理论力学 第01章_静力学公理和物体的受力分析.pptVIP

一 静力学公理和 物体的受力分析 二 平面力系的简化和平衡 三 空间力系的简化和平衡 四 摩擦 §1-1 基本概念 §1-2 静力学公理 §1-3 力系的等效 §1-4 平面力矩和平面力偶 §1-5 约束与约束力 §1-6 受力分析与受力图 刚体:理想化的力学模型,在力的作用下不变形的物体. 力:力是物体间的相互作用, 这种作用使物体的运动状态 (外效应(位移))和形状发生(内效应)改变。 力的三要素:力的大小，方向和作用点。力是矢量. 力系: 作用在物体上的一组力. 平衡力系: 使物体保持平衡或运动状态不变的力系，平衡物体上作用的力系就是平衡力系 . 公理1: 力的平行四边形法则 作用在物体上同一点的两个力，可以 合成为 一个合力，合力也作用于该点，其大小和方向 由这两个力矢为边所构成的平 行四边形的对角 线确定. 自由体：位移不受限制的物体叫自由体。 非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。 约束：对非自由体的某些位移起限制作用的条件 称为约束.(即构成限制条件的物体.) 约束(反)力：约束给被约束物体的作用力叫约 束反力，简称反力,是约束的体现。 约束(反)力特点:大小常常是未知的;方向总是 与约束限制的物体的(相对)位移方向相反; 作用点在物体与约束相接触的那一点。 主动力：促使物体运动或有运动趋势的力，在理 论力学中它作为已知条件给出。 解除约束定理： 当受约束的物体受到 某些主动力的作用时， 若将其部分或全部的 约束除去，代之以相 应的约束力，则物体 的运动状态不受影响。 研究对象：需要研究的物体 分离体：设想把研究对象从周围 的约束中分离出来，单独画其简 图，称为取分离体 受力分析：考察分离体受了几个 外力，每个力的作用位置和方向 受力图：在分离体上画上其所受 的全部外力{主动力和约束 (直接接触)力} 5,活动铰支座(辊轴支座)约束 物体受到的约束力:只能沿光滑支撑面的法线方向，并通过铰链中心,大小未知。 6,固定端约束 物体受到的约束力:任意力系，简化结果如图,大小未知。 §1-6 物体的受力分析和受力图 * * 第一篇 静力学 第1章 静力学公理和物体的受力分析 §1-1 基本概念 §1-2 静力学公理 合力矢也可用力三角形求得, 此公理表明了最简单 力系的简化规律，是复杂力系简化的基础。 公理2: 二力平衡条件 作用在刚体上的两个力，使刚体处于平衡的必 要和充分条件是：这两个力大小相等，方向相反 ，且作用在同一直线上. 最简单力系的平衡条件 *在两个力作用下平衡的刚体——二力构件 二力构件受力沿力作用点连线方向！ A B A B 二力构件承受外力与本身形状无关. 公理3: 加减平衡力系原理 在作用于刚体上的已知力系中，加上或去掉任 意的平衡力系，并不改变原力系 对刚体的作用。 推理1 力的可传性 作用于刚体上某点的力，可以沿其作用线移至刚 体内任一点，而不改变它对于刚体的作用。 作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为 大小、方向和作用线。 A B A B 当刚体受的三个力作用且这三个力构成平衡力系，若其中两个力的作用线汇交于一点，则第三个力作用线必交于同一点，且三个力 的作用线在同一平面内。 推理2 三力平衡汇交定理 公理4: 作用和反作用定律 作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，等 值、反向、共线，作用在相互作用的两个物体上。 在画物体受力图时要注意此公理的应用。 A B A B 公理5:刚化原理 在某一力系作用下,变形体处于平衡，如将此 变形体刚化为刚体，则平衡状态不变. 柔性体（受拉力平衡） 刚化为刚体（仍平衡） 反之不一定成立，因对刚体平衡的充分必要条件， 对变形体平衡是必要的但非充分的。 刚体（受压平衡） 柔性体（受压不能平衡） 如果两个力系使刚体产生相同的运动状态变化， 这两个力系互为等效力系。 一个力系用其等效力系来代替，称为力系的 等效替换。 用一个简单力系等效替换一个复杂力系称为 力系的简化。 如果一个力与一个力系等效，称该力是这个 力系的合力！ §1-3 力系的等效 力对点之矩(力矩) 矩心o，力臂d，单位：N.m 从平面的角度研究力对刚体的转动(趋势)效应，用力矩来度量。 §1-4