工程力学_第一章_静力学的基本概念与物体受力课件.pptVIP

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课 堂 教 学 内 容 第二编 材 料 力 学 引 言 引言 构件:工程中对组成机械与结构的零件、构件的总称。 力的概念:物体间的相互机械作用。 外效应:使物体的运动状态发生改变(理论力学) 内效应:使物体的形状发生改变(材料力学) 变形:构件尺寸与形状的变化,分为两类,一类为外力解除后可消失的变形,称为弹性变形;一类为外力解除后不能消失的变形,称为塑性变形或残余变形。 在一定的外力作用下,构件突然发生不能保持其原有平衡形式的现象,称为失稳。 对构件设计的要求 1.具备足够的强度(即抵抗破坏的能力),以保证构件在规定的使用条件下不发生意外断裂或显著塑性变形。 2.具备足够的刚度(即抵抗变形的能力),以保证构件在规定的使用条件下不产生过大变形。 3.具备足够的稳定性(即保持原有平衡形式的能力),以保证构件在规定的使用条件下不失稳。 第一篇 静力学(研究物体的受力与平衡的规律) 第二篇 材料力学(研究物体(主要是构件)在外力作用下的变形与破坏(或失效)的规律,为合理设计构件提供有关强度、刚度与稳定性分析的基本理论与方法。) 静力学是学习材料力学的基础,二者有助于学习土木,机械,航空,交通,成型,材料,工程,仪表,勘查等其它工程,亦可在今后工作中直接受益,解决一些简单的工程实际问题。还对一些课程如弹性力学、有限元方法等有奠基作用。 第一篇 静 力 学 力学:力的作用下,研究物体的机械运动的规律 机械运动:物体在空间的位置随时间的变化,包括变形和流动 静力学:研究物体在力系作用下的平衡问题 第一章 静力学基本概念和物体受力分析 本章重点、难点 ⒈重点 力、刚体、平衡和约束等概念。 静力学公理 。 柔性体约束、光滑接触面约束、光滑铰链约束的特征及约束反力的画法。 单个物体及物体系的受力分析。 ⒉难点 约束的概念,光滑铰链约束的特征。 体系的受力分析。 §1-1 静力学基本概念 一 .刚体: 绝对不变形的物体,或物体内任意两点间的距离不改变的物体. (刚体静力学) 二.平衡:物体相对惯性参考系(如地面)静止或作匀速直线运动. 三.力:物体间的相互机械作用. 机械作用的效应有两方面:力的外效应(主要研究)和力的内效应。 力的三要素: 力的大小、方向和作用点; 力的大小反映物体间相互机械作用的强度,通过力的外效应或内效应的大小来度量。 力的方向:静止质点在该力作用下开始运动的方向。 沿该方向画出的直线称为力的作用线。 集中力F, 分布力, 载荷集度q 力是矢量, 力是定位矢量. 力矢是自由矢量 §1-2 约束和约束力 一、柔索 §1-2 约束和约束力 §1-2 约束和约束力 §1-2 约束和约束力 §1-2 约束和约束力 连接铰链(中间铰) §1-2 约束和约束力 §1-3 受力图 例1-1 用力F 拉动碾子以压平路面, 重为P 的碾子受到一石块的阻碍, 如图所示。试画出碾子的受力图。 习题:作AB、CD受力图 作业 习题1-1 (b)(c); 题1-2(d); 题1-3(b)(c)(e); 题1-4 (b)(e); 题1-5 (c)(d) A A A A FA A 四、活动铰链支座 简图 约束力 这类约束只限制沿支承面法线方向的位移 A 。 Fx Fy Fz A 五、光滑球铰链 六、二力构件(二力杆) 1 2 3 6 5 4 F2 F5 F3 F6 F1 F4 F’1 F’2 F’3 §1-2 约束和约束力 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 分离体 解除约束后的研究对象 研究对象 受力图 表示分离体及其上所受的全部主动力及约束反力的图形 当研究对象为一物系(刚体系)时一般只画外力不画内力 物系(刚体系)中任何相邻两物体间的内力总是作用力和反作用力 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(分离体)画出其简图 2、画出所有主动力 F P FA FB F A B 例1-3 如图所示的三铰拱桥, 由左右两拱铰接而成。设各拱自重不计, 在拱 AC 上作用有载荷F。试分别画出拱 A

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