首尾相接，构成折线，合力为第一个力的起点指向最后一个力的终点。 F1 F2 A B F1 F A B F， F2 作用力与反作用力表达式： 工程中常见的约束 自由体：在空间的位置不受任何限制，可 以做任意运动的物体。 非自由体：因为受到周围其它物体的限制 而不能做任意运动的物体。 约束：限制某些物体运动的物体。 G 约束反力符号 FT 方向：沿柔性体的方向，指向：背离物体。 作用点：接触点 G FT FT1 FT2 （1）柔性约束 （绳索、链条、皮带） 约束反力符号 FN 方向：沿接触面的法线方向， 指向物体。 作用点：接触点 （2 ）光滑接触面约束 G G G FN3 G G G G FN FN FN FN1 FN2 G 法线：与接触面垂直的方向。 （3） 光滑铰链约束 固定铰链结构 中间铰链结构 铰链约束就是用光滑销钉将两根杆或一根杆和支座连接起来的约束形式。 活动铰链 铰链的受力分析 接触点 销 杆件 F F， 1、销给杆件的约束力沿孔的法线指向孔壁。 F， 2、销给杆件的约束力可用两个互相垂直的分 力表示 。