一静力学基本概念.pptVIP

绪 论 理论力学是研究物体机械运动一般规律的一门科学 绪 论 理论力学是一门技术基础课 绪 论 理论力学是以伽利略、牛顿总结的基本定律为基础的一门课程 绪 论 工程中与力学有关的实例 理论力学的研究对象与模型 质点与质点系 刚 体 与 变 形 体 理 论 力 学 的 研 究 内 容 理论力学的研究方法 理 论 力 学 第一篇 刚 体 静 力 学 第二篇 运 动 学 第三篇 动 力 学 第 一 篇 刚 体 静 力 学 刚体静力学中主要研究两方面的内容： 第一章 静力学公理与物体的受力分析 §1-1 静力学公理 3、静力学公理 4、力 偶（平面力偶） §1-2 物体的受力分析 再见！ 大小相等、方向相反、作用线平行的两个力称为力偶。 力偶记为：（F ，F’） 力偶的作用效果是使物体的转动状态发生改变。此作用效果的度量用力偶矩矢量。 大小： F d 方向： 顺时针和逆时针 力偶矩记为 M 力偶的性质： 力偶不能用一个力来等效替换，因此也不能与一个力平衡。 力偶等效的条件是力偶矩相等。 由力偶的性质可知： 力偶矩是力偶作用效果的唯一度量。 因此： 1、保证力偶矩不变的条件下，可以改变力的大小和力偶臂的长短。 2、可以在力偶作用面上用一个弯箭头来表示一个力偶。 M 1、约束和约束反力 非自由体 自由体 通过物体与物体之间相互的机械作用，对物体的某些位移所构成的限制。 约束：对非自由体的位移起限制作用的物体。 约束力：约束对非自由体的作用力。 约束力 大小——待定 方向——与该约束所能阻碍的位移方向相反 作用点——接触处 ◆ 柔性约束 约束反力沿着柔索背离物体 通过物体与物体之间相互的机械作用，对物体的某些位移所构成的限制。 A ◆ 刚性约束 光滑接触面约束 轴承约束 向心轴承约束 轴承约束 止推轴承约束 约束限制了被约束物体沿法线方向的某些运动，其反力的方向与所限制的运动方向相反。 注：轴承约束反力的方向需进一 步确 定， 故用分量形式表示。 铰链约束 中间铰、销钉约束 固定铰链约束 铰链约束 可动铰链约束 铰链约束实例： 球铰链约束 固定端约束 工程中的约束可以根据其具体所限制的位移来确定约束反力的形式。 例如： 刚性铰 固定端 柔性铰 k 2、物体的受力分析 物体受力分析的步骤： （1）取研究对象，画隔离体图； （2）画受力图（主动力、约束力）。 * * 理 论 力 学 内蒙古工业大学 力学教研室 主讲：李 磊 机械运动： 物体在空间的位置随时间的变化。 力与运动的关系 力与变形的关系 ◆ 为后续课程打基础 ◆ 解决工程中简单的力学问题 ● 理论力学是研究物体机械运动一般规律的一门科学 ◆属于经典力学的范畴 ◆限于研究宏观、低速的机械运动 ● 理论力学是研究物体机械运动一般规 律的一门科学 ● 理论力学是一门技术基础课 ● 理论力学的目的是为工程结构的计算提供基础理论和适当的方法 ● 理论力学的性质是基础性和应用性。 A 理论力学的研究对象与模型 B 理论力学的研究内容 C 理论力学的研究方法 自然界和工程中涉及机械运动的物体。 质点、 质点系 刚体、 变形体 研究对象： 模 型： 当所研究的物体的运动范围远远超过其自身的几何尺度时，物体的形状和大小对运动的影响很小，可将其抽象为只有质量而无大小的质点。 由若干质点组成的系统称为质点系。 刚 体： 在力的作用下物体的大小和形状均不发生变化。 变形体： 在力的作用下物体有变形发生。 · 刚体静力学 · 运 动 学 · 动 力 学 · 材料力学 · 理论力学 建立力学模型 建立数学模型 求 解 对结果的讨论和分析 模型要足够简单，便于数学分析 抓住主要因素，舍弃次要因素 解析解、数值解 结果所揭示的力学现象及其合理性 依据基本定律用数学模型表达力学模型 1、复杂力系的简化； 2、力系的平衡理论。 将各种复杂的力系用简单的力系表示。 研究刚体处于平衡状态时，作用在刚体上的力系应该满足的条件。 用统一、简单的形式表示各种力系，便于对力系进行分析、研究 。 平衡状态是物体机械运动的一种特殊情况，有许多工程结构或机械是处于此状态下的。 §1-1 静力学公理 §1-2 物体的受力分析 1、力的概念 物体与物体之间相互的机械作用 抽象为力的模型 F’ F 力能使物体的运动状态发生变化，或使物体变形。 力的作用形式： 集中力、单位 （N） 分布力 体积力（N/m3） 面积力（