理论力学课件：第一章 绪论

1、返回总目录返回总目录理论力学是各门力学分支的基础。理论力学是各门力学分支的基础。力学的研究内容已渗入到其他科学领域。力学的研究内容已渗入到其他科学领域。流体力学 + 固体力学物理力学流体力学、 材料力学、固体力学、结构力学、弹塑性力学、飞行力学、断裂力学流体力学 + 电磁场电磁流体力学爆炸力学生物力学参考：力学与工程技术的进步 1998年9月10日晚东航MD11 B-2173飞机迫降 http:/ B-2173飞机迫降 材材 料料信信 息息制制 造造Aerospace新能源新能源 和平号空间站和平号空间站 前苏联制造的和平号空间站是前苏联制造的和平号空间站是20世纪世界上最大的空间站。世纪世界

2、上最大的空间站。 对于汽轮机的力学分析，重点集中在叶片的强度对于汽轮机的力学分析，重点集中在叶片的强度和转子轴承系统临界转速的确定上。和转子轴承系统临界转速的确定上。 爆破拆除中的力学问题 为什么赛车运动员起跑前要将车轮与地面摩擦生烟？为什么赛车运动员起跑前要将车轮与地面摩擦生烟？ 前轮小减小摩擦，方便转向，前轮小减小摩擦，方便转向，后轮粗与地面的接触面积大因后轮粗与地面的接触面积大因而摩擦力大，方便加速。而摩擦力大，方便加速。理论力学材料力学研究物体机械运动一般规律的科学研究物体机械运动一般规律的科学 刚体刚体研究构件承载能力的一门科学研究构件承载能力的一门科学 变形体变形体工程力学 第一章

3、第一章 静力学公理和静力学公理和 物体的受力分析物体的受力分析静力学研究的静力学研究的3 3个问题：个问题：力系的等效替换力系的等效替换静力学基本公理：静力学基本公理：21FFFR321 , , FFF321 , , FFF3 , FRyxFF ,光滑圆柱铰链约束光滑圆柱铰链约束销钉销钉约束力：约束力：其中有作用反作用关系其中有作用反作用关系 一般不必分析销钉受力，当要分一般不必分析销钉受力，当要分析时，必须把销钉单独取出析时，必须把销钉单独取出yCyCxCxCFFFF,AFAxFAyA固定铰链支座AB铰链约束铰链约束约束特点约束特点：在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑辊轴而成在上述固

4、定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑辊轴而成约束力约束力：构件受到构件受到光滑面的约束力光滑面的约束力 约束力：约束力：约约束力通过接触点束力通过接触点, ,并指向球心并指向球心, ,是一个不能预先确定的空间力是一个不能预先确定的空间力. . 约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球心任约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球心任意转动，但构件与球心不能有任何移动意转动，但构件与球心不能有任何移动球球股骨股骨盆骨盆骨球窝球窝（5）橡胶支座）橡胶支座些些例例1-3 1-3 取取 杆，其为二力构件，简称杆，其为二力构件，简称二力杆，其受力图如图二力杆，其受力图如图(b)(b)CD水平均质

5、梁水平均质梁 重为重为 ，电动机，电动机重为重为 ，不计杆，不计杆 的自重，的自重，画出杆画出杆 和梁和梁 的受力图。的受力图。2PABCDCDAB1P解：解：取取 梁，其受力图如图梁，其受力图如图 (c)(c)AB若这样画，梁若这样画，梁 的受力的受力图又如何改动图又如何改动? ?AB 杆的受力图能否画杆的受力图能否画为图（为图（d d）所示？）所示？CD例例1-4 1-4 不计三铰拱桥的自重与摩擦，不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱画出左、右拱 的受力图的受力图与系统整体受力图与系统整体受力图,AC CB右拱右拱 为二力构件，其受力为二力构件，其受力图如图（图如图（b b）所示）所示C

6、B解：解：系统整体受力图如图系统整体受力图如图（d d）所示）所示取左拱取左拱 , ,其受力图如图（其受力图如图（c c）所示所示AC考虑到左拱考虑到左拱 三个力作用下三个力作用下平衡，也可按三力平衡汇交定平衡，也可按三力平衡汇交定理画出左拱理画出左拱 的受力图，如的受力图，如图（图（e e）所示）所示ACAC此时整体受力图如图（此时整体受力图如图（f f）所示所示讨论：若左、右两拱都考讨论：若左、右两拱都考虑自重，如何画出各受力虑自重，如何画出各受力图？图？如图如图（g g） （h h）（i i）例例1-51-5不计自重的梯子放在光滑水不计自重的梯子放在光滑水平地面上，画出梯子、梯子平地面上

7、，画出梯子、梯子左右两部分与整个系统受力左右两部分与整个系统受力图图绳子受力图如图（绳子受力图如图（b b）所示）所示解：解：梯子左边部分受力图梯子左边部分受力图如图（如图（c c）所示）所示梯子右边部分受力图梯子右边部分受力图如图（如图（d d）所示）所示整体受力图如图（整体受力图如图（e e）所示）所示任何力学计算实际都是针对力学模型进行的。任何力学计算实际都是针对力学模型进行的。 如对桥梁进行力学计算，实际上是指对这桥梁的力学模型如对桥梁进行力学计算，实际上是指对这桥梁的力学模型进行了计算。将实际问题化为力学模型是进行力学计算所必须进行了计算。将实际问题化为力学模型是进行力学计算所必须的

8、重要而关键的一环，将直接影响计算过程和计算结果。的重要而关键的一环，将直接影响计算过程和计算结果。 将实际问题化为力学模型的过程将实际问题化为力学模型的过程称为称为。其其力学模型可以用简图来表达力学模型可以用简图来表达，这类简图称为，这类简图称为。 在建立力学模型时，要抓住关键、本质的方面，忽略在建立力学模型时，要抓住关键、本质的方面，忽略次要的方面。次要的方面。 例如：例如：忽略变形忽略变形刚体刚体三维问题三维问题平面问题平面问题几何形状几何形状圆形圆形作用在圆心作用在圆心重力重力 和力和力 的简化的简化PFA，B处约束力的简化处约束力的简化点接触点接触光滑接触光滑接触理论力学中力学模型常遇到的几个方面理论力学中力学模型常遇到的几个方面:材料假设为均匀；材料假设为均匀；将物体视为刚体；将物体视为刚体；几何形