[工学]02静力学基本概念与物体受力分析.ppt

?常见的几种类型的约束 （3）、固定铰链支座 约束特点：由上面构件1或2 之一与地面或机架固定而成。 约束力：与圆柱铰链相同 简图： ?常见的几种类型的约束 4、其它类型约束 （1）、滚动支座 约束特点：在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑 辊轴而成。 约束力：构件受到⊥光滑面的约束力。 ?常见的几种类型的约束 约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题。 约束力通过接触点，并指向球心，是一个不能预先确定的空间力。可用三个正交分力表示。 约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球心任意转动，但构件与球心不能有任何移动。 （2）、球铰链 球 股骨 盆骨 球窝 盆骨与股骨之间的球铰连接 ?常见的几种类型的约束 （3）、止推轴承 约束特点：止推轴承比径向轴承多一个轴向的位移限制。 约束力：比径向轴承多一个轴向的约束反力，亦有三个正交分力 。 ?常见的几种类型的约束 ?常见的几种类型的约束 （4）、双铰链刚杆约束（二力构件）： A C B A B （2）柔索约束——张力 球铰链——空间三正交分力 止推轴承——空间三正交分力 （4）滚动支座—— ⊥光滑面 （3）光滑铰链—— （1）光滑面约束——法向约束力 江苏工业学院机械系力学教研室 受力图 * 静力学基本概念与物体受力分析 静力学基本概念 静力学： 研究物体的受力分析、力系的等效替换（或简化）、建立各种力系的平衡条件的科学． 1、物体的受力分析：分析物体（包括物体系）受 哪些力，每个力的作用位置和方向，并画出物体的 受力图． 2、力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系等效代替一个复杂力系． 3、建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的平衡条件，并应用这些条件解决静力学实际问题 ． 一、静力学基本概念 刚体是一种理想化的力学模型。 一个物体能否视为刚体，不仅取决于变形的大小，而且和问题本身的要求有关。 刚体——在外界的任何作用下形状和大小都始终保持不变的物体。或者在力的作用下，任意两点间的距离保持不变的物体。 A B C D 理论力学的力学模型 质点 是指具有一定质量而几何形 状和尺寸可忽略不计的物体 质点系 是指由有限个或无限 个有联系的质点所组 成的力学系统。 如：固体、液体、气 体等均为质点系。 不变质点系 刚体 刚体系统 结构 机构 其它抽象化的力学模型 现象 力的概念 两类作用形式 物体间的直接接触作用 如弹性力、摩擦力、压力等。 通过场的相互作用 如万有引力、静电引力等。 力——力是物体相互间的机械作用，其作 用结果使物体的形状和运动状态发 生改变。 确定力的必要因素 力的三要素 大小 方向 作用点 力的效应 外效应—改变物体运动状态的效应 内效应—引起物体变形的效应 力的表示法 ——力是一矢量，用数学上的矢量记号来表示，如图。 力的单位 —— 在国际单位制中，力的单位是牛顿 (N) 1N= 1公斤?米/秒2 （kg ?m/s2 )。 A 二、静力学公理 公理：是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被反复的实践所验证，是无须证明而为人们所公认的结论。 A 公理一 (力平行四边形公理) 作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点的一个力，即合力。合力的矢由原两力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢来表示。 矢量表达式： 即，合力为原两力的矢量和。 亦可用力三角形求得合力矢 公理二 (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：此二力必大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上。 矢量表示为： 说明：①对刚体来说，上面的条件是充要的　 　 ③二力杆：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力杆。 ②对变形体来说，上面的条件只是必要条件(或多体中) B D C E A 例1 请找出二力杆 支座A对AEC杆有作用力 BD杆对AEC杆有作用力 A B C D E F 例2 请找出二力杆 AE杆对EF杆有作用力 BE杆对EF杆有作用力 AE杆对CD杆有作用力 BE杆对CD杆有作用力 A B 公理三 (加减平衡力系公理) 在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变厡力系对刚体的作用。 推论1：力的可传性 作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一点，而不改变该力对刚体的效应。 = = 作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为大小、方向和作用线． A