平衡的概念.PPT

第一章 静力分析基础 第一节 力的概念 第二节 平衡的概念 第三节 约束与约束力 第四节 受力分析与受力图 第五节 问题讨论与说明 第一节 力的概念 第二节 平衡的概念 第五节 问题讨论与说明 * * 一、力的定义及三要素 定 义：力是物体之间的相互作用 三要素：力的大小、方向及作用点 单 位：N 或 kN 二、力的效应 外效应：在力的作用下，使物体的机械运动状态发生改变。? 内效应：在力的作用下，使物 体产生变形。 三、力的可传递性 力可以沿其作用线在刚体上任意滑移而不改变力对刚体的作用效应。 注：力的可传递性只适用于研究力对刚体的外效应而不适用与力对刚提的内效应。（如下，力对刚体的内效应，力作用点不同，物体的变形不同。） 四、力的分类 在整个刚体上分布的力。如物体的重力,在整个物体中分布。 单位：kN/ m 3 作用于物体表面的力。如水对水坝的作用力。 ?单位：kN/ m 2 在物体长度上分布的 力。如桥梁的自重。 单位: kN/ m 力作用面小到可以忽略不记时，可认为作用于一点的力。 单位：kN 五、力系及等效力系 力系：作用于研究对象上的所有力的集合。 V型发动机原理图 ? 发动机曲轴受力图为空间力系 等效力系：对物体作用效果相同的两个力系。 合力：能与一个力系等效的单力，称为该力系的合力。 六、力系的分类 空间力系 平面力系 平面一般力系：力系中各个力的作用线不完全位于同一平面但是不完全汇交于一点也不完全互相平行。 平面一般力系：力系中各个力的作用线位于同一平面但是不完全汇交于一点也不完全互相平行。 一般力系 平面平行力系：力系中各个力的作用线不完全位于同一平面但是完全互相平行。 平面平行力系：力系中各个力的作用线位于同一平面并完全互相平行。 平行力系 空间汇交力系：力系中各个力的作用线不完全位于同一平面但是汇交于一点。 平面汇交力系：力系中各个力的作 用线位于同一平面并汇交于一点。 汇交力系 返回第一章目录 一、平衡的概念： 物体出于静止或匀速直线运动状态（即惯性运动状态），为物体处于平衡状态。 二、平衡力系的概念： 刚体受力系的作用处于平衡状态，可以认为该力系为平衡力系。 三、合力与分力： 如一单力能够与一力系等效，则该力为此力系的合力。(如R为F1与F2的合力) 四、二力平衡条件： 一刚体受二个力作用达到平衡状态的充分与必要条件为：此二力必等值、反向、共线。 注：无论刚体的形状如何，只要是两点受力，即为二力构件；受力符合二力平衡条件。 五、加减力系平衡原理： 在刚体上可以加上或减去一平衡力系，而不改变原力系对刚体的作用效应。 六、三力平衡条件： 一刚体受三个力作用达到平衡状态的充分与必要条件为：此三力作用线必汇交于一点。 返回第一章目录 一、约束与约束力的概念 自 由 体：位移不受限制的物体为自由体。 非自由体：位移受限制的物体为非自由体。 约束：对自由体的某些位移预先施加的限制条件。 约束力：约束给被约束物体的力。 (如：桌面对球的支持力 N 。) 主动力：物体所受的约束力以外的力。 (如：足球的重力 G 。) (如：桌面对足球下落的限制.) 第三节 约束与约束力 1、柔性约束及其约束力 由柔软的绳索、链条等构成的约束，绳索只能承受拉力，它们的约束力作用在接触点上，方向沿柔索的轴线并被离被约束物体。 二、约束类型及其约束力 （如右图：钢绳对重物的拉力。） 2、光滑面约束及其约束力 （如右图：桌面对足球的支持力） 约束力的作用在接触面的接触点上，方向沿接触面的公法线，指向被约束物体。其中光滑面接触即为摩擦不计的接触。 被铰链联接的两个构件如有一个被固定另外一个可绕其发生相对转动，为固定铰链。 3、铰链约束及其约束力 铰链联接是指两个构件通过销钉、螺栓等联结在一起，两个构件只能发生相对转动而不能发生相对移动。 被铰链联接的两个构件如都未固定，为中间铰链。 铰链将构件与支座联结在一起，支座与基础之间可以有沿接触面切线方向的位移。其约束力垂直支撑面并指向铰链中心。 活动铰链支座： 被铰链联接的两个构件如有一个被固定另外一个可绕其发生相对转动，为固定铰链。其约束力为一对通过铰链中心的正交分力。 固定铰链： 被铰链联接的两个构件如都未固定，为中间铰链。其约束力为一对通过铰链中心的正交分力。 中间铰链： 简图及约束力画法 图 片 定义及约束力 类 型 返回第一章目录 1、确定研究对象——研究结构，确定每一步的研究对象； 结构与机构简图在国家有关规定中有规定的画法。在对物体进行静力分析是与物体外形有关的只