[理学]理论力学课件-静力学基础.ppt

理论力学 哈工大第七版 二、约束的基本类型及其约束力 1、柔性体约束 由绳索、链条、胶带等不可伸长的柔性连接物体构成的约束。 3、光滑铰链约束 特点:只限制物体的移动，而不限制物体的转动。 第三步：画约束反力:根据约束类型以及有关静力学知识画出研究对象所受的约束力。 物体受力分析的基本步骤为： 第一步：选定研究对象，并取分离体； 第二步：画主动力:将主动力（荷载）画在分离 体图上; 解：（1）画斜杆CD的受力图。 （2）画梁AB（包括电动机） 的受力图。 [例 1-4] 如图所示，均质水平梁AB用斜杆CD支撑，A、 C 、D三处均为光滑铰链连接。梁AB重P1，其上放置一重为P2的电动机。如不计杆CD的重力，试分别画出杆CD和梁AB （包括电动机）的受力图。 杆CD为二力杆 解：（1）BC （二力构件） （2）AC [例 1-５] 如图所示，三铰拱由左、右两半拱铰接而成，在拱AC上作用有集中载荷Ｆ 。若不计自重及摩擦，试分别画出该结构整体和各个构件的受力图。 （3）整体 解：（1）系统 （2）圆柱O [例 1-6] 均质圆柱O重为P1， 由重为P2光滑均质板AB ，绳索BE和光滑墙壁支持， A处是固定铰链支座，如图所示。试画出圆柱O与板AB组成的系统的受力图以及圆柱O和板AB的受力图 （3）板AB * * 静力学的主要内容： 1、物体的受力分析： 分析物体受哪些力，每个力的作用位置和方向， 并画出物体的受力图。 2、力系的简化： 用一个简单力系等效代替一个复杂力系。 3、求解平衡问题： 建立各种力系的平衡条件，并应用这些条件解决 工程实际问题 。 第一章 静力学基础 本章内容: 1 静力学的基本概念 2 静力学公理 3 约束与约束力 4 物体的受力分析 静力学主要研究物体在力作用下的平衡规律。 第一节 静力学的基本概念 力——力是物体相互间的机械作用，其作用结果使物体 运动状态发生改变和使物体产生变形。 一、力的概念 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 确定力的必要因素 力的三要素: 大小 方向 作用点 力的表示： 刚体——是指在任何力的作用下都不发生变形的物体 力是一定位矢量，可用一带箭头的有向线段来表示 二、刚体的概念 力的单位: 在国际单位制中，力的单位是牛顿(N) 平衡——是指物体相对地面处于静止或作匀速直线运动。 三、平衡的概念 F 四、力系的概念： 合力——能与一个力系等效的一个力。 力系——是指作用于物体上的一群力。 分力——一个力等效于一个力系，则力系中的各力 为该合力的分力。 平衡力系——使物体处于平衡状态的力系。 等效力系——对物体的作用效果相同的两个力系。 平面力系 空间力系 平面汇交力系 平面力偶系 平面平行力系 平面一般力系 力系的分类 第二节 静力学公理 公理1 力的平行四边形法则 作用在物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，合力的大小和方向，由这两个力为邻边构成的平行四边形的对角线确定。 合力(合力的大小与方向) (矢量和) 亦可用力三角形求得合力矢。 公理2 二力平衡公理 作用在同一刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要且充分条件是：这两个力大小相等、方向相反、且作用在同一条直线上。 使刚体平衡的充分必要条件: 二力构件——受两个力作用而处于平衡状态的构件。 最简单力系的平衡条件 二力杆 ——受两力作用且平衡的杆件。 公理3 加减平衡力系公理 在已知力系上加上或减去任一平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。 推论1 力的可传性原理 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。 作用于刚体上某点的力，可沿其作用线移到刚体内任意一点，而不改变该力对刚体的作用效应。 推理2 三力平衡汇交定理 作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力 的作用线汇交于一点，则此三力必在同一平面内，且 第三个力的作用线通过汇交点。 公理4 作用和反作用定律 作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，两力等值、反向、共线，分别作用在相互作用的两个物体上。 在画物体受力图时要注意此公理的应用。 注意公理4和公理2的不同： 1、作用力与反作用力是作用在相互作用的两个物体上。 2、平衡的情况则是作用在同一个刚体上。 公理5 刚化原理 柔性体（受拉力平衡） 刚化为刚体（仍平衡） 变形体在某一力系作用下处于平衡