01 物体的受力分析和静力平衡方程.ppt

　　　　　第一章 物体的受力分析和静力平衡方程 静力学主要研究以下两个内容 力系的简化： 用一个简单的等效力系代替作用在刚体上的一个复杂的力系。 刚体的平衡条件 刚体处于平衡状态时作用于刚体上的力系应满足的条件，借此求未知力。 第一节静力学基本概念－力的概念 一、力的概念及分类 概念：力是物体间相互的机械作用； 大小、方向、作用点是力的三要素。 静力学基本概念－ 作用形式 分类： 按作用方式分： 体积力：分布在物体内部各点的力。重力等 表面力：作用在物体表面上的力。接触力等 按力的作用面积分： 集中力：作用物体在一点上的力。单位:kN 分布力：作用在物体的某一范围的力。 用力的集度Q(x)表示，单位:kN/m 静力学基本概念－ 作用形式 静力学基本概念－ 刚体的概念 二、刚体和变形体 在外力的作用下，不发生变形的物体，称为刚体 静力学基本概念－ 平衡的概念 三、平衡的概念 物体相对于地球静止或作匀速直线运动，该物体处于平衡状态；作用于该物体上的力系成为平衡力系。 静力学基本概念－ 平衡的概念 静力学基本概念－ 平衡的概念 静力学基本概念－ 平衡的概念 四、作用和反作用定律 第二节　约束和约束反力 主要概念 主动力：能主动引起物体运动状态改变或使物体有运动状态改变趋势的力。力重等，工程中把主动力称为载荷。 自由体和非自由体：能在空间不受限制任意运动的物体称为自由体；如果物体受到某些条件的限制，在某些方向不能运动的物体为非自由体。 约束：限制非自由体运动的装置或设施. 约束反力：约束对被约束的物体产生的反作用力。 三要素分析（大小、方向、作用点）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 约束和约束反力—柔索约束 １、柔索约束－只能阻止物体沿柔索伸长方向的运动，而不能阻止其他任何方向的运动。 约束和约束反力—理想光滑面约束 ２、理想光滑面约束 　　　只能阻止物体沿接触点的公法线而趋向支撑面的运动，而不限制物体离开支撑面以及其沿切线方向的运动。 约束和约束反力—理想光滑面约束 约束和约束反力—圆柱绞链约束 ３、圆柱绞链约束－中间用圆柱型销钉连接而成的两个物体。只限制两构件间的相对移动，不限制其相对转动。 约束和约束反力—绞支座 固定铰支座 可动铰支座 约束和约束反力—固定端约束 ４、固定端约束－物体的一部分嵌于另一　物体所构成的约束。既限制物体沿任意　方向的移动，又限制在物体在约束处的　转动。 第三节　分离体和受力图 将研究对象从体系中分离出来，分析其受力（包括主动力和约束反力）。 画受力图的步骤： １、确定研究对象。 ２、解除约束，取分离体。 ３、画出所有的主动力和约束反力。 说明：要注意利用相邻物体间作用 　　　力和反作用力之间的关系。 分离体和受力图－例题 例1.1　画出梁的受力图（不计梁的自重） 分离体和受力图－例题 例1.2　画出下图管子、支杆、水平杆的　　　　受力图（杆的自重不计） 分离体和受力图－例题 分离体和受力图－例题 第四节　力的投影　合力投影定理 力的投影概念 力的投影　合力投影定理 说明： １、力在轴上的投影是代数量，其符号可　判断，和坐标轴正方向一致为正，否则　为负。 ２、力在与其平行且同向的坐标轴上的投　影，与该力相等。 ３、将力平行移动，该力在同一轴上的投　影数值不变。 力的投影　合力投影定理 力在直角坐标轴上的投影 力的投影　合力投影定理 合力投影定理 　　合力在某一轴上的投影等于各分力在同一轴上投影的代数和。 第五节　力矩　力偶 一、力矩 　　力（F）和支点（O）到力的作用线的垂直距　离（d）的乘积，称为力对支点的矩mo(F)。　是物体转动效应的度量。 力矩　力偶—力矩 力矩　力偶 — 力偶与力偶矩 二、力偶与力偶矩 力矩　力偶 — 力偶与力偶矩 ? 力 偶 实 例 力矩　力偶 — 力偶与力偶矩 力矩　力偶 — 力偶与力偶矩 说明： 　力偶对刚体只产生转动效应而没有移动效应，力偶不能与一个力等效不能与一个力平衡。 力矩　力偶 — 力偶与力偶矩 　平面力偶矩可视为代数量，即 力矩　力偶 — 力偶与力偶矩 力矩　力偶 — 力偶与力偶矩 力矩　力偶 — 力偶与力偶矩 力矩　力偶 — 力偶与力偶矩 力矩　力偶 — 力偶与力偶矩 力矩　力偶 — 力偶与力偶矩 第六节　力的平移 力的平移即把作用在刚体上的一个力，从原位置平行移动到刚体的另一位置。 力的平移 力线平移原理： 　　　　　第七节　平面力系的简化　合力矩定理 平面力系的简化　合力矩定理 平面力系的简化 合力矩定理 其中： R’ — 主矢量　Mo — 主矩 平面力系的简化 合力矩定理 平面力系的简化 合力矩定理 二、平面力系简化的