静力学基础知识课件

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,*,LIMING UNIVERSITY,第一章 静力学基础知识,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,*,第一章 静力学基础知识,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,LIMING UNIVERSITY,第一章 静力学基础知识,*,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,第一章 静力学基础知识,*,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,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,静力学基础知识文档ppt,静力学基础知识文档ppt,1,掌握力的基本概念；,掌握静力学公理；,掌握约束的类型及其特征；,准确的画出物体的受力图。,本章要点,掌握力的基本概念；本章要点,2,力是物体间的相互作用，其效果是使物体的运动状态发生改变（平动或转动）或物体发生变形。,静力学只研究刚体，因此，只讨论物体在力的作用下整体的平衡问题。,力的单位，采用国际单位时为：,或,1.1 力的基本概念和静力学基本公理,一、力的概念,牛顿（N）,千牛（kN）,1 kN=10,3,N,力是物体间的相互作用，其效果是使物体的运动状,3,力对物体的作用效果取决于力的大小、方向与作用点。,我们称之为力的三要素,(1)力的三要素,（2）力系,物体受到若干力的作用，统称力系,平面力系：各力作用线均在同一平面内,根据各力作用线的关系，可分为平面任意力系,、,平面平行力系和平面汇交力系,力对物体的作用效果取决于力的大小、方向与作用点。我们称之为力,4,力是矢量，用 “,F,”或 表示。（已知力的方位和作用点，但未知它的指向和大小，这时可以任意预设指向）,力是一个具有固定作用点的定位矢量。,A,但在刚体静力学中力可以看作是滑动矢量。,（详见力的可传性）,A,或,1.1 力的基本概念和静力学基本公理,力是矢量，用 “F”或 表示。（已知力的方位,5,作用于一个物体上的一群力，称为力系。,对物体作用效果相同的力系，称为等效力系。,使物体处于平衡的力系，称为平衡力系。,如果一个力和一个力系等效，则该力为此力系的合力，,而力系中的各个力称为这个力的分力。,二、力系、合力,作用于一个物体上的一群力，称为力系。二、力系、合力,6,三、静力学基本公理（力的基本性质）,1.二力平衡公理(Equilibrium of Two Forces),作用在同一刚体上两力平衡的必要和充分条件是：两力等值、反向、共线。,在两个力作用下平衡的构件称为二力杆。,1.1 力的基本概念和静力学基本公理,三、静力学基本公理（力的基本性质）1.二力平衡公理(Equ,7,2、光滑面约束(光滑指摩擦不计),4、画出研究对象所受的全部约束反力,熟知各种约束的性质及其约束反力的方向。,2 约束、约束的基本类型,分布在物体的表面上，如楼板上的荷载、水坝上的水压力等，称为面荷载（单位为N/m2或kN/m2）。,作用线：通过铰链中心，在垂直销钉轴线的平面内,如：物体的自重，土压力、水压力等。,（单位为N m/m或kN m/m）,不要漏画力，不要多画力，不要画错力的方向。,力是一个具有固定作用点的定位矢量。,作用在同一刚体上两力平衡的必要和充分条件是：两力等值、反向、共线。,4、画出研究对象所受的全部约束反力,如：物体的自重，土压力、水压力等。,会判断二力构件(及三力构件)。,作用于一个物体上的一群力，称为力系。,2 约束、约束的基本类型,力可以在刚体上沿其作用线移至任意一点而不改变它对刚体的作用效应,没有反力矩，有水平支座反力，竖向支座反力,2 约束、约束的基本类型,只有两个力作用下处于平衡的物体,二力构件,不是二力构件,二力杆不一定是直杆,2、光滑面约束(光滑指摩擦不计)只有两个力作用下处于平衡的,8,若在作用于刚体上的已知力系上添加或减去任何平衡力系，则对刚体的作用效应并不改变。,2、加减平衡公理,在此，力是有固定作用线的滑动矢量,1.1 力的基本概念和静力学基本公理,若在作用于刚体上的已知力系上添加或减去任何平衡力系，则对刚体,9,力可以在刚体上沿其作用线移至任意一点而不改变它对刚体的作用效应,推论：力的可传性,力的三要素可以叙述为：大小、方向、作用线,力可以在刚体上沿其作用线移至任意一点而不改变,10,对物体作用效果相同的力系，称为等效力系。,4、对于作用范围不能忽视的力偶，称为分布力偶。,但在刚体静力学中力可以看作是滑动矢量。,2 约束、约束的基本类型,3 试分析下列桁架，画出结点E、D、C的受力图。,2、对于作用范围不能忽视的力（荷载），称为分布荷载。,1 力的基本概念和静力学基本公理,作用于一个物体上的一群力，称为力系。,1、柔体约束（绳索、皮带、链条）,方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；,1 力的基本概念和静力学基本公理,作业：理解掌握P12 表1-1,约束反力一般均可用F或R命名。,作用于一个物体上的一群力，称为力系。,方向：离开被约束体（拉力）,3、同样对于作用于极小范围的力偶，称为集中力偶。,杆端A沿水平方向可以相对移动，绕A点可以自由转动，但沿竖向不能移动,会判断二力构件(及三力构件)。,作用线：通过铰链中心，在垂直销钉轴线的平面内,分布在物体的体积内的荷载如重力等，称为体荷载（单位为N/m3或kN/m3）。,3、画出研究对象所受的全部主动力（主动力照抄下来）,3 试分析下列桁架，画出结点E、D、C的受力图。,3.平行四边形公理(Parallelogram Axiom),作用在物体的同一点上的两个力的合力仍作用在该点上，其大小和方向由两个力组成的平行四边形的对角线表示。,1.1 力的基本概念和静力学基本公理,对物体作用效果相同的力系，称为等效力系。3.平行四边形公理(,11,F,1,F,2,R,F,1,F,2,R,1,2,F1F2RF1F2R12,12,刚体只受平面内三力作用而处于平衡状态时，若此三力不互相平行，则必汇交于一点，（在特殊情况下，力在无穷远处汇交平行力系。）,推论2：三力平衡汇交定理,F,1,F,3,R,1,F,2,A,=,证明：,A,3,F,1,F,2,F,3,A,3,A,A,2,A,1,1.1 力的基本概念和静力学基本公理,刚体只受平面内三力作用而处于平衡状态时，若此三力不互相平行,13,4.作用与反作用公理(Action and Reaction),两物体间的相互作用力总是同时存在，且其大小相等、方向相反、沿同一直线，但作用在两个不同的物体上。,例,吊灯,有人说两个人打架一个痛一个不痛，为什么？,1.1 力的基本概念和静力学基本公理,4.作用与反作用公理(Action and Reactio,14,变形体在已知力系作用下平衡时，若将此变形体视为刚体（刚化），则其平衡状态不变。,5、刚化原理,注意：刚化要在变形体发生变形后平衡时进行。,此原理的意义在于，可以把任何已处于平衡的变形体看成刚体，而对它应用刚体静力分析中的全部理论。,刚化原理演示,1.1 力的基本概念和静力学基本公理,变形体在已知力系作用下平衡时，若将此变形体视为刚体（刚化），,15,四、力的正交分解,力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形法则。,R,F,1,F,2,F,11,F,22,R=F,1,+F,2,R=F,11,+F,22,为了使解答唯一且计算方便，一般把一个已知力沿两个相互垂直的方向进行分解称为力的正交分解。,x,y,F,F,x,F,y,F,x,=F,COS,F,Y,=F,Sin,返回,1.1 力的基本概念和静力学基本公理,思考题：P17 1至7,作业：P18 8至9,四、力的正交分解力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边,16,荷载的分类：,工程上常见的荷载有集中荷载（集中力）、分布荷载、集中力偶、分布力偶。,1、如果力集中作用于一点，这种力称为集中荷载(集中力),（单位为N或kN）。实际上，任何物体间的作用力都分布在有限的面积上或体积内，但如果力所作用的范围比受力作用的物体小得多时，以及作用在刚体上力的合力都可以看成是集中力。,A,B,C,A,B,C,F,A,F,B,F,C,荷载的分类：工程上常见的荷载有集中荷载（集中力）、分布荷载、,17,2、对于作用范围不能忽视的力（荷载），称为分布荷载。分布在物体的体积内的荷载如重力等，称为体荷载（单位为N/m,3,或kN/m,3,）。分布在物体的表面上，如楼板上的荷载、水坝上的水压力等，称为面荷载（单位为N/m,2,或kN/m,2,）。如果力（荷载）分布在一个狭长范围内而且相互平行，则可以把它简化为沿狭长面的中心线分布的力（荷载），如分布在梁上的荷载，称为线分布力或线荷载（单位为N/m或kN/m）。体荷载、面荷载、线荷载统称为分布荷载。,p,q,2、对于作用范围不能忽视的力（荷载），称为分布荷载。,18,3、同样对于作用于极小范围的力偶，称为集中力偶。,（单位为N m或,kN m）,3、同样对于作用于极小范围的力偶，称为集中力偶。,19,4、对于作用范围不能忽视的力偶，称为分布力偶。,（单位为N m/m或,kN m/m）,返回,4、对于作用范围不能忽视的力偶，称为分布力偶。（单位为N,20,1.2 约束、约束的基本类型,1.2 约束、约束的基本类型,约束,：,对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为,约束。（阻碍物体运动的装置）,约束反力,：,约束给被约束物体的力叫约束反力。（约束反力总是与物体运动或运动趋势的方向相反）,如：踢到墙上的足球所受的力。,自由体：位移不受限制的物体叫自由体。,非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。,约束反力,以外的力统称为主动力,，工程上又称荷载。,如：物体的自重，土压力、水压力等。,一、约束的概念,荷载的分类,1.2 约束、约束的基本类型1.2 约束、约束的基本类型约,21,2、光滑面约束(光滑指摩擦不计),4、画出研究对象所受的全部约束反力,2 约束、约束的基本类型,2、对于作用范围不能忽视的力（荷载），称为分布荷载。,杆端A绕A点可以自由转动，但沿任何方向不能移动,3 试分析下列桁架，画出结点E、D、C的受力图。,（在存在约束的地方，按约束类型逐一画出约束反力，并解除全部约束）,会判断二力构件(及三力构件)。,方向：离开被约束体（拉力）,此原理的意义在于，可以把任何已处于平衡的变形体看成刚体，而对它应用刚体静力分析中的全部理论。,熟知各种约束的性质及其约束反力的方向。,作用于一个物体上的一群力，称为力系。,对物体作用效果相同的力系，称为等效力系。,画受力图的方法与步骤：,3 试分析下列桁架，画