受力分析与公理B.ppt
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1、1,第一篇 静力学,2,静力学主要研究:力系的简化和力系的平衡 条件及其应用。,静力学 是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。,静力学,引 言,3,力的单位;,静力学,力的概念,1定义:力是物体间的相互机械作用,力的效应;,力的三要素;,请注意以下概念:,力的矢量表示;,4,2、力系:是指作用在物体上的一群力。,5,静力学,3、平衡:是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动的状态。平衡力系:物体在力系作用下处于平衡,我们称这个力系为平衡力系。,6,静力学,1、物体的受力分析2、力系的等效替换3、建立各种力系的平衡条件,刚体,是在力的作用下,大小和形状都不变的物体。,静力学研究:,7,第
2、一章 静力学公理 和物体的受力分析,8,第一章 静力学公理和物体的受力分析,11 静力学公理 12 约束和约束力 13 物体的受力分析和受力图 力学模型和力学简图,9,静力学,公理1 力的平行四边形法则,作用于物体上同一点的两个力可合成一个合力,此合力也作用于该点,合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。,1-1 静力学公理,10,静力学,公理2 二力平衡条件,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|F1|=|F2|方向相反 F1=F2 作用线共线,作用于同一个物体上。,11,静力学,说明:对刚体来说,上面的条件是充要的,二力构件:只
3、在两个力作用下平衡的刚体叫二力构件,简称二力杆。,对变形体来说,上面的条件只是必要条件(或多体中),二力杆,12,静力学,在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用。,公理3 加减平衡力系原理,13,静力学,推理1:力的可传性。作用于刚体上某点的力,可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点,并不改变该力对刚体的作用。,对刚体来说,力作用三要素为:大小,方向,作用线,公理2 加减平衡力系原理,14,静力学,推理2:三力平衡汇交定理 作用于刚体上三个相互平衡的力,若其中两个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。,公理2 加减平衡力系原理,15
4、,静力学,公理4 作用和反作用定律,(等值、反向、共线、异体、且同时存在。),例 吊灯,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。,16,静力学,公理5 刚化原理,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,其平衡状态保持不变。(所谓刚化为刚体,即可将平衡时的变形体看成为刚体),公理5告诉我们:处于平衡状态的变形体,可用刚体静力学的平衡理论。,17,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,对变形体是必要的但非充分的,刚体(受压平衡),柔性体(受压不能平衡),变形体在某一力系作
5、用下处于平衡,如将此变形体刚化为刚体,其平衡状态保持不变。,18,第一次课结束,谢谢啦,19,静力学,约束力:约束给被约束物体的力叫约束力。,1-2 约束与约束力,一、概念,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预先施加的限制条件称为约束。,(为区别于主动力,常称之为约束反力),20,静力学,大小常常是未知的;方向总是与约束限制的物体的位移方向相反;作用点在物体与约束相接触的那一点。,约束反力特点:,21,静力学,约束反力作用在接触点处,方向沿公法线,指向受力物体,1.具有光滑接触面的约束(光滑指接触处摩擦不计),二、约束类型和
6、确定约束反力方向的方法:,22,光 滑 面 约 束,23,光 滑 面 约 束,FR,24,滑槽与销钉,25,滑槽与销钉,FR,26,齿轮啮合,27,齿轮啮合,28,静力学,柔索类约束只能承受拉力,所以它们的约束反力是作用在接触点,方向沿柔索背离物体。,2.柔索类约束,柔索类约束是由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束,29,柔 性 约 束,缆 索,30,缆 索,FR,31,缆 索,32,缆 索,33,静力学,3.光滑铰链约束,(1)向心轴承,光滑铰链约束包括:向心轴承、圆柱形铰链和固 定铰链支座等,34,静力学,(1)向心轴承,A,35,静力学,(2)圆柱铰链和固定铰支座,1)圆柱铰链,36,静力
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