工程力学复习知识点.pdf

一、静力学 1. 静力学基本概念 （1）刚体 刚体：形状大小都要考虑的，在任何受力情况下体内任意两点之间的距离始终保持不 变的物体。在静力学中，所研究的物体都是指刚体。所以，静力学也叫刚体静力学。 （2）力 力是物体之间的相互机械作用，这种作用使物体的运动状态改变（外效应）和形状发 生改变（内效应）。在理论力学中仅讨论力的外效应，不讨论力的内效应。力对物体的作 用效果取决于力的大小、方向和作用点，因此力是定位矢量，它符合矢量运算法则。 力系：作用在研究对象上的一群力。 等效力系：两个力系作用于同一物体，若作用效应相同，则此两个力系互为等效力 系。 （3）平衡 物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动。 （4 ）静力学公理 公理 1 （二力平衡公理）作用在同一刚体上的两个力成平衡的必要与充分条件为等 大、反向、共线。 公理 2 （加减平衡力系公理）在任一力系中加上或减去一个或多个平衡力系，不改变原力 系对刚体的外效应。 推论（力的可传性原理）作用于刚体的力可沿其作用线移至杆体内任意点，而不改变 它对刚体的效应。 在理论力学中的力是滑移矢量，仍符合矢量运算法则。因此，力对刚体的作用效应取 决于力的作用线、方向和大小。 公理 3 （力的平行四边形法则）作用于同一作用点的两个力，可以按平行四边形法则合 成。 推论（三力平衡汇交定理）当刚体受三个力作用而平衡时，若其中任何两个力的作用 线相交于一点，则其余一个力的作用线必交于同一点，且三个力的作用线在同一个平面 内。 公理 4 （作用与反作用定律）两个物体间相互作用力同时存在，且等大、反向、共线， 分别作用在这两个物体上。 公理 5 （刚化原理）如变形物体在已知力系作用下处于平衡状态，则将此物体转换成刚 体，其平衡状态不变。可见，刚体静力学的平衡条件对变形体成平衡是必要的，但不一定 是充分的。 （5）约束和约束力 1）约束：阻碍物体自由运动的限制条件。约束是以物体相互接触的方式构成的。 2 ）约束力：约束对物体的作用。约束力的方向总与约束限制物体的运动方向相反。 表 4.1-1 列出了工程中常见的几种约束类型、简图及其对应的约束力的表示法。其中前 7 种多见于平面问题中，后 4 种则多见于空间问题中。 表 4.1-1 工程中常见约束类型、简图及其对应约束力的表示 类 约束简图 约束力矢量图 约束力描述 作用点：物体接触点 方位：沿柔索 A A 类 T 方向：背离被约束物体 大小：待求 T 这类约束为被约束物体提供拉力。 单面约束： 作用点：物体接触点 面 方位：垂直支撑公切面 触 A A 方向：指向被约束物体 大小：待求 N 这类约束为物体提供压力。 双面约束：假设其中一个约束面与物体接触，绘制约束 N