工程力学PowerPoint 演示文稿

1、 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 1静力学基本知识 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 20

2、10.Wei Yuan. All rights reserved. 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 第一篇 静力学 (刚体) 第二篇 构件的承载能力 (变形体) 第三篇 运动学与动力学第四篇 动载荷下构件的强度计算工程力学主要内容 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 第一篇 静力学一.任务：研究刚体在力系作用下 的平衡规律。二.对象：刚体。刚体：在力的作用下不变形的物体。平衡：

3、物体相对惯性参考系静止或做 匀速直线运动. 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 三、静力学研究三个问题：1、物体的受力分析；2、力系的等效替换和简化；3、平衡条件及其应用 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 第一章 静力学基本知识 第二章 力系的简化 第三章 力系的平衡静力学主要内容 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 第一章 静力学的基本概念与受力分析 1-1 静力学模型1-2 力与力系的基本概念1-3 工程中的约束与约束力1-4 力对点之矩和力对轴之矩1-5 受力分析方法与过程 20

4、10.Wei Yuan. All rights reserved. 1-1 静力学模型1、力的三要素：大小、方向、作用点。2、力的表示：F3、力的单位：NkN一、力的概念力是物体之间相互的机械作用。 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 集 中 力汽车通过轮胎作用在桥面上的力 Concentrated force 4、力的分类： 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 分 布 力桥面板作用在钢梁的力Distributed force 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 二、刚体的概念理论上将不

5、变形的物体称为刚体。理想化的力学模型 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 1-2 静力学的基本公理公理1 力的平行四边形法则公理2 二力平衡原理公理3加、减平衡力学原理公理4作用反作用定律 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 公理1 二力平衡原理刚体：平衡等值、反向、共线平衡等值、反向、共线变形体：二力杆二力构件必要充分必要非充分BAAFBF 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 二力构件二力杆二力构件FFFF 2010.Wei Yuan. All rights reserved. A公理

6、2 力的平行四边形法则1F2FRR力的三角形法则1Fab2FcR1F2Facb 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 力的多边形法则2F1F3F4FA4Fe2F1Fabc3Fd1R2RRR 2010.Wei Yuan. All rights reserved. AF2F1Fcos1FF sin2FF 力的分解 2010.Wei Yuan. All rights reserved. BAF加减平衡力系原理 在已知力系上加上或减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。 公理3 FF BAF 2010.Wei Yuan. All rights reserved.

7、 推论1力的可传性FFF BAFFF BAFBAF 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 三力平衡汇交定理 当刚体受到同平面内不平行的三力作用而平衡时，三力的作用线必汇交于一点 。推论2三力汇交一点F3F2F1A3A1A2OF3F2F1A3OF1,2 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 作用与反作用定律 两物体间的相互作用力，大小相等，方向相反，作用线沿同一直线，分别作用在两个相互作用的物体上。 公理4 AFNAFNNNFF 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 1-3 工程中的约束与约束力

8、自由体：位移不受任何限制的物体非自由体：某位移受到限制的物体 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 限制物体运动的力。约束：限制非自由体某些位移的周围物体约束力：方向准则：该约束与限制物体运动的方向相反。 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 沿着柔索、背离物体1F2F1F2F1F2FP 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 约束力的方向与限制物体运动的方向相反 绳索、 链条、皮带等柔索的约束力沿柔索方向，是拉力。 2010.Wei Yuan. All rights reserved. PP二

9、、光滑面约束P沿公法线方向、指向物体NF1NF2NF1NF2NF3NF 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 1、光滑圆柱铰链约束三、光滑铰链约束 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 2、固定铰链支座 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 固定铰链支座固定铰链简图AxFyAF 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 3.径向轴承yFxF 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 四.辊轴支座约束（滑动铰支座） 2010.Wei Y

10、uan. All rights reserved. 滑动铰链支座滑动铰链支座AAF 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 五、光滑球铰链AAxFAyFAzFA 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 机器人机器人 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 拉压杆拉压杆 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 1-5 受力分析方法与过程1、取分离体：将物体从周围的约束中分离出来。2、画所受力：（1）画主动力。（选取研究对象）：（画受力简图）：（2）解除约束、画约束力。一

11、、受力分析：（画受力图）：二、注意：只画外力、不画内力。 2010.Wei Yuan. All rights reserved. FPFBNFANFFCRCRPCyFCxFCyFCxFANFBNFFBNFANFP例例1 1ABCDEP 2010.Wei Yuan. All rights reserved. AF1NF2NF2NFBF例例2 2 画出C轮、AB杆受力图。未画重力物体重量均不计BACGDG 2010.Wei Yuan. All rights reserved. PP例例3 3画出棘轮受力图。棘轮重力不计OXOYP 2010.Wei Yuan. All rights reserved

12、. PPADCEBPFFByFAyFAxFBxFCyFCxFByFBxFCyFCxFAyFAxF例例4 4画出 BD与轮的组合体、AC杆,及整体受力图。未画重力物体重量均不计 2010.Wei Yuan. All rights reserved. PBFCFCFAFDF错在哪里？例例5 5画出CB、AC杆受力图。未画重力物体重量均不计BFCFPAFDFCFBCPDA 2010.Wei Yuan. All rights reserved. ACBEDF画出板ABC、杆ED及整体受力图。物体重量均不计例例6 6FFFAxFAyFCFCFAxFAyFDxFDyFEFDxFDyFE 2010.Wei

13、Yuan. All rights reserved. ACBEDKPMPCFAFEFKFCFAF EF例例7 7KF画出整体及AB、AE受力图。未画重力物体重量均不计 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 2P2PE画出E轮、AE、BC、H轮和重物P、销钉E及整体受力图。未画重力物体重量均不计例例8 8CyFCxF2P杆EyF杆ExF轮EyF轮ExFFByFBxFAyFAxFDyFDxFCxFCyAECDBHP 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 轮EyF轮ExF2P2P杆EyF杆ExF2PEH轮和重物P、销钉E及整体FAy

14、FAxFByFBxHPAECDBHPECDHP 2010.Wei Yuan. All rights reserved. F画出AB、AD、AC、销钉A、销钉C及整体受力图。未画重力的物体的重量均不计。例例9 9FACACFFABABCDEFFNBFADxFADyFExFEyFND 2010.Wei Yuan. All rights reserved. ADxFADyFACACFABFACF 销钉A、销钉C 及整体受力图ABCDEFABCDEFFCBxFCByFCyFCxFCxFCyFND 2010.Wei Yuan. All rights reserved. (1)画出构件BC、AB、销钉B,

15、 滑轮及重物的组合体的受力图例例1010BACBDPBPFBCFBCFABFABPFBxFByFABFBCFBxFBy 2010.Wei Yuan. All rights reserved. (3)画滑轮、重物、销钉和构件AB的组合体的 受力 图。物体重量均不计(2)画滑轮、重物和销钉的组合体的受力图ACBDPBPPPFBCFABABPFBCFAB 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱 的受力图和系统整体受力图CBAC,解：右拱CB为二力构件，其受力图如图（b）所示例例1010 2010.Wei Yuan. All ri

16、ghts reserved. 系统整体受力图如图（d）所示取左拱AC ,其受力图如图（c）所示 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 此时整体受力图如图（f）所示考虑到左拱AC 三个力作用下平衡，也可按三力平衡汇交定理画出左拱AC 的受力图，如图（e）所示 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 讨论：若左、右两拱都考虑自重，如何画出各受力图？ 2010.Wei Yuan. All rights reserved. 选研究对象，取隔离体； 确定主动力或外加荷载； 根据约束性质确定约束力。 画受力图的步骤 ： 2010.Wei Yuan. All rights reserved. xyoF1-5 力的投影一、力在平面直角坐标轴上的投影xFyFcosFFxcosFFyxyoFxFyF投影是代数量sinF 2010.Wei Yuan. All r