机械设计基础3-静力学基础.pptxVIP

机械设计基础3-静力学基础汇报人：AA2024-01-17

CATALOGUE目录静力学基本概念与原理平面汇交力系平面力偶系平面任意力系空间力系简介摩擦与自锁现象分析

静力学基本概念与原理01

静力学是研究物体在力系作用下的平衡条件的科学。静力学定义静力学的研究对象是刚体，即在外力作用下，其内部任意两点间距离始终保持不变的物体。研究对象静力学定义及研究对象

包括二力平衡公理、加减平衡力系公理、力的平行四边形法则和作用与反作用公理。包括力的可传性定理、三力平衡汇交定理和刚化原理。静力学公理与定理静力学定理静力学公理

约束定义约束是限制物体运动的条件，分为柔索约束、光滑面约束、光滑铰链约束和固定端约束等类型。约束力分析根据约束的性质和物体的运动状态，可以确定约束力的大小、方向和作用点。约束与约束力分析

受力分析对物体进行受力分析，需要确定研究对象、画出分离体图，并在分离体上画出全部主动力和约束力。受力图绘制根据受力分析的结果，按照一定的比例尺和规定的符号，绘制出物体的受力图。在受力图上，需要标明各力的名称、大小、方向和作用点。受力分析与受力图绘制

平面汇交力系02

平面汇交力系中，各力的作用线交于一点，可以通过力的平行四边形法则或三角形法则进行合成。力系合成平面汇交力系平衡的必要和充分条件是，力系的合力等于零，即力系中各力在任意两个互相垂直的坐标轴上的投影的代数和分别等于零。平衡条件平面汇交力系合成与平衡条件

平面汇交力系平衡方程及应用平衡方程根据平衡条件，可以建立平面汇交力系的平衡方程，用于求解未知力或判断力系的平衡状态。应用平衡方程在机械设计中有广泛应用，如求解机构中的约束反力、分析构件的受力情况等。

几何法通过力的平行四边形法则或三角形法则，将力系中的各力进行合成，根据平衡条件判断力系的平衡状态。解析法通过建立平面汇交力系的平衡方程，利用数学方法求解未知力或判断力系的平衡状态。解析法适用于复杂力系的求解，具有较高的精度和通用性。平面汇交力系平衡问题求解方法

平面力偶系03

力偶是由两个大小相等、方向相反且作用线平行的力组成的力系。力偶定义力偶没有合力，因此不会改变物体的平动状态；力偶对其作用面内任一点之矩恒等于力偶矩，且与矩心位置无关；在同一平面内的两个力偶，如果它们的力偶矩大小相等，转向相同，则这两个力偶等效。力偶性质力偶概念及性质

VS若干个在同一平面内的力偶可以合成为一个合力偶，其力偶矩等于各分力偶的力偶矩的代数和。平面力偶系平衡条件平面力偶系平衡的充分和必要条件是，力偶系中各力偶的力偶矩的代数和等于零。平面力偶系合成平面力偶系合成与平衡条件

平面力偶系平衡方程及应用对于平面任意力偶系，若规定顺时针转向的力偶为正，逆时针转向的力偶为负，则平衡方程可表示为：∑M=0。平面力偶系平衡方程在解决工程实际问题时，可以通过列写平衡方程来求解未知量，例如求解支反力、求解约束力等。同时，也可以利用平衡方程来校核设计结果的正确性。平面力偶系平衡方程应用

平面任意力系04

通过平移或旋转，将平面任意力系中的力转化为作用于一点的共点力系。得到一合力（主矢）和一合力偶（主矩），它们共同作用的效果与原力系相同。力系简化方法简化结果平面任意力系简化方法及结果

主矢计算主矢是力系中所有力的矢量和，可以通过力的平行四边形法则或三角形法则求解。主矩计算主矩是力系中所有力对指定点的矩的矢量和，可以通过力矩的定义和计算方法求解。主矢和主矩计算

平面任意力系平衡的充分必要条件是，力系的主矢和主矩均为零。即，∑F=0和∑M=0。平衡方程平衡方程可用于解决工程实际中的静力学问题，如求解约束反力、分析结构受力情况等。同时，也为后续动力学和材料力学等课程的学习打下基础。应用平面任意力系平衡方程及应用

空间力系简介05

空间汇交力系合成与平衡条件空间汇交力系各力作用线交于一点的力系称为空间汇交力系。合成方法空间汇交力系可简化为一个合力，这个合力是各分力的矢量和。平衡条件空间汇交力系平衡的充分必要条件是，各力在三个坐标轴上的投影的代数和分别等于零。即力系的主矢为零。

各力偶作用面不在同一平面内的力偶系称为空间力偶系。空间力偶系空间力偶系可简化为一个合力偶，这个合力偶的矩矢量等于各分力偶矩矢量的矢量和。合成方法空间力偶系平衡的充分必要条件是，各力偶矩矢量在三个坐标轴上的投影的代数和分别等于零。即力系对任一点的主矩为零。平衡条件空间力偶系合成与平衡条件

空间任意力系各力的作用线不在同一平面内且任意分布的力系称为空间任意力系。简化方法空间任意力系可向一点简化，得到一个主矢和一个主矩。若主矢等于零，主矩也等于零，则力系平衡；若主矢等于零，主矩不等于零，则力系可简化为一个合力偶；若主矢不等于零，主矩等于零，则力系可简化为一个合力。简化结果空间任意力系简化的最终结果可