静力学基本概念课件.pptVIP

*靜力學基本概念第一節力和平衡的概念力的定義力是物體間相互間的機械作用。力的效應使物體的機械運動狀態發生改變，叫做力的運動效應或外效應。使物體的形狀發生改變，叫做力的變形效應或內效應。力的三要素力的大小、方向、作用點稱為力的三要素。F力的單位力的國際單位是牛頓(N)或千牛頓（kN）。力的表示法力是一個向量，用帶箭頭的直線段來表示，如右圖所示（虛線為力的作用線）。力系:作用於同一個物體上的一組力。力系的分類:各力的作用線都在同一平面內的力系稱平面力系，否則稱為空間力系。平面力系的分類平面匯交力系：各力作用線匯交於同一點的力系。平面力偶系：若干個力偶（一對大小相等、指向相反、作用線平行的兩個力稱為一個力偶）組成的力系。平面力偶系平面匯交力系平面力系的分類平面平行力系：各力作用線平行的力系。平面一般力系：除了平面匯交力系、平面力偶系、平面平行力系之外的平面力系。平面一般力系平面平行力系等效指兩個力(系)對物體的作用效果完全相同。平衡力系作用在平衡物體上的一個力系。合力與分力若一個力與一個力系等效。則這個力稱為該力系的合力，而力系中的各個力稱為該合力的一個分力。第二節靜力學基本公理二力平衡公理作用在同一剛體上的兩個力，使剛體平衡的必要和充分條件是，這兩個力大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。上述的二力平衡公理對於剛體是充分的也是必要的，而對於變形體只是必要的，而不是充分的。如圖1.5所示的繩索的兩端若受到一對大小相等、方向相反的拉力作用可以平衡，但若是壓力就不能平衡。受二力作用而處於平衡的杆件或構件稱為二力杆件（簡稱為二力杆）或二力構件。加減平衡力系公理在作用於剛體上的任意力系中，加上或去掉任何平衡力系，並不改變原力系對剛體的作用效果。力的可傳性原理作用於剛體上的力可沿其作用線移動到剛體內任意一點，而不會改變該力對剛體的作用效應。力的平行四邊形法則作用在物體上同一點的兩個力，可以合成為仍作用於該點的一個合力，合力的大小和方向由以原來的兩個力為鄰邊所構成的平行四邊形的對角線向量來表示。三力平衡匯交定理一剛體受共面不平行的三力作用而平衡時，此三力的作用線必匯交於一點。作用與反作用定律兩個相互作用物體之間的作用力與反作用力大小相等，方向相反，沿同一直線且分別作用在這兩個物體上。第三節約束與約束反力限制物體運動的物體稱為約束物體，簡稱約束。約束必然對被約束物體有力的作用，以阻礙被約束物體的運動或運動趨勢。這種力稱為約束反力，簡稱反力約束反力位於約束與被約束物體的連接或接觸處，其方向必與該約束所能阻礙物體的運動方向相反。運用這個準則，可確定約束反力的方向和作用點的位置。1．柔體約束用柔軟的皮帶、繩索、鏈條阻礙物體運動而構成的約束叫柔體約束。這種約束作用是將物體拉住，且柔體約束只能受拉力，不能受壓力，所以約束反力一定通過接觸點，沿著柔體中心線背離被約束物體的方向，且恒為拉力，如圖1.14中的力。2．光滑接觸面約束當兩物體在接觸處的摩擦力很小而略去不計時，其中一個物體就是另一個物體的光滑接觸面約束。這種約束不論接觸面的形狀如何，都只能在接觸面的公法線方向上將被約束物體頂住或支撐住，所以光滑接觸面的約束反力過接觸點，沿著接觸面的公法線指向被約束的物體，只能是壓力，如圖1.15中的力。3、光滑圓柱鉸鏈約束（簡稱鉸約束）光滑圓柱鉸鏈約束的約束性質是限制物體平面移動（不限制轉動），其約束反力是互相垂直的兩個力（本質上是一個力），指向任意假設。XYR4．鏈杆約束鏈杆就是兩端鉸接而中間不受力的剛性直杆，由此所形成的約束稱為鏈杆約束。這種約束只能限制物體沿鏈杆軸線方向上的移動。鏈杆可以受拉或者是受壓，但不能限制物體沿其他方向的運動和轉動，所以，鏈杆約束的約束反力沿著鏈杆的軸線，其指向假設。工程上將結構或構件連接在支承物上的裝置，稱為支座。在工程上常常通過支座將構件支承在基礎或另一靜止的構件上。支座對構件就是一種約束。支座對它所支承的構件的約束反力也叫支座反力。支座的構造是多種多樣的，其具體情況也是比較複雜的，只有加以簡化，歸納成幾個類型，才便於分析計算。建築結構的支座通常分為固定鉸支座，可動鉸支座，和固定(端)支座三類。