工程力学第一章--静力学基础知识.pptVIP

第一章静力学根底知识;理解力、刚体和约束等概念。

深刻理解静力学各公理的内涵。

了解各种常见典型约束的性质，会正确表示各种典型约束的约束反力。

初步学会对物体进行受力分析的方法，能正确画出研究对象的受力图。;一、力;1．力的概念;2．施力物体和受力物体;3．力的效应;内效应——力使物体的形状发生变化的效应。;4．力的三要素;;刚体——对物体的合理抽象与简化

集中力与分布力——对受力的合理抽象与简化

约束——对接触与连接方式的合理抽象与简化;1．对物体的合理抽象与简化—刚体;受力的木板可以抽象为刚体吗？;2．对受力的合理抽象与简化——集中力与分布力;集中力;3．对接触与连接方式的合理抽象与简化

——约束;§1-2静力学公理;一、作用与反作用公理〔公理一〕;一、作用与反作用公理〔公理一〕;公理一的应用;二、二力平衡公理〔公理二〕;二力平衡条件只适用于刚体。

二力等值、反向、共线是刚体平衡的必要与充分条件。

对于变形体，二力平衡条件只是必要的而非充分条件。;公理二的应用;公理一与公理二的区别;巧拆锈死螺母;三、加减平衡力系公理〔公理三〕;公理三的应用;四、力的平行四边形公理〔公理四〕;力的三角形——将力矢F1、F2首尾相接〔两个力的前后次序任意〕后，再用线段将其封闭构成一个三角形。封闭边代表合力FR。这一力的合成方法称为力的三角形法那么。;力的合成与分解;公理四的应用;一、力矩

二、力偶

;一、力矩;力F对O点之矩——力的大小F与力臂的乘积冠以适当的正负号，以符号Ｍo〔F〕表示。;

注意：正负号判断简易方法：把矩形看作圆心，力的方向、位置不变，把力首尾相连并包络圆心，如果逆时针那么为正、如果顺时针那么为负！;【例2－3】F＝100N的力按图示两种情况作用在锤柄上，柄长l=300mm，试求力F对支点Ｏ的矩。;2．合力矩定理;解题前须知：;【例2－4】圆柱直齿轮受啮合力F的作用。设F=1400N，压力角α＝20°，齿轮的节圆〔啮合圆〕半径r=60mm，试计算力F对轴中心O的矩。;3．力矩的平衡条件;〔2〕绕定点转动物体平衡条件;二、力偶;力偶矩——力偶中的一个力的大小和力偶臂的乘积并冠以正负号，用以表示力偶对物体转动效应的量度。用Ｍ或Ｍ〔F，F′)表示。;2．力偶的表示方法;2．平面力偶系的平衡;§1-3约束与约束反力;一、约束与约束反力;§1-3约束与约束反力;约束——对非自由物体的限制

当物体沿着约束所能限制的方向有运动趋势时，约束为了阻止物体的运动，必然对物体有力的作用，这种力称为约束反力或反力。;;二、几种常见的约束及其约束反力;1．柔性体约束

由柔软而不计自重的绳索、链条、传动带等所形成的约束;;;;〔2〕固定铰链支座

圆柱销连接的两构件中，有一个是固定构件;〔3〕活动铰链支座

铰链将桥梁、房屋等结构连接在有几个圆柱形滚子的活动支座上，支座在滚子上可作左右相对运动，两支座间距离可稍有变化;;巧夹球形工件;巧夹球形工件;巧夹球形工件;§1－4物体的受力分析和受力图;物体受力图的画法与步骤：;解题前须知：;【例1－1】重量为G的梯子AB，放置在光滑的水平地面上，并靠在铅直墙上，在D点用一根水平绳索与墙相连。试画出梯子的受力图。;【例1－2】简支梁AB，在跨中Ｃ处受到集中力F作用，A端为固定铰支座约束，B端为活动铰支座约束。试画出梁的受力图〔梁自重忽略不计〕。;如下图的单缸内燃机，内部有一曲柄滑块机构，其力学模型图如图b所示；由气缸l、活塞2、连杆3和曲轴4相互联结组成，该机构可将连杆3上端的活塞2的往复直线运动转换为与连杆下端所联结的曲轴的连续旋转运动。;曲柄滑块机构运动原理是：燃气推动气缸1内的活塞2作直线运动，带动连杆3作平面运动，使曲轴4作旋转运动，从而该机构将直线运动转换为旋转运动，实现了内燃机将燃气燃烧的热能转换成曲轴转动的机械能的功能。;根据单缸内燃机的结构和工作原理，分析并思考以下问题：

1.分析曲柄滑块机构的约束情况

2.分析滑块Ｃ受力情况并画受力图

3.分析连杆AB的受力情况并画受力图

4.讨论作用与反作用定理上述受力分析中的实际应用;解：1.分析曲柄滑块机构的约束情况

点O约束为：固定铰链支座

点A约束为：中间铰链约束

点B约束为：中间铰链约束

点C约束为：光滑接触面约束;2.分析滑块C的受力情况

滑块C为三力构件，受以下三力作用：主动力F为气体的压力；约束力F