工程力学 第2版 教学配套课件 邱家骏 第一章 静力学基础.pdfVIP

第一章 静力学基础 第一节 静力学的基本概念 第二节 静力学公理 第三节 约束与约束力 第四节 物体的受力分析与受力图 第一节 静力学的基本概念 一、刚体的概念 静力学研究的物体主要是刚体。所谓刚体，是指在力的作用下 不变形的物体，即刚体内任意两点间的距离保持不变。 二、平衡的概念 所谓平衡，是指物体相对周围物体保持静止或做匀速直线运 动。在工程问题中，平衡通常是指物体相对地球静止或做匀速直线 运动。平衡是物体机械运动的一种特殊状态。 三、力的概念 第一节 静力学的基本概念 力是物体间的相互机械作用。它具有两种效应：一是使物体的 运动状态发生改变，例如地球对月球的引力不断地改变月球的运动 方向而使之绕地球运转；二是使物体产生变形，例如作用在弹簧上 的拉力使弹簧伸长。前者称为力的外效应，后者称为力的内效应。 图 １- １ 第一节 静力学的基本概念 四、力系的概念 作用在物体上的一群力称为力系。如果一个力系对物体的作用 是使物体处于平衡状态，则此力系称为平衡力系。一个力系只有在 满足一定条件的情况下才能成为平衡力系，此条件称为力系的平衡 条件。若两个力系分别作用于一个物体上的作用效应相同，就说这 两个力系是等效力系。如果一个力和一个力系等效，则称这个力是 力系的合力，而将力系中的各个力称作合力的分力。 第二节 静力学公理 图 １- ２ 第二节 静力学公理 图 １- ３ 第二节 静力学公理 图 1- ４ 第二节 静力学公理 图 １- ５ 第二节 静力学公理 图 １- ６ 第二节 静力学公理 图 １- ７ 第三节 约束与约束力 一、柔性约束(柔索) 图 １- ８ 第三节 约束与约束力 二、光滑接触面约束 两个互相接触的物体，如果略去接触面间的摩擦，就可以认为 相互间的约束是光滑接触面约束。这类约束的特点是：不论接触面 是平面还是曲面，只能受压而不能受拉，只能限制物体沿接触面法 线方向的运动而不能限制物体沿接触面切线方向的运动。因此，光 滑接触面的约束力只能是压力，作用在接触点处，作用线沿法线方 向，指向物体，通常用Ｆ 表示。 Ｎ 图 １- ９ 第三节 约束与约束力 图 １- １０ 三、光滑圆柱铰链约束 第三节 约束与约束力 这类约束包括圆柱铰链、固定铰链支座和深沟球轴承。 图 １- １１ 第三节 约束与约束力 1.圆柱铰链 在机器中，经常用圆柱形销钉将两个带孔零件联接在一起（图 １⁃１２ａ、ｂ）。如果销钉和销孔是光滑的，那么两零件间可以相 对转动、但不能相对移动，这样的约束称为圆柱铰链约束。图１⁃１ ２ｂ可画成图１⁃１２ｃ的简化形式。由于销钉与销孔间是光滑曲面 接触，按照光滑接触面约束力的特点，销钉给被联接件的约束力Ｆ Ｎ必然沿着圆柱面在接触点的公法线，且通过销钉中心，如图１⁃１ ２ｄ所示。由于接触点的位置不能确定，约束力的方向也就不能确 定。因此，圆柱铰链约束力通常用通过铰链销