工程力学1-静力学基本概念与物体受力分析

课件42张PPT。 第一篇 静力学 　　静力学研究物体在力系作用下的平衡规律。 平衡———物体的运动状态不变。它包括静止和匀速直线运动。 力系———作用于物体上的若干个力。分类： 按力的作用线分布：平面力系和空间力系； 按力的作用线关系：汇交力系、平行力系和任意力系。静力学引言　若两力系对同一物体作用效果相同—等效力系； 　把一个力系用与之等效的另一个力系代替—力系的等效替换。 　一个复杂力系用一个简单力系等效替换的过程—力系的简化。 　若一个力系可用一个力等效替换，则该力叫合力；力系中的各力叫分力。 　若作用于物体上的力系使物体保持平衡，则该力系称为平衡力系。此时力系所满足的条件称平衡条件。 　静力学所研究的基本问题： 　力系的简化； 　力系的平衡条件及其应用。静力学引言 静力学基本概念 静力学公理 约束与约束反力 受力分析与受力图第一章 静力学基本概念与物体受力分析 　刚体是一个理想化的力学模型。 　由于静力学研究的力学模型是刚体和刚体系统，故静力学又称刚体静力学。1. 刚体的概念§1-1 静力学基本概念 　所谓刚体是指这样的物体，在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变。 力是物体之间相互的机械作用，这种作用的效果是使物体的运动状态发生变化，同时使物体的形状发生改变。 力使物体运动状态发生变化的效应称为力的外效应或运动效应； 力使物体形状发生改变的效应称为力的内效应或变形效应。2. 力的概念　　1、力的大小。表示物体间相互机械作用的强弱程度。单位：牛顿(N)或千牛顿(kN)。 　　2、力的方向。表示力的作用线在空间的方位和指向。 　　3、力的作用点。表示力的作用位置。 　　以上称为力的三要素。决定力的作用效果的因素2. 力的概念2. 力的概念集 中 力汽车通过轮胎作用在桥面上的力2. 力的概念分 布 力桥面板作用在钢梁的力　　力可以用一个矢量表示。如图所示，矢量的模按一定的比例尺表示力的大小；矢量的方位和指向表示力的方向；矢量的起点(或终点)表示力的作用点。2. 力的概念力的矢量表示1.2.1 公理1 力的平行四边形规则　　作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。或者说，合力矢等于这两个力矢的几何和，即 A它是力系简化的基础。§1-2 静力学公理 作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是：这两个力大小相等、方向相反、沿同一条直线。　　此公理提供了一种最简单的平衡力系。对于刚体此条件是充要条件，但对变形体只是必要条件而不是充分条件。1.2.2 公理2 二力平衡公理 在作用于刚体上的已知力系上，加上或去掉任意个平衡力系，不改变原力系对刚体的作用效果。该公理是力系简化的理论依据。1.2.3 公理3 加减平衡力系公理 作用在刚体上的力可沿其作用线任意移动，而不改变该力对刚体的作用。　　作用于刚体上的力的三要素为：大小、方向、作用线。 　　作用于刚体上的力是：滑动矢量。1.2.4 推论1 力的可传性原理== 作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则此三力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。说明不平行三力平衡的必要条件，即：三力平衡必汇交。三力汇交不一定平衡。1.2.5 推论2 三力平衡汇交定理 两物体间相互作用的作用力和反作用力总是同时存在，大小相等，方向相反，沿同一直线，分别作用在这两个物体上。 它是受力分析必需遵循的原则。1.2.6 公理4 作用与反作用公理　　当变形体在已知力系作用下处于平衡时，如果把该物体变成刚体，则平衡状态保持不变。 它建立了刚体力学与变形体力学的联系。1.2.7 公理5 刚化原理　自由体———位移不受限制的物体。 　非自 ... ...