理论力学Y01第一章静力学概念和公理摘要.ppt

应用范围 二、理论力学的研究方法 四、学习目的：理论力学是一门理论性较强的技术基础课，是现代工程技术的重要理论基础之一。 五、学习中的注意和要求 实际物体在力的作用下，都会产生变形。但是，这些微小的变形对研究物体的平衡问题不起主要作用，可以略去不计，这样可使问题的研究大为简化。 在本课程中研究的物体只限于刚体，故又称刚体静力学，它是研究变形体力学的基础。 静力学研究两个问题： 力系的简化 力系的平衡条件 2．力的概念： §1-2．静力学的基本公理 静力学公理是人们在生活和生产活动中长期积累的经验总结，又经过实践的反复检验，证明是符合客观实际的普遍规律。 公理4 作用和反作用公理 作用力和反作用力总是同时存在，两力的大小相等、方向相反、沿着同一直线，分别作用在两个相互作用的物体上。 公理5 刚化公理 变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，则平衡状态保持不变。 约束：阻碍非自由体运动的限制条件。 （几何约束、运动约束） 在静力学中，对非自由体构成限制作用的物体称为约束。 约束阻碍着物体运动时，约束对物体的作用力称为约束力，简称反力。 约束力的特点： 它是阻碍物体运动的力，它的作用点必然在约束和被约束物体的相互接触点，其方向总是与约束所阻碍的运动方向相反，大小是未知的。 在静力学问题中，所研究物体上的作用力分为主动力和约束力。 2、光滑面约束： 约束力作用在接触点处，方向沿接触面的公法线，并指向物体（压力）。 3、光滑圆柱铰链约束： （固定铰链支座、中间铰链、向心轴承等） 约束力通过铰链中心线，方向待定。 铰链支座 固定铰链支座 中间铰 4、辊轴支座： 约束力沿垂直于支承面的方向，指向不定。 辊轴约束的形式 5、链杆约束： 链杆定义：两端铰链连接、自重不计的直杆，也称为二力杆。 5、链杆约束： 链杆定义：两端铰链连接、自重不计的直杆，也称为二力杆。 5、链杆约束： 工程中常见的约束类型： 柔性体约束 光滑面约束 光滑圆柱铰链约束 辊轴支座 链杆约束 把施力物体对研究对象的作用力(包括主动力和约束力)全部画出来。这种表示物体受力的简明图形，称为受力图。 　　受力图：受力物体（研究对象）+ 物体所受的全部力 画物体受力图的基本步骤为： 　　一、确定研究对象，解除约束，取分离体。　　二、画主动力（重力等）。　　三、根据约束的类型及性质，画约束力。 （2）注意之点： 本章小结 静力学研究的问题 力的概念 静力学公理及推论 约束和约束力 物体的受力分析及受力图 作业： 1-1 1-2 1-3(a)(d) 1-6 画受力图的步骤和注意事项 （1）步骤 ① 确定研究对象 ② 画主动力 ③ 根据约束类型，正确地画上相应的约束反力 切不可单凭主观臆想推测或简单地根据主动力的方向去推想约束反力的方向. 1．必须明确研究对象。 2．正确确定研究对象受力的数目。 3．正确画出约束力（不要漏画约束力）。 4．研究物体系统时，它们之间的相互作用关系应按作用和反作用公理来分析。 5. 当研究系统平衡时，受力图上只画出外部物体对研究对象的作用力（外力），不画成对出现的内力。 光滑接触面约束 2、光滑接触面约束 F F F (接触面为理想光滑，摩擦可以忽略不计。) 约束力作用在接触点处，方向沿接触面的公法线，并指向物体（压力）。 约束特征： 只限制物体沿公法线趋向于支承面方向的运动。 2. 光滑接触面约束 齿轮传动 凸轮传动 约束力作用在接触点处，方向沿接触面的公法线，并指向物体（压力）。 齿轮约束 FR FR’ 表示为x、y两个方向的分力FAX , FAY 3、光滑圆柱铰链约束 A B F 光滑圆柱铰链约束 A B Fy Fx 固定铰链支座 固定铰链支座 3、光滑圆柱铰链约束 F ? A 向心轴承 铰 销钉 铰 中间铰 销 钉 A B C FB2x FB2y B B B FB1y FB1x B 活动铰链支座 4、辊轴支座约束 活动铰链支座 辊轴支座约束实例 约束特征：只限制垂直于支承面方向的运动。 F F 链杆 约束的特点： 只限制物体沿杆轴线方向的运动。 约束的特点： 只限制物体沿杆轴线方向的运动。 约束力沿链杆的中心线，指向不定。 二力构件：两点受力、自重不计的构件。 约束的特点：只限制物体沿杆轴线方向的运动。 F