C第1章静力学基础解析.ppt

引言 研究对象：刚体在力作用下，平衡时，产生的机械运动的机理。 机械运动：物体在空间的位置随时间的变化。 研究内容： 受力分析； 力系的等效与简化； 力系的平衡条件 导入案例 如图1-1所示悬臂吊车，图中A、B、C三点为铰链连接，起吊重量为P,横梁AB和斜杆AC的自重可略去不计。本章任务是完成类似工程结构及构件的受力分析，并通过平衡方程求解力系，则必需掌握： 静力学基本概念及静力学公理 约束分析及物体受力分析 平面力系的简化 平面力系的平衡条件及应用 任务目标 通过本次任务，使学生掌握力学基本概念与静力学公理，掌握力与力偶的性质，具备正确分析工程受力并绘制构件和系统受力图的能力，具备正确求解平面一般力系平衡方程的能力。 力系 §1–1 静力学的基本概念 二、刚体 定义：在外界的任何作用下形状和大小都始终保持不变的物体。或者在力的作用下，任意两点间的距离保持不变的物体。 特点：刚体是一种理想化的力学模型； 一个物体能否视为刚体，不仅取决于变形的大小， 而且和问题本身的要求有关。 三、平衡——平衡是物体机械运动的特殊形式，是指物体相对地球处于静止或匀速直线运动状态。 §1–2 静力学公理 公理二 (加减平衡力系公理) 在作用于刚体的任何一个力系上，加上或减去任意个互成平衡的力，而不改变原力系对刚体的效应。 §1–3 约束和约束反力 结论1：柔索的约束反力作用在柔索与物体的接触点，方向是沿着柔索离开被约束物体，即必为拉力。 §1–3 约束和约束反力 结论2：光滑接触面的约束反力必通过接触点，方向沿着接触面在该点的公法线，指向被约束物体内部，即必为压力。用FN表示。 §1–3 约束和约束反力 （3）中间铰链： 表示方法：约束反力一般也用两个正交分量表示。 4、光滑球铰链约束： A B N ?常见的几种类型的约束 §1–3 约束和约束反力 约束反力可用正交的三个分力表示。 A B NA NB A C B 5、双铰链刚杆约束： ?常见的几种类型的约束 §1–3 约束和约束反力 ?常见的几种类型的约束 §1–3 约束和约束反力 6、插入端约束： §1–4 受力分析和受力图 画受力图的方法与步骤： 1、取分离体（研究对象） 2、画出研究对象所受的全部主动力（使物体产生 运动或运动趋势的力） 3、在存在约束的地方，按约束类型逐一画出约束 反力（研究对象与周围物体的连接关系） A P NF TE ? C G B E P A F D 解： (1) 物体B 受两个力作用： (2) 球A 受三个力作用： (3) 作用于滑轮C 的力： C NG TG TG §1–4 受力分析和受力图 TD Q B 例题1-1 在图示的平面系统中，匀质球A重为P，借本身重量和摩擦不计的理想滑轮C 和柔绳维持在仰角是? 的光滑斜面上，绳的一端挂着重为Q 的物体B。试分析物体B、球A 和滑轮C 的受力情况，并分别画出平衡时各物体的受力图。 E C A B F D B C NB NC 解： 1、杆BC 所受的力： 2、杆AB 所受的力： 表示法一： 表示法二： B D A F NAx NAy NB B A F D NA H NB 例题1-2 等腰三角形构架ABC 的顶点A、B、C 都用铰链连接，底边AC 固定，而AB 边的中点D 作用有平行于固定边AC 的力F，如图1–13(a)所示。不计各杆自重，试画出AB 和BC 的受力图。 §1–4 受力分析和受力图 例题1-3 如图所示压榨机中，杆AB 和BC 的长度相等，自重忽略不计。A ，B，C ，E 处为铰链连接。已知活塞D上受到油缸内的总压力为F = 3kN，h = 200 mm，l =1500 mm。试画出杆AB ，活塞和连杆以及压块C 的受力图。 D E A B C l l h §1–4 受力分析和受力图 FA B A 解： 1.杆AB 的受力图。 2. 活塞和连杆的受力图。 3. 压块 C 的受力图。 C B x y FCx FCy FCB y x F FBC FAB §1–4 受力分析和受力图 D E A B C l l h * ? * 理论力学 第一篇 静力学 §1–1 静力学的基本概念 §1–2 静力学公理 §1–3 约束和约束反力 §1–4 受力分析和受力图 第 一 章 工 程 静 力 学 基 础 目录 图1-1悬臂吊车吊车 图1-1悬臂吊车 一、力和力系的概念 力的定义： 力是物体相互间的机械作用，其作用 结果使物体的形状和运动状态发生改变。 §1–1 静力学的基本概念 确定力的必要因素 力的三要素