结构力学知识点1.doc

1 在建筑物中承受荷载并传递荷载而起骨架作用的部分称为结构结构 组成结构的单个物体称为构件构件 2 杆系结构杆系结构 结构是由一些杆件组成 杆件的几何牲是其长度尺寸远远大于横截面尺寸 3 凡事由建筑材料按合理方式组成并能承担定任务符合经济原则的体系叫作工程结构工程结构 4 工程力学的研究对象工程力学的研究对象是工程结构中的杆系结构 5 强度强度是指结构或构件抵抗破坏的能力 刚度刚度是指结构或构件抵抗变形的能力 稳定性稳定性是指结构或构 件保持原有平衡状态的能力 6 在工程力学这门学科中 将物体抽象化为两种力学模型两种力学模型 即一种是刚体 另一种是变形固体 7 按荷载的作用性质可分为静荷载和动荷载 按荷载的作用时间长短可分为恒 死 荷载和活荷载 按作 用范围大小分为集中荷载和分布荷载 8 力的定义力的定义 力是物体间相互的机械作用 这种作用使物体的运动状态发生改变 同时还会使物体发生变 形 9 物体间相互机械作用分为直接接触作用和间接作用 10 力的三要素力的三要素 力的大小 力的方向 力的作用点 11 作用在物体上的一群力或一组力称为力系力系 物体相对于地球处于静止或作匀速直线运动状态时 称称 物体处于平衡状态物体处于平衡状态 如果物体在某一力系作用下保持平衡状态 则该力系称为平衡力系称为平衡力系 若作用 在物体上的一个力系可用另一个力系来代替 而不改变力系对物体作用效应 则这两个力系称为等称为等 效力系效力系 12 二力平衡条件二力平衡条件 作用在同一刚体上的两个力 使刚体处于平衡的必要和充分条件是这两个力的大小 相等 方向相反 作用在同一条直线上 13 加减平衡力系原理加减平衡力系原理 在作用于刚体上的任意力系中 加上或取消一个平衡力系 则并不改变原力系 对刚体的作用效应 14 力的可传性原理力的可传性原理 作用在刚体上某点的力 可沿其作用线移至刚体上的任意 一点 而不改变它对刚 体的作用效应 15 力的平行四边形法则力的平行四边形法则 作用于物体上同一点的两个力 可以合成一个合力 其合力作用线通过该点 合力的大小和方向由这两个力所构成的平行四边形的对角线表示 16 三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理 一刚体受共面不平行的力作用而处于平衡时 这三力的作用线必汇交于一点 17 作用与反作用定律作用与反作用定律 两物体间相互的力 总是大小相等 方向相反 且沿同一直线 并分别作用在 两物体间相互的力 总是大小相等 方向相反 且沿同一直线 并分别作用在 两个物两个物 18 力在空间直角坐标轴上的投影有两种方法力在空间直角坐标轴上的投影有两种方法 一次投影法和二次投影法 19 力矩性质力矩性质 力对点之矩不但与力的大小和方向有关 还与矩心位置有关 当力的大小为零或力的作 用线通过矩心 当力沿其作用线称动时 并不改变力对点之矩 20 力对轴的矩等于该力在垂直于该轴平面上的分力对轴与平面交点的矩 21 合力矩定理合力矩定理 两个共面点力的合力对作用平面任意的力矩等于这两个分力对同一点的力矩的代数和 22 平面汇交力系的合力矩定理平面汇交力系的合力矩定理 平面汇交力系合力对作用平面内任意的力矩等于力矩中各分力对同一 点的力矩代数和 23 力学上把这种由大小相等 方向相反 不共线的两个平行力组成的力系称为力偶力偶 24 力系的基本元素 力偶和力 力学的两个基本要素 力偶与力 25 力偶在任意坐标轴上的投影零 26 力偶没有合力 故不能用一个力来代替 力偶对其作用面内任一点的矩恒等于力偶矩 而与矩心位 置无关 在同一平面内的两个力偶 力偶的等效性 力偶的等效性 如果它们的力偶矩大小相等 转向相同 则如果它们的力偶矩大小相等 转向相同 则 这两个力偶等效这两个力偶等效 27 力偶三要素 力偶矩的大小 力偶的转向和力偶的作用面 28 平移定理平移定理 作用于刚体上某点的力可以平移到此刚体上的任意一点 不但须附加一个力偶 附加力 偶的力偶矩等于原力对平移点的力矩 29 自然界中的物体分为 自由体和非自由体 30 画受力图的步骤如下 1 选取研究对象 画出分离体图 根据题意选择合适的物体作为研究对象 研 究对象可以是一个物体 也可以是几个物体组成的物体系统 2 画分离体所受的主动力 3 画分离体所 受的束反力 根据约束的类型和性能画出约束反力的作用位置和作用方向 31 工程中的力系按其作用线所处位置分为 平面力系和空间力系 平面力系包括 平面汇交力系 平 面平行力系 平面一般力系 平面力偶系 32 平面汇交力系平衡的充要条件是合力等于零 33 34 平面汇交力系合成的结果是一个合力 合力的作用线通过力系的汇交点 合力矢等于原力中所有分 力的矢量和 35 平面汇交力系的合力在任意一轴上的投影 等于力系中各分力在同轴上投影的代数和 36 作用在某物体上有多个力偶组成的力系称为力偶系力偶系 37 平面力偶系合成的结果是一个合力偶 其合力偶矩等于原力偶系中各分力偶矩的代数和 38 平面力偶平衡的充要条件是平面力偶系中所有各力偶矩的代数和 39 平面一般力系向作用面内任一点简化 可得一个力和一个力偶 这个力的作用线通过简化中心 称 为力系的主矢 它等于原力系中各力的矢量和 这个力偶作用于原力系的作用面内其力偶矩称为原 力系对简化中心的主矩 它等于原力系中各力对简化中心的力矩的代数和 40 物体系统的平衡物体系统的平衡是指组成系统的每一物体及系统整体处于平衡状态 41 构件所受到的力可分为 外力和内力 杆件就外形分 直杆 曲杆和折杆 42 这种因构件受到外力作用而引起的分子间相互作用力的改变量称为内力 内力是由外力引起的 内力的大小随外力 变形地增大而增大 但是对任一构件来说 内力的增大是有一定的限度的 超 过此限度构件将破坏 故在研究构件的强度 刚度等问题时必须先求出内力 43 计算内力的基本方法 截面法 44 截面法求内力的步骤 1 截开 在需要寻求内力的位置用一假想截面将构件截开 2 替代 取其中一部 分为研究对象 用相应的内力替代去掉部分对留下部分的作用 3 平衡 对留下部分建立静力不平衡 议程 求出其截面内力 45 梁的基本类型 悬臂梁 简支梁和外伸梁 梁的内力 剪力和弯矩 46 计算内力的 一般方法 1 根据整体平衡条件 求出支座反力 2 用假想的横截面在欲求内力处将梁截 开 取其中任一段为研究对象 3 画出研究对象的受力图 在取出的部分梁段上保留作用于该段上外 力 截开的截面用剪力和弯矩代替去掉部分对留下部分的作用 剪力和弯矩的方向均按正向假设 4 建立平衡方程 求解剪力和弯矩 47 左上右下剪力正 左顺右逆弯矩正 48 内力内力是构件内部某截面上相连两部分之间的相互作用力 是截面上分布内力系的合力 49 截面上某点处内力分布的集度称为该点的应力 50 正应力与轴力的符号规定 拉应力为正 压应力为负 51 强度计算的三类问题 强度校核 设计截面和确定许可荷截 52 材料的力学性质受力时在强度和变形方面所表现出的规律和特点通常通过材料实验来测定材料的力 学性质 53 工程中使用的材料种类很多 把 大于或等于 5 的材料称塑性材料 如钢 铜 铝等 而把 小于 5 的材料称脆性材料 如铸铁 玻璃 石料 混凝土等 54 工程材料的选用原则 1 塑性材料适于制作进行锻压 冷拉或受冲击荷截 动力荷截的构件 而脆性 材料则不能 因为塑性材料的延伸率大 塑性好 面脆性材料的延伸率小 塑性差 2 脆性材料主要 用于制作受压构件 而受拉构件一般采用塑性材料 脆性材料抗压能力远大于抗拉能