静力学公理、约束和受力分析

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,*,I.,静力学,1.,基本概念,2.,基本公理,3.,约束与约束力,4.,物体的受力分析,第一章 静力学公理和物体的受力分析,引 言,静力学研究物体在,力系,作用下的,平衡,规律。,力系,作用于物体上的若干个力。,力系分类：,按力的作用线分布分：平面力系和空间力系；,平衡,物体的运动状态不变,。,它包括静止和匀速直线运动。,按力的作用线关系分：汇交力系、平行力系和任 意力系。,若作用于物体上的力系使物体保持平衡，则该力系称为平衡力系。此时力系所满足的条件称,平衡条件,。,静力学所研究的基本问题：,力系的简化；,力系的平衡条件及其应用,。,基 本 概 念,1,）力,物体间的机械作用,。,三要素,:,大小、方向、作用点,作用效应,:,运动效应和变形效应,力的大小,:,表示物体间相互机械作用的强弱程度。单位：牛顿（,N,）或千牛顿（,KN,）。,力的方向,:,表示力的作用线在空间的方位和指向。,力的作用点,:,表示力的作用位置,体积分布力，面分布力，线分布力，点分布力,。,大小、方向、作用点,-,定位矢量,矢量表示,2),刚体,受力后不发生任何变形的物体（,任意两点的距离保持不变）；,物体的理想化；,1-1,静力学公理,公理,1,二力合成的,平行四边形法则,力的三角形法则（首尾相连）,作用在同一点的两个力可合成为一个合力，其作用点不变，大小和方向由平行四边形的对角线确定。,二力平衡的充要条件是,:,等值、反向、共线。,像这种受两力而平衡的构件,称为,二力构件,(,二力杆,),公理,2,：二力平衡条件,公理,3,力的加减平衡原理,在原有力系上加上或减去任意,平衡力系,，并不改变原力系对刚体的作用效应。,公理,3,力的加减平衡原理,在原有力系上加上或减去任意,平衡力系,，并不改变原力系对刚体的作用效应。,推论,1,：,力的可传性,力可沿其作用线在刚体内任意移动。,=,=,F,1,=,F,2,=,F,F,A,B,F,A,B,F,2,F,1,F,1,A,B,推论,2,：,三力平衡汇交原理,若刚体上三个力平衡且其中两力汇交于一点，则第三力必在前两个力所在平面内，并且它的作用线必定过这个汇交点。,F,1,F,2,F,3,A,3,A,A,2,A,1,=,F,F,1,F,2,A,F,3,公理,4,作用力和反作用力定律,两物体之间的相互作用力总是大小相等、方向相反，沿同一直线，,分别,作用在两个物体上。,同时存在、成对出现,公理,5,刚化原理,若将处于平衡状态的变形体刚化为刚体，则平衡状态保持不变。,1-2,约束与约束力,1,基本概念,自由体,:,位移不受限制的物体。,非自由体,:,位移受到限制的物体。,约束,:,对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体。,约束力,:,约束对被约束物体的作用力,被动力,。,主动力：,除约束力外，非自由体上所受到的所有促使物体运动或有 运动趋的力，称为,主动力,。,约束力三要素,:,大小,:,未知,方向,:,与物体运动趋势或运动方向相反,作用点,:,在相互接触处；,1,、光滑接触面约束,两物体直接光滑接触，,不计,接触处,磨擦,而构,成的约束,。,约束力,沿过接触点的公法线而指向被约束物体。,2,常见约束,2,、柔性约束,绳索、链条、皮带：,柔软不可伸长、不计重量的柔,性连接物体构成的约束。,3,、向心轴承,A,B,F,4,、光滑铰链约束,（,1,）中间铰,a),圆柱铰链约束,（,2,）固定铰支座,（,3,）可动铰链支座（辊轴支座,）,b),球铰链约束,5,、止推轴承,