理论力学7版(哈工大)第一篇课件.ppt

取左拱AC ,其受力图如图（c）所示 系统整体受力图如图（d）所示 * 静力学引言 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 。 几个基本概念： 刚体：绝对不变形的物体，或物体内任意两点间的距离不改变的物体。 力：物体间相互的机械作用，作用效果使物体的机械运动状态发生改变。 力的三要素：大小、方向、作用点。力是矢量。 力系：一群力。可分为：平面汇交（共点）力系，平面平行力系，平面力偶系，平面任意力系；空间汇交（共点）力系，空间平行力系，空间力偶系，空间任意力系。 平衡：物体相对惯性参考系（如地面）静止或作匀速直线运动。 第一章 静力学公理和物体的受力分析 介绍静力学5条公理，约束和约束力的概念，物体受力分析的方法，对画物体受力图进行练习。 § 1－1 静力学公理 公理1 力的平行四边形法则 合力（合力的大小与） (矢量和) 亦可用力三角形求得合力矢 此公理表明了最简单力系的简化规律，是复杂力系简化的基础。 公理2 二力平衡条件 使刚体平衡的充分必要条件 最简单力系的平衡条件 公理3 加减平衡力系原理 推理1 力的可传性 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。 推理 2 三力平衡汇交定理 平衡时 必与 共线则三力必汇交O 点，且共面。 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，等值、反向、共线，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。 公理5 刚化原理 柔性体（受拉力平衡） 刚化为刚体（仍平衡） 反之不一定成立，因对刚体平衡的充分必要条件，对变形体是必要的但非充分的。 刚体（受压平衡） 柔性体（受压不能平衡） 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 § 1－2 约束和约束力 工程常见的约束 1、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束） 光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故称为法向约束力，用 表示。 2 、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束 柔索只能受拉力，又称张力。用 表示。 柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体。 胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力。 3 、光滑铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、固定铰链支座等） （1） 、径向轴承（向心轴承） 约束特点： 轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔为约束。 约束力： 当不计摩擦时，轴与孔在接触为光滑接触约束——法向约束力。 约束力作用在接触处，沿径向指向轴心。 当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小与方向均有改变。 可用二个通过轴心的正交分力 表示。 （ii） 、光滑圆柱铰链 约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成，如剪刀。 约束力： 光滑圆柱铰链：亦为孔与轴的配合问题，与轴承一样，可用两个正交分力表示。 其中有作用反作用关系 一般不必分析销钉受力，当要分析时，必须把销钉单独取出。 （iii) 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 以上三种约束（经向轴承、光滑圆柱铰链、固定铰链支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合问题，都可称作光滑圆柱铰链。 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。 (2) 、球铰链 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。 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。 （3）、止推轴承 约束特点： 止推轴