工程力学第一章静力学基础.pptVIP

《工程力学》电子课件之 静力学基础 * * 第一节 静力学基本概念和公理 一、力的概念 力的作用效果决定于三个要素，即力的大小、力的方向和力的作用点。 力是一个矢量，可以用一个带箭头的线段来表示力的三个要素 力系是指作用在物体上的一组力。作用于物体上的力系如果可以用一个力系来代替而效应相同，那么这两个力系互为等效力系。若一个力与一个力系等效，则这个力称为该力系的合力。 二、刚体 在力的作用下，其内部任意两点间的距离始终保持不变，这样的物体称之为刚体。 物体相对于地面保持静止或匀速直线运动的状态称为物体的平衡状态。 三、平衡的概念 如果物体在某一个力系作用下处于平衡，则此力系称为平衡力系。 四、静力学公理 公理1：力的平行四边形规则 FR = F1 + F2 公理2：二力平衡条件 工程中把只受两个力作用而处于平衡状态的构件称为二力构件（或二力杆）。根据二力平衡条件，二力杆两端所受两个力大小相等、方向相反，作用线沿两个力的作用点的连线。 公理3：加减平衡力系公理 推论1 力的可传性 作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。 推论2 三力平衡汇交定理 若一刚体上受三个力作用且处于平衡状态，其中两个力的作用线相交于一点，则此三力必在同一平面内，且第三个力的作用线必通过汇交点。 第二节 约束与约束反力 在力学中通常把物体分为两类：一类是自由体，它们的位移不受任何限制，例如鸟儿在天空中自由飞翔；另一类称为非自由体，它们的位移受到了预先给定条件的限制，例如放在桌子上的书 。 对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体称为约束 约束既然限制某一构件的运动，也就是说约束能够起到改变物体运动状态的作用，所以约束就必须承受物体对它的作用力，与此同时，它也给被约束物体以反作用力，这种力称为约束反力(或简称反力) 一、柔性约束 柔性约束由绳索、胶带或链条等柔软体构成，它们只能承受拉力而不能抵抗压力和弯曲，这种类型的约束称为柔性约束，所以柔性约束的约束反力只能承受拉力，其方向一定沿着柔性体的轴线背离物体。 二、光滑面约束 两个互相接触的物体，如接触面上的摩擦力很小，可忽略不计时，这种光滑接触面所构成的约束，称为光滑面约束。 光滑接触面给被约束物体的约束反力的作用线沿接触面在接触点的公法线上，其方向指向被约束物体。 1. 圆柱形销钉连接 三、光滑铰链约束 2. 固定铰支座 3. 滚动支座 四、止推轴承 五、固定端约束 第三节 物体的受力分析和受力图 例1-1 如图1-15（a）所示，重量为G的球搁置在倾角为α的光滑斜面上，用不可伸长的绳索系于墙上，其中角β已知，试画出球的受力图。 例 1-2 图1-16(a)所示为三角形支架ABC，其上作用铅垂力P，杆重略去不计，试分析杆BC和梁AB的受力图。 例1-3 图1-17(a)所示折梯，其AC和BC两部分在C处铰接，在D、E两点用水平绳索连接，折梯放在光滑水平面上，在点H处作用一铅直荷载P，若折梯两部分的重量均为W。试分别画出AC、BC两部分以及整个系统的受力图。 * *