工程力学第3版教学课件作者韩向东基础篇单元一静力分析基础课件.pptx

工程力学基础篇基础篇单元一 静力分析基础单元二 平面力系的简化与合成单元三 平面力系的平衡基础篇单元一 静力分析基础课题一 力的概念课题二 力的基本性质课题三 约束与约束力课题四 物体的受力分析 受力图单元一 静力分析基础课题一 力的概念静力分析：主要研究物体在力的作用下的平衡规律。平衡：物体相对于地面处于静止或匀速直线运动的状态。刚体：在外力作用下几何尺寸和形状都不发生变化的物体。单元一 静力分析基础课题一 力的概念单元一 静力分析基础课题一 力的概念一、力 力是物体间相互的机械作用。这种作用使物体的运动状态和形状尺寸发生改变。力使物体的运动状态发生变化，称为力的外效应；力使物体的几何尺寸和形状发生变化，称为力的内效应。 力的三要素：力的大小、力的方向和力的作用点。 力是矢量，用有向线段表示。 力的单位：牛顿（N）或千牛顿（kN） 1kN=1000N单元一 静力分析基础课题一 力的概念二、力偶 作用在同一物体上，大小相等、方向相反，作用线平行但不共线的一力称为力偶，它使物体转动。三、力系 作用在同一物体上的一组力称为力系。如果一个力系的作用能用另一个力系代替，而不改变对物体的作用效果，则二者互为等效力系。如果一个力的作用等效于一个力系，则这个力系称为该力系的合力。 使物体处于平衡状态的力系称为平衡力系。物体处于平衡状态必须满足的条件，称为平衡条件。 单元一 静力分析基础课题一 力的概念力系的分类： 空间力系、平面力系； 汇交力系、平行力系、任意力系； 集中力、分布力。 分布力的大小用载荷集度表示q。体分布力的单位为牛顿/米3（N/m3 ）,面分布力的单位为牛顿/米2（N/m2 ）,线分布力的单位为牛顿/米（N/m）。单元一 静力分析基础课题二 力的基本性质单元一 静力分析基础课题二 力的基本性质性质一 二力平衡公理 作用于同一刚体上的两个力，使刚体处于平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。 凡是不计自重只在两个点受力且处于平衡状态物体，称为二力构件或二力杆。单元一 静力分析基础课题二 力的基本性质性质二 力的平行四边形公理 作用于物体上同一点的两个力，其合力也作用在该点上，合力的大小和方向由以这两个力为邻边所作的平行四边形的对角线确定。 单元一 静力分析基础课题二 力的基本性质性质三 加减平衡力系公理 在已知力系上加上或减去任意平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应。 力的可传性原理：作用于刚体上的力，沿其作用线移动到刚体内的任意点，不改变该力对刚体的作用效应。 作用于刚体上的力的三要素：力的大小、力的方向和力的作用线位置。 单元一 静力分析基础课题二 力的基本性质性质四 作用力与反作用力公理 当甲物体给乙物体一作用力时，甲物体也同时受乙物体的反作用力，且这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。单元一 静力分析基础课题三 约束与约束力单元一 静力分析基础课题三 约束与约束力一、约束与约束力 凡是对物体的运动（或运动趋势）起限制作用的其他物体，称为物体的约束。 能使物体运动或有运动趋势的力，称为主动力。 约束作用在被约束物体上的作用力，称为约束力。 约束力的方向与约束的性质有关。单元一 静力分析基础课题三 约束与约束力二、工程中常见的约束 1．柔性约束 绳索、链、带等柔性体所形成的约束，称为柔性约束。它只能限制被约束物体沿柔性体中心线伸长方向的运动，而无法限制物体其他方向的运动。 柔性约束的约束力，总是通过接触点沿着柔性体中心线背离被约束物体，一般用FT表示。单元一 静力分析基础课题三 约束与约束力单元一 静力分析基础课题三 约束与约束力 2．光滑面约束 这种约束与被约束物体的接触处是光滑的。它只能限制被约束物体沿接触处公法线方向的运动，而不能限制物体沿接触切线方向的运动。 光滑面约束的约束力，总是通过接触点接触面的公法线而指向被约束物体，一般用FN表示。单元一 静力分析基础课题三 约束与约束力单元一 静力分析基础课题三 约束与约束力 3．光滑圆柱铰链约束 用销钉插入两个构件的圆孔中，且认为销钉和圆孔的表面都是完全光滑的。只能限制被约束的两个构件的相对移动，但不能限制构件绕圆孔中心的相对转动。 光滑圆柱铰链约束的约束力，通常用通过销钉中心沿x、y轴正向的两个约束力Fx、Fy表示。单元一 静力分析基础课题三 约束与约束力 4．支座 固定于基础或静止的支承面上的铰链支座称为固定铰支座。 其约束力的表示方法与圆柱铰链相同。单元一 静力分析基础课题三 约束与约束力 将构件与支座用光滑的圆柱形销钉联接起来，而支座放在几个圆柱形辊轴上，则称为可动铰支座。这种支座只能限制构件沿支承面垂直方向的运