工程力学教学课件作者钱双彬第一章静力学公理和物体的受力分析静力学公理和物体的受力分析课件.ppt

TE TD A B C D E H P C A E FC B A D E FB FC P 例 题 6 试分别画出每个物体及整体的受力图。 FB FAx FAy C D C B P C B D A Q F C A P FBx FBy FC FCx FCy Q FDx FDy F A B FAx FAy FA FDx FDy FAx FAy 图示机构中，当销钉C附于BC杆时，试分别画出各杆及整体的受力图。 例 题 7 O C A P FAx FAy FOx FOy O B C A D E P C D E FCx FCy FE B A E FBx FBy 例 题 8 试分别画出每个物体及整体的受力图。 FBx FBy FOx FOy ★ 画受力图的步骤和注意事项 （1）步骤 ① 确定研究对象 ② 画主动力 ③ 根据约束类型，正确地画上相应的约束反力 切不可单凭主观臆想推测或简单地根据主动力的方向去推想约束反力的方向 （2）几点注意 ①不要漏画约束反力。 ②不要多画力，对于画出的每一个力应明确其施力物体。 ③当分析两物体间的相互作用力时，要注意检查这些力的箭头是否符合作用力与反作用力的关系。 ④当研究系统平衡时，在受力图上只画出外部物体对研究对象的作用力（外力），不画成对出现的内力。 结论与讨论 1. 静力学研究作用于物体上力系的平衡。 ★ 物体的受力分析； ★ 力系的等效替换（或简化）； ★ 建立各种力系的平衡条件。 2. 力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化（包括变形）。 3. 静力学公理是力学的最基本、最普遍的客观规律。 公理1 力的平行四边形规则 公理2 二力平衡条件 以上两个公理，阐明了作用在一个物体上最简单的力系的合成规则及平衡条件。 公理3 加减平衡力系原理 这个公理是研究力系等效变换的依据。 力的平行四边形法则是简单力系合成的基础，也是力系简化的基础之一。 公理5 刚化原理 刚化原理建立了刚体静力学与变形体静力学之间的联系。阐明了变形体抽象成刚体模型的条件。刚体平衡的必要和充要条件只是变形体平衡的必要条件。 注意：公理二对刚体平衡是充要条件，对于非刚体只是必要条件。公理三只适用刚体。力的可传性、三力平衡汇交定理业只适用于刚体。公理二与公理四有本质的区别。不可混淆。 公理4 作用与反作用定律 这个公理阐明了两个物体相互作用的关系，在求解物体系统力学问题时时普遍使用得定律。包括动力学、变形体力学。 4. 约束与约束反力 约束：限制非自由体某些位移的周围物体。 约束反力：约束对非自由体施加的力 5. 约束物体的受力分析和受力图是研究物体平衡和运动的前提。 几种常见的约束：柔绳；光滑接触的点、线、面；铰链约束及相应的固定铰支座；轴承及止推轴承；活动铰支座及二力构件约束。 工 程 力 学 ★ 刚体和力的概念 ★ 静力学公理 ★ 约束和约束反力 ★ 结论与讨论 ★ 物体的受力分析和受力图 第1章 静力学公理和物体的受力分析 §1.1 刚体和力的概念 1. 刚体的概念 刚体是抽象化的力学模型 理论力学研究的物体都是刚体 刚体力学 静力学——刚体静力学 在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变。 2. 力的概念 力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化。 作用效应： （1）使物体的运动状态发生改变——运动效应或外效应，如位置、速度、加速度等（理力）； （2）使物体发生变形——变形效应或内效应（材力） 作用方式： （1）直接接触作用； （2）间接作用，如磁场、电场、重力场等。 力的三要素及其表示： 力的作用线 A F （1）力的大小， （2）力的方向， （3）力的作用点。 力的三要素： （定位矢量或固定矢量） F F0 可用一矢量表示F F = F F0 力的单位 N（牛顿）、kN（千牛） 公理1 力的平行四边形规则 F1 F2 FR FR O F1 F2 FR=F1+ F2 ★ 作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。 §1-2 静力学公理 A 公理2 加减平衡力系原理 ★ 在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用 。 推论1 力的可传性 作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用