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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,工程力学,(,上,),理论力学部分,讲课教师,:,聂永芳,绪 论,教学要求,:,1.,深刻理解理论力学的定义、研究对象和内容,2.,了解理论力学的研究方法,一、理论力学概述,1,、,理论力学,：研究物体,机械运动,一般规律的科学,机械运动,：物体在空间的位置随时间的变化情,况。,说明了研究对象和内容,研究对象和内容,二、研究内容,理力,静力学,力的关系（平衡）,运动学,运动的关系（几何角度）,动力学,力与运动的关系,三、研究方法,1,、,理论联系实际,2,、观察与实验,3,、分析计算,（选研究对象,建力学模型,建数学模型,求解,验证,修正,循环,）,静 力 学,引 言,教学要求,:,1.,深刻理解力、力系、刚体和平衡的概念。,2.,了解,静力学的研究任务,一、静力学相关概念,1,、,静力学,：研究物体在力系作用下的平衡条件的,科学。,2,、,刚体,：,绝对不变形的物体，或物体内任意两点,间的距离不变的物体。,3,、,力,：,物体间相互的机械作用，作用效果使物体,的机械运动状态发生改变。,力的三,要素：大小、方向、作用点。力是矢量。,4,、,力系,：,作用在物体上的一群力。,5,、,平衡,：指,物体相对于惯性参考系（如地面）保,持静止或匀速直线运动状态。,二、静力学研究任务,1,、,物体的受力分析,：分析物体（包括物体系）受,哪些力，每个力的作用位置和方向，并画出物,体的受力图。,2,、,力系的简化,：用一个简单力系等效代替一个复,杂力系。,3,、,研究力系的平衡条件,：建立各种力系的平衡条件，并应用这些条件解决静力学实际问题。,第一章 静力学公理和物体的受力分析,教学要求,:,1.,深刻理解静力学基本公理。,2.,掌握常见典型约束的性质及约束力的画法。,3.,熟练,掌握物体和物体系的受力分析和受力图的,画法。,第一节 静力学公理,第二节 约束和约束反力,第三节 物体的受力分析和受力图,第一节 静力学公理,公理,1,力的平行四边形法则,合力（合力的大小与）,(,矢量和,),此公理表明了最简单力系的简化规律，是复杂力系简化的基础。,公理,2,二力平衡公理,使,刚体平衡的,充分必要条件：,最简单力系的平衡条件,。,公理,3,加减平衡力系公理,推理,1,力的可传性,作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为,大小、方向和作用线。,推理,2,三力平衡汇交定理,平衡时 必与 共线则三力必汇交,O,点，且,共面。,公理,4,作用和反作用公理,作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，等值、反向、共线，作用在相互作用的两个物体上。,在画物体受力图时要注意此公理的应用。,公理,5,刚化原理,柔性体（受拉力平衡）,刚化为刚体（仍平衡）,反之不一定成立，因对刚体平衡的充分必要条件，对变形体是必要的但非充分的。,刚体（受压平衡）,柔性体（受压不能平衡）,约束：对非自由体的某些位移起限制作用的物体。,约束力：约束对非自由体的作用力。,约束力,大小,待定,方向,与该约束所能阻碍的位移方向相反,作用点,接触处,第二节 约束和约束力,约束的基本类型,1,、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束,绳索,只能受拉力，又称张力。用 表示。,绳索,对物体的约束力沿着,绳索,背向被约束物体。,胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力。,2,、具有光滑接触面（线、点）的约束,（光滑接触约束）,光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故称为法向约束力，用 表示。,3,、光滑铰链约束（向心轴承、圆柱铰链、固定铰链支座等）,（,1,）、向心轴承（径向轴承）,约束特点：轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴,承孔为约束。,（,2),固定铰链支座,约束特点：,由上面构件,1,或,2,之一与地面或机架固定而成。,约束力：与圆柱铰链相同,约束力：当不计摩擦时，轴与孔在接触为光滑接触约束,法向约束力。,约束力作用在接触处，沿径向指向轴心。,当,外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大,小与方向均有改变。,可用二个通过轴心的正交分力 表示。,（,3,）、圆柱形销钉连接,光滑圆柱铰链：亦为孔与轴的配合问题，与轴承,一样，可用两个正交分力表示,。,其中有作用反作用关系,一般不必分析销钉受力，当要分析时，必须把销钉单独取出。,(4),、,球铰链,约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球心任意转动，但构件与球心不能有任何移动。,约束力：忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题。,约束力通过接触点，并指向球心，是一个不能预先确定的空间力。可用三个正交分力表示。,4,、止推轴承,约束特点：,止推轴承比径向轴承多一个轴向的位移限制。,约束力：比径向轴承多一个轴向的约束反力，亦有,三个正交分力,。,（,1,）光滑面约束,法向约束力,（,2,）柔索约束,张力,（,3,）光滑铰链,球铰链,空间三正交分力,止推轴承,空间三正交分力,（,4,）滚动支座,光滑面,第三节,物体的受力分析和受力图,在受力图上应画出所有力，主动力和约束力（被动力）,画受力图步骤：,3,、按约束性质画出所有约束（被动）力,1,、取所要研究物体为研究对象（隔离体）画出其,简图,2,、画出所有主动力,例1-1,碾子重为 ，拉力为 ，处光滑接触，画出碾子的受力图。,解：画出简图,画出主动力,画出约束力,例,1,2,水平均质梁 重为 ，电动机重为 ，不计杆 的自重，画出杆 和梁 的受力图,。,图,(a),解：,取 杆，其为二力构件，简称二力杆，其受力图如图,(b),取 梁，其受力图如图,(c),若,这样画,，,梁 的受力图又如何改动,?,杆的受力图能否画为图（,d,）,所示？,例,1,3,不计自重的梯子放在光滑水平地面上，画出梯子、梯子左右两部分与整个系统受力图。图,(a),解：,绳子受力图如图（,b,）,所示,梯子左边部分受力图如图（,c,）,所示,梯子右边部分受力图如图（,d,）,所示,整体受力图如图（,e,）,所示,提问：左右两部分梯子在,A,处，绳子对左右两部分梯子均有力作用，为什么在整体受力图没有画出？,
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