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第一节静力学概念Di第一考点刚体的。理论力学所研究的物体仅限于刚体。所谓刚体是指无论受到什么样的力作用绝对不发生变形的物体。换句话说，刚体是指在任何情况下，其体内任意两点间距离都不会改变的物体。严格地说，绝对不变形的刚体在客观上是不存在的，即使是坚硬的钢铁，在力的作用下也总要或多或少发生不同程度的变形。但是，这种微小的变形对平衡问题的研究影响不大，可以忽略不计；同时，把受力物体假定为刚体，就能使理论力学所研究的问题大为简化。但是，需要注意的是，刚体的平衡条件只是变形体平衡的必要条件，而不是充分条件。也就是说，若将处于平衡状态的刚体看成变形体，其平衡状态将不一定保持；但是，如果变形体处于平衡状态，那么若将它看成刚体，则其平衡状态不受影响。第二节平衡与运动世界上一切物质都在运动，运动是物质的固有属性。刚体的运动有两种基本的运动形式，即刚体的平动和定轴转动。虽然刚体的运动形式是多种多样的，但无论刚体的运动形式怎样复杂，都可以看成是这两个基本运动形式的组合。刚体在运动过程中，若刚体上任一直线始终与原来的位置保持平行，则刚体的这种运动称为刚体的平行移动，简称平动。刚体在运动过程中，若刚体内（或延伸部分）某一直线始终保持不动，则刚体的这种运动称为刚体的定轴转动。保持不动的那条直线称为固定转轴。 所谓物体的平衡，是指物体相对于周围物体保持静止或做匀速直线运动。平衡是物体运动的一种特殊情况。对于某一物体的平衡状态，必须指明它是相对于周围哪一物体而言的。目前，我们所讨论的平衡，一般都是指相对于地球的平衡。刚体的运动有两种基本的运动形式，即刚体的_。A匀速运动和加速运动B直线运动和曲线运动C平行移动和定轴转动D平面运动和定轴转动力是力学中一个基本量。 第三考点力的含义： （1）力是物体间的相互作用； （2）力是物体运动状态发生变化的原因； （3）力是物体形状发生变化的原因。力的效应：力使物体的运动状态发生改变以及力使物体发生变形，称为力的效应。其中，力使物体的运动状态发生改变的效应，称为力的外效应；而力使物体发生变形的效应，则称为力的内效应。力的三要素： （1）力的大小； （2）力的方向； （3）力的作用点。 实践表明，力对物体的作用效应取决于这三个要素。在力的三要素中，只要其中任何一个要素发生改变，都能改变力对物体的作用效果。 力的等效条件：力的等效条件是力的三要素均相同。力矢：力是一个既有大小又有方向和作用点的矢量（或称向量），作用在物体上的力是定位矢量，作用在刚体上的力是滑动矢量。 力的表示：在力学中，力矢量可用一条具有方向的线段表示，线段的起点或终点表示力的作用点，线段的方位和箭头指向表示力的方向，线段的长度（按一定的比例尺）表示力的大小。通过作用点沿力方向的直线，称为力的作用线。 力的单位：力在国际单位制中的单位是牛顿（N）或千牛（kN）。1.作用在刚体上的力是_。A定位矢量B滑动矢量C旋转矢量D双向矢量（B）2.力臂是指_到力的作用线的垂直距离。A质心B形心C矩心D重心（C第四节考点。力矩在力学中，力对某点之矩（简称力矩）是量度该力使物体绕该点的转动效应的物理量。 力矩的性质： （1）力对某点之矩不仅取决于该力的大小，同时还与矩心的位置有关； （2）力对任一点之矩，不会因该力沿其作用线移动而改变，因为此时力和力臂的大小均未改变； （3）力的作用线通过矩心时，力矩等于零； （4）互成平衡的一对力对同一点之矩的代数和等于零。 在平面力系中，力对于一点之矩是一个代数量，其大小等于力的大小与该点（称为力矩中心，简称矩心）到力作用线的垂直距离（称为力臂）的乘积。平面内，力对一点之矩只取决于力矩的大小及旋转方向。 力矩的正负号规定：力使物体绕矩心逆时针转动为正；反之为负。 在国际单位制中，力矩的单位是牛顿米（Nm）或千牛顿米（kNm）。1.力矩的正负号规定是：_为正；反之为负。A力使物体绕矩心逆时针转动B力使物体沿坐标轴正向运动C力使物体绕矩心顺时针转动D力使物体沿坐标轴负向运动(A)2.当力沿作用线移动时，该力对任一点之矩将_。A增加B减小C不变D无法确定（C）当力的作用线通过矩心时，力矩_。A等于零B等于力的大小C等于无穷大D等于某非零的有限值（A）下列关于力矩的说法_是错误的。A力矩的大小与矩心的位置有很大关系B力的作用线通过矩心时，力矩一定等于零C互相平衡的一对力对同一点之矩的代数和为零D力沿其作用线移动，会改变力矩的大小（第七考点。力系同时作用在物体上的一群力，称为力系。 在力系中，所有力的作用线汇交于一点的力系，称为汇交力系；所有力的作用线相互平行的力系，称为平行力系；所有力的作用线既不汇交于一点，也不全部相互平行的力系，称为一般力系（或称任意力系）。 在力系中，所有力的作用线均在同一平面内的力系，称为平面力系；所有力的作用线不全部在同一平面内的力系，称为空间力系。空间任意力系是最一般的力系。 如果某一力系作用在物体上，使物体处于平衡状态，则这个力系称为平衡力系。 若一个力系对物体的作用可用另一个力系代替，而不改变原力系对物体的作用效果，则这两个力系称为等效力系。 如果一个力与一个力系等效，则这个力称作这个力系的合力。力系中的各力叫做这个力的分力。_称为力系。A同时作用在物体上的一群力B同时作用在物体上的一群力偶C同时作用在物体质心上的一群力D同时作用在物体中心上的一群力（）在力系中，所有力的作用线均汇交于一点，则该力系称为_。A平衡力系B等效力系C平面力系D汇交力系（）若刚体受三个力作用而平衡，且其中有两个力相交，则这三个力组成的力系_。A必定是平面力系B必定是汇交力系C必定是平行力系D必定是平面汇交力系（） 第八考点工程上常见的力有： （1）重力：地球吸引物体而产生的力，方向竖直向下、指向地心。 （2）弹力：两个物体相互接触并发生弹性变形时，将会产生一种恢复原来形状的作用力，这种作用力称为弹力。弹力的方向总是与使物体发生变形的外力方向相反；在弹性限度内，变形越大，弹力越大；变形越小，弹力越小；变形消失，弹力就消失。 （3）摩擦力：相互接触的物体之间，有相对运动或有相对运动的趋势时，则接触面上就有摩擦力。摩擦力的方向，永远沿着接触面的切线方向，跟物体运动方向或相对运动趋势相反，阻碍物体间的相对运动。 如果力的作用范围在一定条件下可简化为一个点，这种力就称为集中力。若力的作用面积较大，力就不能看成是作用在某一点上，不能用集中力来表示，这种力称为分布力。下列除_外均是工程上常见的力。A重力B弹力C摩擦力D惯性力相互接触的物体之间，有相对运动或有相对运动的趋势时，则接触面上就有摩擦力，摩擦力的方向沿着接触面的_。A内法线方向B切线方向C外法线方向DA或CB第九考点力偶也是力学中一个基本量。 大小相等、方向相反、作用线平行但不共线的两个力，称为力偶。 在力偶作用面内，力偶使物体产生纯转动的效应。有下列说法，正确的是_。力的任何一个要素发生改变，都将改变力对物体的作用；集中力可以看成作用在物体的某个点上，若不能看成作用在一个点上，这种力称为分布力；刚体是指任何情况下，其体内任意两点间的距离都不会改变的物体；对于某一物体的平衡状态，必须指明它是相对于哪一个物体而言的。ABCDD第十考点力偶的三要素： （1）力偶矩的大小； （2）力偶的转向； （3）力偶的作用平面。 力偶的作用面：力偶中两反向平行力的作用线所在的平面，称为力偶的作用面。 力偶臂：力偶中两反向平行力的作用线的垂直距离称为力偶臂。 力偶矩：力偶中力的大小与力偶臂的乘积，称为力偶矩。国际制单位中，力偶矩的单位是牛顿米（Nm）或千牛顿米（kNm）。在平面内，力偶矩是代数量。 力偶对物体的作用效应，完全取决于力偶的三要素，即力偶矩的大小、力偶的转向和力偶的作用平面。因此，力偶的等效条件为：力偶的三要素均相同。1.力偶的作用面是指_。A与力偶中两反向平行力的作用线垂直的平面B力偶中两反向平行力的作用线所在的平面C与力偶中两反向平行力的作用线平行的平面D与力偶的转向垂直的平面2.在平面内，力偶矩是_。A矢量B定位矢量C代数量D常量第十一考点力偶的基本性质： （1）力偶在任何坐标轴上投影的代数和均为零，所以力偶无合力，即力偶不能用一个力来平衡，只能用另一个力偶来平衡。也就是说，力偶不能与力等效，只能与另一个力偶等效。 （2）力偶对物体只有单纯改变旋转运动的作用，而无平移的作用。 （3）力偶对物体的作用效应仅仅取决于力偶的三要素，而与力偶的作用位置无关，即力偶可在作用平面内任意移动。对刚体而言，力偶还可以在与力偶的作用面平行的平面间任意移动。 （4）在力偶三要素不改变的条件下，可以任意选定组成力偶的两个等值、反向、平行力的大小或力偶臂的长短。1.下列关于力偶的说法_是错误的。A作用于刚体上的两个力偶，即使力偶三要素中有一个不相同，它们的作用效果也有可能是相同的（比如两个力偶的作用面平行）B力偶不能和一个力等效，因为力偶没有合力C力偶对刚体只有单纯改变旋转运动的作用，而无平移的作用D力偶对刚体的作用效应与力偶的作用位置有关，力偶不可以在作用平面内任意移动2.。下列关于力偶的说法_是正确的。A作用于物体上的两个力偶，即使力偶三要素中有一个不相同，它们的作用效果也是相同的B力偶对刚体既有改变旋转运动的作用，也有平移的作用C力偶可以和一个力等效D力偶对刚体的作用效应与力偶的作用位置无关，即力偶可以在作用平面内任意移动3.两个力偶等效，力偶臂_。A相等B不等C不一定相等D一定不等4.两个力偶等效，力偶矩_。A相等B不等C不一定相等D一定不等5.在同一平面内，转向相同的力偶对物体的转动效应完全取决于_，与矩心的位置_。A力偶矩的大小/无关B力偶的转向/无关C力偶的转向/有关D力偶臂的大小/有关6、下列关于力偶的说法_是错误的。A作用于刚体上的两个力偶，只要力偶三要素中有一个不相同，它们的作用效果就不相同B力偶不能和一个力等效，因为力偶没有合力C力偶对刚体只有单纯改变旋转运动的作用，而无平移的作用D力偶对刚体的作用效应与力偶的作用位置无关，即力偶可以在作用平面内任意移动7.下列关于力偶的说法_是错误的。A作用于变形体上的两个力偶，只要力偶三要素中有一个不相同，它们的作用效果就不相同B在同一个平面内的两个力偶，只要它们的力偶矩相同，转动方向相同，两个力偶必等效C等效力偶必须力偶臂相等或者组成力偶的力相等D若两个力偶分别位于相交的两个平面内，这两个力偶是不可能等效的 力偶系 由大小相等、方向相反，作用线平行但不共线的两个力所组成的力系，称为力偶。同时作用在物体上的一群力偶，称为力偶系。 在力偶系中，所有力偶的作用面均在同一平面内的力偶系，称为平面力偶系；所有力偶的作用面不全部在同一平面内的力偶系，称为空间力偶系。 如果某一力偶系作用在物体上，使物体处于平衡状态，则这个力偶系称为平衡力偶系。 若一个力偶系对物体的作用可用另一个力偶系代替，而不改变原力偶系对物体的作用效果，则这两个力偶系称为等效力偶系。 如果一个力偶与一个力偶系等效，则这个力偶称作这个力偶系的合力偶。 十三考点力偶矩矢对于空间力偶问题，由于各力偶作用面在空间的方位不同，力偶矩就不能用代数量而必须用矢量来表示，称为力偶矩矢。力偶矩矢垂直于力偶作用面即沿力偶作用面的法线方向，指向按右手螺旋法则确定：以蜷曲的四指表示力偶在其作用面内的转向，伸直的拇指为力偶矩矢的指向，它的模等于力偶矩的大小。 对刚体而言，力偶矩矢是一个自由矢量。1.力偶矩矢沿力偶作用面的_方向，指向按_确定。A法线/左手螺旋法则B切线/左手螺旋法则C法线/右手螺旋法则D切线/右手螺旋法则2.对刚体而言，力偶矩矢是一个_。A定位矢量B自由矢量C滑动矢量D旋转矢量3.下列关于力偶的说法_是错误的。A等值、反向、平行而不共线的二力称为力偶B力偶没有合力，不能用一个力来平衡C力偶是力学中的一个基本量D作用于刚体上的力偶矩矢量是一个定位矢量 第二节静理学的基本概念 二力平衡公理：作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡的充分必要条件是这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上（简称等值、反向、共线）。 二力平衡公理揭示了作用于物体上的最简单的力系平衡时，必须满足的条件。需要指出的是，对刚体来说，这个条件是必要且充分的；但对于变形体来说，这个条件仅是必要条件，不是充分条件。比如船舶吊杆的钢丝绳，在起吊重物时，钢丝绳受两个等值反向的拉力可以平衡，当受到两个等值反向的压力时，就不能平衡了。 只在两个力作用下处于平衡的构件，称为二力构件（或二力杆）。二力构件的受力特点是两个力必在作用点的连线上。二力构件的概念在力学的受力分析中处于相当重要的地位。 加减平衡力系公理：在作用于刚体上的力系中，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效果。这是因为平衡力系中的各力对刚体作用的总效果为零，它不能改变刚体的平衡或运动状态。 应用加减平衡力系公理可以得到一个重要推论-力的可传递性原理：作用于刚体上的力，可以沿其作用线移至刚体上任意一点，而不改变它对刚体的作用效果。并由此可知作用于刚体上的力是滑动矢量。 应用加减平衡力系公理可以得到一个重要定理-力的平移定理：作用在刚体上的力可以平行移动到刚体上的任一点，但必须同时附加一个力偶，其力偶矩等于原来的力对平移点之矩。力的平移定理是一般力系的简化基础。 需要注意的是，加减平衡力系公理和力的可传性原理、力的平移定理都只适用于刚体，而不适用于变形体。1.力的作用点可沿其作用线在同一刚体内任意移动并不改变其作用效果。这是_。A二力平衡公理B加减平衡力系公理C力的可传递性原理D作用与反作用公理 力的平行四边形法则：作用在物体上同一点的两个力，可以合成为作用于该点一个合力，合力的大小和方向是以这两个力矢量为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。 力的平行四边形法则是力系简化的重要基础。平行四边形法则是力的合成法则，也是力的分解法则。应用力的平行四边形法则也可以将一个力分解为两个力。 需要指出的是，力沿某轴方向的分力与力在该轴上的投影是两个不同的概念，二者的大小不一定是相等的。力沿某轴方向的分力是按力的平行四边形法则来进行力的分解的，而力在某轴上的投影是按力的投影法则来进行的。 力的平行四边形法则适用于任何物体。1.若两个力在同一轴上投影的大小相等，这两个力的大小_。A一定相等B不一定相等C一定不相等D代数和为零2.力在不相互垂直的两个轴上的投影大小_力沿这两个轴的分力的大小。A大于B小于C等于D不等于 作用与反作用公理：两物体间的相互作用力，总是大小相等、方向相反，沿同一直线分别作用在相互作用的两个物体上。 这个公理概括了自然界中物体间相互作用力的关系，它表明一切力总是成对地出现的，有作用力就必有反作用力，它们彼此互为依存条件，是对立统一的两个方面。 需要注意的是，作用力和反作用力大小相等、方向相反，并在同一条直线上，但决不可认为这两个力相互平衡。因为作用力和反作用力是分别作用在两个物体上的两个力，不是作用在同一物体上的两个力，这与二力平衡公理有本质的区别，不能混同。 作用与反作用公理适用于任何物体。按其特性可以归纳为柔性约束、光滑接触面约束、铰链约束和固定端约束等几种基本类型。1.工程中约束的种类很多，对于一些常见的约束，按其特性可以归纳为_等几种基本类型。柔性约束；光滑接触面约束；铰链约束；固定端约束；滑动约束；扭转约束。ABCD 柔性约束的受力特点是只能受拉、不能受压，只能限制物体沿着它的中心线作离开的运动，而不能限制其他方向的运动。属于柔性约束的有绳索、链条和皮带等。 绳索的约束反力方向应沿着它的中心线而背离物体，作用在柔性体与物体的联结点上。当皮带或链条绕过轮子时，皮带或链条的约束反力就沿轮缘的切线方向背离轮子。2.，柔性约束的受力特点是_。A既能受拉，也能受压B不能受拉，但能受压C只能受拉，不能受压D不能受拉，也不能受压，3.下列_为柔性约束的特征。A只能受拉，不能受压，只能限制物体沿着它的中心线作离开的运动，而不能限制其他方向的运动B只能限制物体沿接触面的内法线方向运动，而不能限制物体沿接触面的外法线方向和切线方向运动C只能限制两构件间的相对平移，而不能限制两构件间的相对转动D既能限制物体的平移，也能限制物体的转动 物体搁置在光滑支承面上，若接触面很光滑，摩擦可以忽略不计，则这种类型的约束称为光滑接触面约束。此时，不论接触面是平面或曲面，都不能限制物体沿接触面切线方向运动，也不能限制物体沿接触面外法线方向运动，而只能限制物体沿接触面的内法线方向的运动，所以，光滑接触面约束的约束反力是一个沿接触面的外法线方向的力，这种约束反力也称法向反力。1.光滑接触面约束限制物体沿接触面的_运动。A内法线方向B切线方向C外法线方向DB+C 铰链是工程中广泛应用的一种约束，铰链约束是用一个圆柱形销钉将两个构件连接a在一起。铰链约束使其连接的两构件间相互限制彼此的相对平移而只允许存在相对转动。常见的铰链约束有三种：固定铰链约束、滑动铰链约束和中间铰链约束。1、。铰链约束使其连接的两构件间_彼此的相对平移，_彼此的相对转动。A既相互限制/也相互限制B不相互限制/但相互限制C只相互限制/不相互限制D既不相互限制/也不相互限制如果两个构件用圆柱形光滑销钉连接，就成为中间铰链。中间铰链的销钉对构件的约束，与固定铰链支座的销钉对构件的约束性质相同，故其约束反力通常也表示为两个相互垂直的分力。 固定端（或插入端）约束的特点是限制物体既不能移动，也不能转动。比如电杆固定在混凝土地基上、工件固定在车床卡盘上、梁砌入墙内等，地基、卡盘、墙壁等约束电杆、工件、梁，使它们的端部紧紧地与地基、卡盘、墙壁相连，既不能移动，也不能转动，这种约束就是固定端（或插入端）约束。 固定端约束在平面内完全限制了物体可能存在的三种运动，即两个垂直方向的平移运动和转动。一般情况下，固定端约束用一对相互垂直的约束反力表示固定端约束对物体上下、左右移动的限制作用，用一个约束反力偶表示固定端约束对杆件转动的限制作用。1.下列_为固定端约束的特征。A只能受拉，不能受压，只能限制物体沿着它的中心线作离开的运动，而不能限制其他方向的运动B只能限制物体沿接触面的内法线方向运动，而不能限制物体沿接触面的外法线方向和切线方向运动C只能限制两构件间的相对平移，而不能限制两构件间的相对转动D既能限制物体的平移，也能限制物体的转动 作用在物体上的每一个力，都对物体的运动（包括平衡）产生一定的影响。因此，在工程实际中，常常要分析某一构件受哪些力的作用，在这些力当中哪些力是已知的、哪些力是未知的，它们的大小和方向如何等等，这种对物体受力情况进行的分析，称为受力分析。 在受力分析中，把所研究的物体称为研究对象，并把研究对象从周围物体中分离出来，单独画出它的轮廓图形，称为分离体。再在分离体上画出物体所受的全部力，包括主动力和约束反力，这个画有物体所受全部力的分离体图，称之为物体的受力图。取分离体、画受力图的整个过程即为受力分析过程。 受力分析过程的步骤，可大致归纳如下： （1）根据问题的要求确定研究对象，并将所确定的对象从周围物体中分离出来，即取分离体或取研究对象； （2）分析画出作用在分离体（研究对象）上的主动力，如重力、载荷等； （3）分析画出作用在分离体（研究对象）上的约束反力，主要要分析周围物体对研究对象的限制属于哪一类约束，根据约束的性质画约束反力，指向未定的可暂时假设； （4）最后作全面检查，对于研究对象绝不能人为地多加一个力，也不能少画一个力。 画物体系的受力图时，通常应先找出二力构件，画出它的受力图，然后再画其他物体的受力图。当画物体系中某个物体的受力图时，只画其他物体对此物体的作用力或反作用力。1.受力分析过程的步骤大致顺序为_。全面检查；分析主动力；分析约束反力；取分离体。ABCD2.在画分离体的受力图时，_分析画出作用在分离体上的所有的主动力，_分析画出作用在分离体上的所有的约束反力。A必须/也必须B虽不必/但必须C必须/但不必D不必/也不必受力分析过程的步骤，可大致归纳如下：()1)根据问题的要求确定研究对象，并将所确定的对象从周围物体中分离出来，即取分离体或取研究对象；（2）分析画出作用在分离体（研究对象）上的主动力，如重力、载荷等；（3）分析画出作用在分离体（研究对象）上的约束反力，主要要分析周围物体对研究对象的限制属于哪一类约束，根据约束的性质画约束反力，指向未定的可暂时假设；（4）最后作全面检查，对于研究对象绝不能人为地多加一个力，也不能少画一个力。 画物体系的受力图时，通常应先找出二力构件，画出它的受力图，然后再画其他物体受力图。当画物体系中某个物体的受力图时，只画其他物体对此物体的作用力或反作用力。1.受力分析过程的步骤大致顺序为_。全面检查；分析主动力；分析约束反力；取分离体。ABCD 第二机械振动 振动是指物体在其平衡位置附近作往复性的运动。振动是自然界和工程中经常遇到的现象，如钟的摆动，船舶、车辆的颠簸，机械设备工作时的振动，等等。 机械振动是指机器或结构物在其静平衡位置附近作往复性的运动。一般来说，各种机器设备及其零部件、基础及结构，由于具有弹性和质量，在一定条件下就会发生振动。1.振动是指物体_。A作往复性的运动B在其重心位置附近作往复性的运动C作有规律性的运动D在其平衡位置附近作往复性的运动2.。自由振动是指_。A当系统受到暂时干扰、系统的平衡状态遭到破坏时仅靠其弹性恢复力来维持的振动B系统在持续的外界干扰力的作用下被迫产生的振动C由于系统具有非振荡性能源和反馈特性从而引起的一种稳定的周期性的振动D系统在外界干扰力和系统内的振荡性能源的共同作用下而引起的振动（1）振幅：指振体偏离平衡位置的最大距离，它反映了振体的振动范围和强弱，单位为米（m）。（2）频率：振体在每秒内振动的次数，称为频率，用符号f表示，单位为赫兹（Hz）。（3）周期：振体每振动一次（重复一次运动状态）所需的时间称为周期，用符号T表示，单位为秒（s）。频率和周期互为倒数关系，即T1/f。（4）圆频率：振动的圆频率是指振体在2秒内振动的次数，用符号表示，单位为弧度/秒（rad/s）。圆频率与频率的关系为：2f。造成机械振动的内在因素主要是：（1）振动自身具有一定的质量；（2）振动自身具有一定的刚度。引起机械振动的外部因素主要有： （1）旋转构件的不平衡，负载、质量分布不均匀等；（2）安装精度不够，造成物体之间的间隙过大；（3）物体表面质量和润滑不够理想。在许多情况下，振动的存在是有害的，主要体现在：（1）耗能：振动要消耗原能量以维持其往复性的运动（2）破坏：振动产生有损于机械或结构的动载荷，影响机械设备或结构物的工作性能，缩短设备使用寿命，严重时会使零件失效甚至破坏而造成事故；（ 3）噪声：振动会产生损害人体健康的噪 机械振动按振动产生的原因可分为：（1）自由振动：当系统受到暂时干扰、系统的平衡状态遭到破坏时，仅靠其弹性恢复力来维持的振动； （2）受迫振动：系统在持续的外界干扰力的作用下，被迫产生的振动；（3）自激振动：由于系统具有非振荡性能源和反馈特性，从而引起的一种稳定的周期性的振动。 振动的存在是有害的，因此，对大多数机械设备来说，应尽可能避免振动或将其振动量控制在允许的范围内。但是，从另一方面也可以利用振动原理制造了大量的有利于生产发展的振动设备，如振动筛、振动打桩机、混凝土振捣器等，这里的振动则是有益的。研究振动的目的就是认识和掌握振动的规律，充分利用振动有益的一面，抑制或消除不利的一面。1、机械振动可以从不同的角度来进行分类，常用的有_和按振动系统的自由度多少来进行分类。A按振动产生的原因B按振动的规律C按振动的位移特征DA+B+C机械振动按振动的规律可分为：（1）简谐振动：能用一项正弦或余弦函数来描述其运动规律的周期性振动； （2）非简谐振动：不能用一项正弦或余弦函数来描述其运动规律的周期性振动；（3）随机振动：不能用简单函数或简单函数的组合来描述其运动规律，只能用统计的方法来研究的非周期性振动。机械振动按振动的位移特征可分为： （1）纵向振动：振动体上的质点只作沿轴线方向的振动； （2）横向振动：振动体上的质点只作垂直于轴线方向的振动；( 3）扭转振动：振动体上的质点只作绕轴线的振动。机械振动按振动系统的自由度可分为： （1）单自由度系统振动：确定系统在振动过程中任何瞬间的几何位置只需要一个独立坐标的振动；（2）多自由度系统振动：确定系统在振动过程中任何瞬间的几何位置需要多个独立坐标的振动。第三章材料力学的基本概念第一节弹性于塑形 任体何物在载荷作用下都会发生形状和尺寸的改变，故在材料力学中称为可变形固体（变形体）。 试验指出，可变形固体在载荷的作用下，当载荷不超过某一定范围时，多数材料在去除载荷后能恢复原有的形状和尺寸，材料的这种性质，称为弹性；去除载荷后能够消失的变形，称为弹性变形。材料力学研究的变形，主要是弹性变形，即材料在弹性阶段的变形。弹性变形通常是很小的，一般说来，是不可能用目测见到的。因此，除了在研究构件的刚度和求解超静定问题时必须考虑这一微小变形外，在研究构件的静力平衡问题时，可以忽略这一微小变形的影响。1.材料在弹性阶段的变形即弹性变形，在研究构件的刚度问题时_，在研究构件的静力平衡问题时_。A必须考虑/必须考虑B可以忽略/必须考虑C必须考虑/可以忽略D可以忽略/可以忽试验指出，可变形固体在载荷的作用下，都要或多或少地发生一些变形，当载荷超过某一定范围时，在载荷去除后，变形只能部分地复原，而残留下一部分变形不能消失，材料的这种性质，称为塑性；复原消失的变形为弹性变形；不能复原而残留下来的变形，称为塑性变形。第二节衡量构建承载能力的标准构件的强度就是指构件在载荷作用下抵抗破坏的能力。件的刚度就是指构件在载荷作用下抵抗变形的能力。 有些构件在载荷作用下，虽然有足够的强度和刚度，但却不能保持其原有的平衡状态，而会突然发生弯曲。例如柴油机顶杆，在压力不太大时，可以保持原来直线状态而平衡。当压力达到某一临界值后，会发生突然弯曲的现象，这时杆件就丧失了它的工作能力，这种现象称为丧失稳定，简称失稳。构件的稳定性就是指构件在载荷作用下保持其原有平衡状态、抵抗失稳的能力。1构件的稳定性就是指_。A构件在载荷作用下抵抗破坏的能力B构件在载荷作用下抵抗变形的能力C构件在载荷作用下抵抗破坏和变形的能力D构件在载荷作用下保持其原有平衡状态、抵抗失稳的能力为要保证整个机器或结构的正常工作，首先要求构件在一定载荷作用下不发生破坏，保证构件具有足够的抵抗破坏的能力，即要求构件有足够的强度；其次要求构件在一定载荷作用下不发生过大的变形，保证构件有足够的抵抗变形的能力，即要求构件有足够的刚度；第三是要求构件在一定载荷作用下能维持其原有的平衡形式，即要求构件具有足够的稳定性。衡量构件承载能力的标准就是构件必须同时满足以上三个基本要求。 构件的强度、刚度和稳定性是材料力学所要研究的主要内容。在工程实际中，若构件的截面尺寸过小，或选用材料不当，在外力的作用下将不能满足强度、刚度和稳定性的要求，从而影响构件的正常工作；反之，若构件的尺寸过大，或选用材料过好，虽然满足了强度、刚度和稳定性的要求，但构件的承载能力却未必能充分发挥，既浪费了材料，又增加了机械的重量和成本。 材料力学的任务就是在保证满足强度、刚度和稳定性要求的前提下，以最经济的代价，为构件选择适宜的材料、确定合理的形状和尺寸，为设计构件提供必要的理论基础和计算方法。1，列说法错误的是_。A构件的强度越高越好B构件的稳定性越高越好C构件的刚度越高越好DA+B+C,2. 下列说法错误的是_。A A构件的强度表示构件抵抗破坏的能力B构件的刚度表示构件抵抗变形的能力C构件的稳定性表示构件维持其原有平衡形式的能力D构件的强度、刚度和稳定性越高越好2.从宏观上研究构件的强度、刚度和稳定性问题时，对可变形固体所作的连续性假设是指_。 A假设可变形固体在其整个体积内毫无空隙地充满了物质，其结构是密实的B假设可变形固体的力学性能是均匀的，无论何处其力学方面的性质都是完全一样 的 C假设可变形固体材料沿着各个方向的力学性能是相同的D假设可变形固体的变形量很小，完全可以忽略不计第四节载荷及其分类 在材料力学中，将所有其他物体作用在所研究物体上的力和力偶，统称为外力。外力可分为主动力和反作用力两大类。作用于物体上的主动力又称为载荷。常见的载荷有重力、惯性力、汽压力、水压力和液压力等。1.关于外力，下列说法_是错误的。A外力是外界作用在物体上的力B杆件的自重属于外力C支座的约束反力属于外力D运动杆件的惯性力不属于外力 载荷按其是否随时间变化可分为静载荷和动载荷。不随时间变化或随时间缓慢变化的载荷，称为静载荷，如拉伸试验时施加试件上的载荷，锅炉的压力等。随时间作周期性变化或非周期性变化的载荷称为动载荷。 动载荷又可分为交变载荷和冲击载荷。交变载荷是随时间作周期性变化的载荷，例如柴油机连杆、活塞杆承受的载荷。随时间作非周期性变化，或者说物体的运动在瞬时内发生突然变化所引起的载荷，称为冲击载荷，例如打桩、冲压等。1.柴油机连杆承受的载荷是_。A冲击载荷B交变载荷C动载荷D静载荷2.锅炉中的水蒸气对锅炉体的作用力为_。A静载荷B动载荷C交变载荷D冲击载荷 载荷按其分布情况可分为集中载荷和分布载荷。作用在结构物的很小面积上，或可以近似做作用在某一点上的载荷，称为集中载荷，例如对横梁的压力、对杆件的拉力等。均匀分布在结构物上的载荷，称为分布载荷。 分布载荷又可分为体分布载荷（如重力）、面分布载荷（如屋面板上的载荷）和线分布载荷（如分布梁上的载荷）。1.锅炉中的水蒸气对锅炉体的作用力为_。A集中载荷B体载荷C面载荷D线载荷 载荷按设计计算情况可分为名义载荷和计算载荷。 根据额定功率用力学公式计算出的作用在零件上的载荷，称为名义载荷。它是机器在平稳工作条件下作用在零件上的载荷。名义载荷并没有反映载荷随时间作用的不均匀性、载荷在零件上分布的不均匀性及其他影响零件受力情况等因素。这些因素的综合影响，常用载荷系数K来考虑估算。 名义载荷与载荷系数的乘积，称为计算载荷。它是考虑了实际的工作情况，对部件进行计算用的载荷。 物体因受外力作用而变形，其内部各部分之间因相对位置改变而引起的相互作用力，称为内力。第五节内力与外力 需要注意的是，物体不受任何外力时，其各质点之间，依然存在着相互作用的力，这就是通常所说的分子凝聚力。但材料力学中的内力，是指外力作用下而引起的这种凝聚力的改变量，即由于物体上施加了外力而产生的附加内力。这样的内力随外力的大小和形式的变化而变化，它的大小及其在构件内的分布规律与构件的强度、刚度和稳定性密切相关 为了显示和计算内力，通常运用截面法。截面法是分析杆件内力的基本方法。 假想用一个截面将物体截开分为两部分，并对截开后的任一部分建立平衡方程式，以确定截面上内力的方法，称为截面法。截面法可归纳为三个步骤： （1）截开：在需要求内力的截面处假想地把构件截开成两部分；（2）代替：任取一部分分析，移去另一部分，并在截面上用内力来代替移去部分对留下部分的作用； （3）平衡：对留下的部分建立平衡方程（对于留下的部分来说，截面上的内力就成了外力），根据已知的外力，就可以求出截面上的内力。1.在截面法中，假想地把构件截开成两部分，任取一部分分析，在截面上用_来代替另一部分对留下部分的作用。A约束B内力C变形D应力 应用截面法确定内力后，还不能判断构件的强度是否足够。因为构件强度不仅与内力有关，还与构件横截面面积有关。衡量构件的强度必须以横截面上某点的内力聚集度的大小进行量度。横截面上的内力聚集度，即为应力。 按照材料均匀连续性的假设，内力在截面上应是连续分布的。截面上分布内力的合力，称为截面上的内力。若截面某微小面积A上的内力的合力为P，则内力P与面积A的比值称为微小面积A上的平均应力。平均应力就是作用在单位面积上的内力，表示在A上各点内力的平均值。当A趋近于零时，微小面积A上的平均应力的极限值，即某一点内力的大小，称为截面上该点的总应力，用符号表示，即 式中，应力单位为帕（Pa）或千帕（kPa）、兆帕（MPa），且1MPa103kPa106Pa。 总应力是矢量，常用两个分量来表示：一个是沿截面法线方向的分量，称为正应力或法向应力，用表示；另一个是沿截面切线方向的分量，称为剪应力或切向应力，用表示。1.下列结论中_是正确的。A应力是内力的代数和B应力是内力的平均值C应力是内力的集度D应力必大于内力剪切变形是由一对大小相等、方向相反、作用线平行且相距很近的横向（即垂直于杆件轴线）外力作用下所产生的，它使两力之间的杆件相邻两截面沿外力作用方向产生相对错动，如图3-3所示。例如，铆钉、活塞销、键等主要发生剪切变形。图3-3 剪切变形 剪切变形时，杆件横截面上的内力为剪力（位于横截面内的力）；杆件横截面上的应力只有剪应力，剪应力在横截面上的分布情况比较复杂，在实用计算上一般假定剪应力在剪切面上是均匀分布的。1.活塞销在工作中的主要变形为_B_变形。A压缩B剪切C扭转D弯曲2.剪切变形的直杆，横截面上的剪力的作用线_D_。A必位于该横截面内B必垂直于杆件的轴线C必垂直于该横截面DA+B第六节杆件 凡是细长的构件，即其长度远大于横截面（与轴线相垂直的截面）尺寸的构件，称为杆件。例如车轴、连杆、活塞杆、螺钉、梁、柱等都属于杆件。如果杆件的轴线是直的就称为直杆，否则称为曲杆。 材料力学主要研究杆件的强度、刚度和稳定性问题。在工程结构和机械中，杆件受力的情况是多种多样的，因而所引起的变形也是各式各样的。但是，不管杆件的变形怎样复杂，它们常是由轴向拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲四种基本变形形式所组成的。1.下列说法_是正确的。A与杆件轴线相平行的截面称为横截面B对于同一杆件，各横截面的形状必定相同C对于同一杆件，各横截面的尺寸不一定相同D对同一杆件，各横截面必相互平行(D)2.受拉压变形的杆件，各截面上的应力为_A_。A正应力B扭应力C剪应力D弯应力3.受拉压变形的杆件，各截面上的内力为_D_。A正应力B剪应力C拉压应力D轴力4.杆件拉压变形时，横截面上的正应力分布为_B_。A抛物线分布B等值分布C梯形分布D不规则分布5.轴向拉压变形的直杆，横截面上的轴力的作用线_C_。A必位于该横截面内B必垂直于杆件的轴线C必垂直于该横截面DA+B轴向拉压变形的直杆，横截面上的轴力的作用线_A_。A必与杆件的轴线重合B必位于该横截面内C必与杆件的轴线垂直DB+C 扭转变形是由一对大小相等、转向相反、