理论力学7版(哈工大)第一篇课件.ppt

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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

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