工程力学基础第3章　力系的静力等效和简化.pptx

新编工程力学基础;第3章　力系的静力等效和简化;第一节　力系的静力等效;一、力系及其分类;二、力系的主矢和主矩;三、力系的静力等效;（一）等效力系定理;（二）力偶的等效定理及其应用;图3-1;图3-2;图3-3;（三）力的平移定理;图3-4;第二节 力系的简化;力系的简化，就是把较复杂的力系用与其等效的较简单的力系来代替。这种方法不仅在静力学的研究中占有重要地位，而且在动力学中也有重要的应用（例如刚体惯性力系的简化）。 力系简化的最常用的方法是把力系向一点简化。根据等效力系定理，如果在简化中心点O处作用一个力，其大小和方向等于原力系的主矢；再作用一个力偶，其力偶矩矢等于原力系对点O的主矩，则由该力和力偶组成的力系与原力系等效。也就是说，在最一般的情况下，空间力系可以用由一个力和一个力偶组成的简单力系来等效代替。;二、力系简化的最终结果;图3-7　;图3-8　;三、平面力系的简化结果;现用两个例子进行说明： （1）沿直线路面行驶的汽车，若不考虑由于路面不平引起的左右摇摆和侧滑，则由汽车所受的重力、空气阻力及地面对车轮的约束力构成的空间力系将对称于汽车的纵向对称面。将该力系向汽车的纵向对称面简化，就可得到一个平面一般力系，如图3-11所示。 （2）工厂车间里的桥式起重机，梁的自重、起重机小车的自重和起吊物的重量均作用在梁的纵向对称面内。梁两端四个车轮的约束力也对称于该平面，故该力系可简化为梁纵向对称面内的一个平面力系，如图3-12所示。;图3-11　;图3-12　;（二）平面力系的简化结果 平面力系简化的一般方法是向力作用平面内的一点简化。此时，力系的主矩矢如果不等于零，则必定垂直于力系作用平面，因此平面力系简化的最终结果不可能是力螺旋，只能是以下三种情况之一：平衡力系、合力、合力偶。;第三节 力系简化的应用;一、合力投影定理和合力矩定理 ;二、重心、质心和形心;3.系统适用场所;三、分布载荷·表面力的合力;1.系统组成与工作原理;本章小结;本章小结