第二章刚体静力学基本概念与理论-西南交通大学教务网.ppt

2 、光滑面约束 FNA P A P A 3、光滑铰链约束 （平面铰链） （空间球形铰） XA YA A 固定铰支座 （1） （2） （3） 活动铰支座 （3） （2） （1） 4、 轴承约束 （1）滑动轴承 （2）滚动轴承 止推轴承约束 5、固定端约束 A B A B （平面） （空间） A 受力分析方法：将物体从约束中隔离出来，将约束对它的作用代以相应的约束力，即取隔离体，画受力图。 对物体进行受力分析是静力学计算（如求解约束力）中最重要的一步，也是动力学计算（求解物体受力与运动状态变化间的关系）中的重要环节。 第四节 物体的受力分析和受力图 理论力学电子教程 第一章 静力学的基本概念和受力分析 西 南 交 通 大 学 应用力学与工程系 编 配套教材：高淑英, 沈火明 主编. 理论力学. 北京:中国铁道出版社,2004 参考教材及辅导书 [1]高淑英, 沈火明 主编. 理论力学.北京:中国铁道出版社,2004 [2]沈火明.理论力学学习指导与典型题精解.成都：西南交通大学出版 社，2003 [3]郝桐生，理论力学.北京：高等教育出版社，2003 [4]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学1.北京:高等教育出版社, 2004 [5]洪嘉振.理论力学.北京:高等教育出版社,2002 [6]范钦栅等.理论力学.北京:清华大学出版社,2004 力学在工程中的应用（一） 力学在工程中的应用（二） F 力学在工程中的应用（四） 理论力学 静力学 运动学 动力学 理论力学：研究物体机械运动一般规律的科学。 本课程的内容包括以下三部分： 理论力学研究的主要问题 静力学：研究物体在力系作用下的平衡问题， 其中包括力的基本性质和物体的受 力分析。 运动学：研究物体运动的描述，而不涉及引 起物体运动的原因。 动力学：研究物体的运动变化（加速度、动 量变化等）和作用力之间的变化。 静 力 学 第一部分 主要研究以下三个问题： 1.受力分析——分析作用在物体上的各种力，弄清研究对象的受力情况。 2.平衡条件——建立物体处于平衡状态时,作用在物体上的力系应满足的条件。 3.利用平衡条件求解未知力，以解决工程中的相关问题。 第一章 静力学的基本概念和物体的受力分析 第三节 约束和约束反力 第二节 静力学的公理体系 第一节 静力学的基本概念 第四节 物体的受力分析和受力图 第一节 静力学中的基本概念 1.刚体的概念 任何物体在力的作用下，任意两点之间均将产生相对运动，使其初始位置发生改变，称之为 位移 。从而导致物体发生 变形 。忽略物体的变形时，将其抽象为 刚体。刚体是一个理想化的模型。 在理论力学的静力学中，所研究的物体只限于刚体，故又称刚体静力学。 2.力的概念 力对物体作用的效应，决定于力的大小、方向（包括方位和指向）和作用点，这三个要素称为力的三要素。 （2）力的三要素 力是物体间的相互作用，这种作用使物体的运动状态发生变化。 （1）力 A B A （3）等效力系 作用在物体上的若干个力总称为力系，以 （ ）来表示。 等效力系：作用于物体上的一个力系可用另一个力系代替，而不改变原力系对物体作用的 外效应，用 （ ）～( )来表示。如下图所示。 要使物体处于平衡状态，作用于物体上的力系必须满足一定的条件，这些条件称为力系的平衡条件； 3. 平衡条件与平衡力系 物体平衡是指物体相对于地面保持静止或作匀速直线运动的状态。 作用于物体上正好使之保持平衡的力系则称为平衡力系。 4. 集中载荷和分布载荷 F （a）集中载荷（集中力） （b）分布载荷 作用于刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态的必要与充分条件是：这两个力等值，反向，共线。 只受两个力作用而处于平衡的物体。 公理1 二力平衡公理 二力构件（二力体） 第二节 静力学的公理体系 F F 在作用于刚体上的已知力系中，加上或减去任一平衡力系，并不改变原力系对刚体的效应。 公理2 加减平衡力系公理 公理 3 力的平行四边形法则 作用于物体上同一点的两个力，其合力也作用在该点上，合力的大小和方向则由以这两个力为边所构成的平行四边形的对角线来表示