工程力学01静力学基础课件.ppt

静力学问题举例 力的分力与投影的区别: 平衡： 物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动 推论 力的三角形法则 例如，火车运行时受轨道的约束，轨道对火车车轮施加约束反力。 物品放在行李架上不会掉下来，受支架的约束，支架对物品施加约束反力。 约束力的大小是未知的，在静力学中，可用平衡条件由主动力求出。 约束力的方向总是和所限制的位移方向相反，当约束能阻碍物体几个方向的位移时，约束反力的方向必须根据平衡条件来决定。 作用点:根据具体约束而定。 双面光滑支撑面约束 阻止物体沿某一方向运动而且阻止物体沿相反方向运动的约束 例1：分别作出该平衡结构中各个构件的受力图。 例2 三铰拱受力分析 B C A C B F FA FB A C F FC F?C B F A C C FA FB F?C FC 例3 三铰拱受力分析 A B C F2 F1 A B C F2 F1 FAy FAx FBy FBx F1 A C F2 B C FAy FAx FBy FBx F?Cy F?Cx FCy FCx 例4 分析如图机构中各构件的受力 FOx FOy FCx FCy FAx FAy F FE FCx’ FCy’ FAx’ FAy’ FE’ FB FR 滑槽与销钉 光滑面约束的约束力是通过接触点、沿该点公法线并指向被物体。 A B D C G 例5 如图所示，重物重G,用钢丝绳挂在支架的滑轮B上，钢丝绳的另一端绕在铰车D上。杆AB与BC铰接，并以铰链A，C与墙连接。如两杆与滑轮的自重不计并忽略摩擦，试画出杆AB和BC以及滑轮B的受力图。 1.杆AB的受力图 A B FAB B C FCB 2.杆BC 的受力图 3. 滑轮B ( 不带销钉）的受力图 B FBx F2 F1 FBy A B D C G 4. 滑轮B ( 带销钉）的受力图 B FBC FBA F2 F1 FBx FBy FBA FBC 一般不必将销钉单独作为研究对象 例6 结构中固结在I点的绳子绕过定滑轮O，将重物P吊起。各杆之间用铰链连接，杆重不计，均处于平衡状态。试画出下列指定物体的受力图：（1）整体；（2）杆BC；（3）杆CDE；（4）销钉B。 解：（1）整体受力图 FAy FEy FEx （2）杆BC受力图 B C FC FB （3）杆CDE受力图 FDy FDx FT FEx FEy ． E D C I FC （4）销钉B受力图 B FB FBy FBx FBA 几点说明： 受力图是建立平衡方程的重要依据,必不可少. 不同研究对象的受力图应分别绘制,不能拼图. 解除约束才有相应的约束反力,不能主观想象. 约束反力务必与其约束特性一致. 所有力均应按照力的三要素以矢量在图中表示,并标出相应力的名称. 作用力与反作用力原理必须严格遵守. B A C W F B A W C 光滑 粗糙 柔绳 (a) (b) 画出杆AB的受力图。 ? 思考题 A W F B C FC FAy FAx ? 解答 (a) B C A W FB FA (b) B A C A D C F FC FB F FA B 柔绳 图（b）受力图正确吗? ? 思考题 (a) (b) A C F FC FB FA B (c) §1–5 受力分析和受力图 本章小结 1. 静力学研究作用在物体上力系的平衡。具体研究以下三个问题：物体的受力分析；力系的等效简化；力系的平衡条件及其作用。 2. 静力学公理是力学的最基本、最普遍的客观规律。研究的依据. 3. 约束和约束反力。 4. 物体的受力分析和受力图是研究物体平衡和运动的前提。 题8：物体在某个力系作用下平衡，由加减平衡力系公理，在此物体上加上一个平衡力系，该物体一定还处于平衡状态吗？为什么？ 题9： 如图所示刚体，根据力的可传性，是否能将力F由刚体上一点A移到刚体外一点B？ 自由体和非自由体 *在空间的位移不受任何限制的物体称为自由体。 *位移(转角)受到其他物体强制限制的物体称为非自由体。 § 1- 3 常见约束和约束反力 约束? 限制非自由体的某些位移(转角) 的其他物体。 约束力或约束反力? 约束作用于非自由体上的力称为约束力。 主动力：促使物体运动或有运动趋势的力，工程上称为载荷。如物体上受到的各种力如重力、风力、切削力、顶板压力等。 当不存在主动力时，约束力也相应地不存在。 常见约束 1 .柔索约束 B E D C A C D FC FD 特点: 沿柔索单侧约束，阻碍物体沿绳索伸长方向 的位移。故只提供拉力。 约束力:沿柔索，背离物体。 2.光滑接触面约束 约束特性: 只能阻