第一章课件理论力学.pptVIP

《理论力学》电子教案 一、工程力学是一门研究物体在外力作用下的受力分析、机械运动规律以及构件的强度、刚度、稳定性和耐久性，使构件设计既安全又经济实用的科学；是为培养学生工程技术素质的一门专业基础课程。它包括理论力学部分和材料力学部分。 静力学主要研究刚体的受力分析、力系简化、平衡条件以及在工程中的应用，它是研究刚体在力系作用下平衡条件的科学。 运动学是研究物体运动的几何性质的科学．而不研究引起物体运动的物理原因（受力情况）。 动力学是研究物体的机械运动与作用力之间的关系的科学。 三、 材料力学主要是以理论力学为基础，研究构件的受力、变形状态和破坏规律，为合理设计构件提供有关强度、刚度和稳定性分析的基本理论和方法，保证工程构件在使用中既安全又经济实用。它是研究工程构件承载能力的一门学科。 国际单位：N、KN 工程单位：千克力（kgf) 1kgf = 9.80665N  （1N=1kg×1m/s2 = 1kg· m/s2 ） 、力的分类： （1）按研究对象不同分： 外力---外部物体对系统的作用力；其它物体对研究对象的作用力；来自研究对象外部的力。（载荷） 内力---系统内部各物体相连部分之间的相互作用力。内力与外力随着研究对象的不同，可以互相转化。 注意：“材料力学”中“内力”含义不同。 　 （4）按外力作用方式不同分： 体积力---连续分布于物体内部各质点的力。 表面力---作用于物体表面的力。 集中力---力作用于一点。分布面积较小。 分布力---分布作用在接触面上的力。分布力作用的强度用单位面积上的力的大小q (N/m2)或单位长度上的力的大小q (N/m)来度量，q称为载荷集度。（均布载荷较常见） 3 、力系的有关定义 作用于研究对象上的一组力叫力系。 ⑴ 按照各力作用线的分布情况，分为： ①平面力系---各力作用线在同一平面内。如汇交力系、力偶系、平面任意力系等。 ②空间力系---如空间汇交力系、力偶系、任意力系等。 ⑵ 等效力系：两个不同的力系，如果分别作用在同一个物体上产生相同的外效应，则这两个力系称为等效力系。 ⑶ 合力：若一个力与一个力系等效，则称这个力为该力系的合力。可以用一个合力代替整个力系，而效应不变。 ⑷ 力系的简化：对一个比较复杂的力系，求与它等效的简单力系的过程。 ⑸ 力系的合成：由力系的各分力求力系的合力的过程。 4 、平衡的有关定义 平衡：物体相对于地球处于静止或作匀速直线运动状态。它是物体机械运动的特殊形式。后面我们所研究的物体都处于平衡状态。 平衡力系：物体在某一力系作用下处于平衡状态，这种力系称为平衡力系。 平衡条件：力系平衡时所应满足的条件。（确定平衡条件、列平衡方程、进行分析计算，是静力学学习的重点） 刚 体在两个力作用下平衡的必要充分条件是：这两个力大小相等，方向相反，作用于同一直线上。即：等值、反向、共线。 §1-2 约束与约束力 1-2-2 约束的基本类型（注意七种类型） １、 柔性体约束----柔索 光滑接触面的接触形式有： ①曲面与平面的线接触。 ②曲面与曲面的线接触。 ③平面与平面的面接触。 ④球面与平面的点接触。 3、 光滑圆柱铰链约束 定义：工程中许多机构、结构都是用销钉、轴承将两构件联结起来，只能限制两构件之间的相对移动，而不能限制其相对转动，这种约束称为铰链约束。若忽略孔轴间的摩擦影响，则称为光滑铰链约束。 1、分离体：把研究的非自由体（也称研究对象）从系统中分离出来，解除约束，形成人为的自由体，单独画出其轮廓图形---分离体，并将作用在它上面的主动力和约束反力，以力矢形式全部画在分离体上，所得到的图形称为受力图，有时也叫分离体图。 （1）取分离体：根据题意，确定研究对象，解除约束，单独画出分离体；分离体可以是单个物体，也可以是组合体；分离体的形状和方位与示意图保持一致。 （2）画已知力、主动力：如载荷，重力等。（不特意指明重力的构件都是不考虑重力的） （3）画约束力：解除约束，确定约束类型，根据约束性质画出约束力。注意利用有关公理，确定力的方向。合力方向无法确定时，可以画出正交分力。有的力只能通过其它构件间接画出。 3 、 例题： 4、画受力图的注意事项 （1）明确研究对象，将它从周围物体的约束中分离出来，单独画出这个物体的轮廓图形； （2）必须画出周围所有物体对研究对象的作用力，即所受的一切主动力和约束力； （3）研究对象对周围物体的作用力不要画出； （4）不要单凭感性判断去画，要根据约束性质画出反