工程力学材料力学第章华老师

静力学引言

静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。刚体：任何情况下不变形的物体，或物体内任意两点间的距离不改变的物体。几个基本概念：静力学的基本概念力：物体间相互的机械作用，作用效果使物体的机械运动状态发生改变。力系：作用于物体上的一群力。力的三要素：大小、方向、作用点(线)。力是矢量。平衡力系：若力系的作用使物体保持平衡或运动状态不变，这种力系是平衡力系。平衡：是指物体相对于周围物体保持静止或匀速直线运动的状态。质点是具有一定质量而形状和大小可以忽略不计的物体。质点系是由多个相互有联系的质点所组成的系统。刚体、质点、质点系都是理想化力学模型，刚体是特殊的质点系。

力系可分为：平面力系和空间力系，各包括汇交（共点）力系、平行力系、力偶系、任意力系。静力学的基本概念1、物体的受力分析：分析物体（包括物体系）受哪些力，每个力的作用位置和方向（方位），并画出物体的受力图。2、力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系等效代替一个复杂力系。3、建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的平衡条件，并应用这些条件解决静力学实际问题。静力学研究的内容介绍静力学5条公理，约束和约束力的概念，物体受力分析的方法，对画物体受力图进行练习。§1－1静力学公理公理1二力平衡公理使刚体平衡的充分必要条件最简单力系的平衡条件第一章静力学公理与物体的受力分析注：该条件对于变形体只是必要条件只受两个力的作用而平衡的构件，称为二力构件。二力杆不一定是直杆。二力构件（二力杆）注意公理2加减平衡力系公理在已知力系上增加或减去任意平衡力系，不改变原力系对刚体的作用。推论力的可传性静力学公理作用于刚体上某一点的力，可沿其作用线移至刚体上任一点，而不改变对刚体的作用效应。作用于刚体上的力的这一特性称为力的可传递性。力是滑动矢量（或滑移矢量），作用于刚体上力的三要素：力的大小、方向和作用线。结论静力学公理公理3力的平行四边形法则(矢量和)公理3是复杂力系简化的基础。结论静力学公理推论

三力平衡汇交定理平衡时必与共线则三力必汇交O点，且共面。当刚体在受三个作用线互不平行的力作用平衡时，这三个力的作用线共面并汇交于一点。静力学公理公理4作用和反作用定律作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，等值、反向、共线，作用在相互作用的两个物体上。在画物体受力图时要注意此公理的应用。静力学公理注意作用力和反作用力不是一对平衡力公理5刚化原理柔性体（受拉力平衡）刚化为刚体（仍平衡）反之不一定成立。刚体（受压平衡）柔性体（受压不能平衡）变形体在某力系作用下平衡，若将其刚化成刚体，平衡状态保持不变。静力学公理公理3力的平行四边形法则公理1二力平衡公理公理2加减平衡力系公理推论

力的可传性推论

三力平衡汇交定理公理4作用和反作用定律公理5刚化原理静力学公理总结一、基本概念自由体：工程中一些物体可以在空间自由运动，其位移不受任何限制。如：飞机、卫星等。非自由体：与自由体相反，它是位移受到限制的物体。如：跑道上的飞机等。§1－2约束及其约束力约束（或约束体）：对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体。约束会阻碍物体的运动或改变运动状态，它是以力的形式出现的，把这种阻碍物体运动的作用力称作约束力（约束反力）。约束力大小——待定(可能为零)方向——与该约束所能阻碍的位移方向相反作用点——接触处约束和约束力的概念1、柔齿性体脊约束由柔概软的衬绳索敞、胶塘带或袋链条夏等构常成的栽约束结论**圾工程骗中常谈见的迎约束柔索只能受拉力，又称张力。用或表示。柔性旋体对衰物体洪的约页束力末方向劈燕总是彩沿着啄柔性店体轴萍线背岛离物发体。柔性尚体只哭能承啦受拉拦力。结论常见集约束——柔性吓体2、光祖滑接何触面聋（线独、点笛）约候束（或倘光滑探支撑耍面）**盒工程服中常谊见的蒜约束当忽洁略摩绑擦时径，限丛制滑户块运调动的茶滑槽星、机想床导辫轨对脏工作巾台、耽相互起啮合俘的齿民轮等霞，都赏可以伪看成胸光滑发接触傅约束赴。常见铜约束——光滑闪接触亭面约慕束光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体（压力），故称为法向约束力，用表示。结论常见谱约束——光滑妈接触鸭面约弓束3、光壮滑铰荐链约担束（光些滑圆烧柱铰斑链、谱固定绢铰链功支座奖、滚倍动支翻座）**绩工程吉中常攀见的绒约束（1）光泳滑圆世柱铰麻链（喷中间字铰）AAAAFAAFAAFA为了抗计算仙方便嗽，常踩将约狱束力雨按正织交分耍解。约束含力：作用留在垂眨直于糟圆柱耻销平钞面内出，过扭圆柱标销中弹心（抓或孔炉中心难），闯但指会向不死定。常见充约束——光滑扶圆柱糠铰链约束兰特点录：当不齐计摩菜擦时沾，圆达柱销勉与孔愉在接影触处茧为光哑滑接奶触约较束——法向羞约束息力。AFAxFAy（2）固胃定铰湿链支巴座常见险约束——固定兵铰链约束遍特点欠：将光邮滑圆廊柱铰色链中潜的一狐个构鹅件与状地面梯或机董架固裤定而佳成。约束虑力：与圆肚柱铰貌链相什同（3）滚铸动支有座常见忧约束——滚动座支座约束召特点乏：在上雹述固弹定铰奶支座舞与光临滑固巧定平姐面之跳间装勾有光辈滑辊疫轴而揭成。约束邀力：构件号受到袖垂直渗光滑她面的村约束启力。常见剩约束——滚动脸支座4、链赤杆约晨束约束潮力的移作用怒点在蒸铰链卫孔处繁，作是用线驴是两特端连雅线，妥指向廊不定眉。**地工程昌中常谷见的赏约束链杆是指展两端淘用光切滑铰才链与瓦其它辨构件回连接寺且不隙考虑饮自重陪的刚士杆。这个忠刚杆螺承受拉力或压力，是论二力丸杆。固定半铰链派和滚亭动支炎座也把可以奔用链六杆来缘瑞表示董。5、烈球铰与链**温工程鸽中常早见的杆约束约束扁特点陶：通过敢球与黎球壳车将构聋件连房诚接，慰构件申可以驱绕球球心任护意转谦动，死但构泛件与掉球心描不能营有任付何移枕动。约束既力：当忽肿略摩猎擦时裤，球碎与球拨座亦狗是光含滑约夹束问村题。约束锤力通夫过接婆触点敏，并沾指向罪球心绕，是并一个厅不能歼预先遇确定渣的空末间力浓。可加用三迹个正滨交分握力表奇示。常见淘约束——球铰亲链**中工程遵中常法见的忠约束（1）径输向轴友承（牺向心晃轴承侨）6、径礼向轴珍承和品止推隙轴承约束迈力同寨固定合铰链盟。约束重特点漆：止推执轴承星比径乡丰向轴亭承多左一个灶轴向连的位锦移限董制。约束咏力：比径伯向轴艳承多河一个乌轴向捡的约岩束反乳力，懂亦有犁三个召正交注分力常见矮约束——止推灿轴承（2）止屈推轴姜承（2）光仔滑接狸触面侧约束（1）柔恢性体并约束（3）光何滑铰首链约业束(圆柱坝铰链民、固装定铰荡链、熟滚动过支座)（5）球汉铰链（6）径悟向轴缝承和友止推往轴承（4）链通杆约吩束和二纽奉力构惕件(拉力鼠或压还力)常见找约束山总结物体龟的受龄力分帖析是确顷定物永体的窗受力污个数症，各盲力的贞作用面位置厘及方朝向的挺分析蜂。也脖就是炼，对丹物体在解厚除约吼束时所受蛮全部覆力的桨分析纵。受搂力图丙是画材出物扒体所杂受的愧全部渣主动珠力和闭约束咏力。画受缩慧力图秩步骤竟：3、按花约束炎性质汤画出寻所有美约束输（被四动）便力1、取晋所要地研究虏物体匠为研忽究对宪象（姐隔离语体）雪画出畅其简悔图2、画味出所坟有主爬动力§1逢-3物体坊的受付力分穗析和祝受力枕图正确蹦地画单受力径图是香解决鄙静力影学问炕题的遭重要抚基础份。例1—更1受力碧分析或例1—贩2不计箩三铰斤拱桥贤的自攀重与伯摩擦冤，画螺出左签、右麻拱AC、BC的受径力图颈与系歪统整略体受毫力图沿。解：右拱BC为二免力构滋件例1—摆3取左缓拱AC分析系统各整体逝受力你图例1—穗3考虑陷到左村拱AC在三扮个力梳作用偿下平驱衡，桥也可张按三活力平婆衡汇广交定届理画恩出左鲁拱AC的受委力图此时晚整体援受力丹图例1—栽3若左纸、右啄两拱上都考盘虑自恳重，净如何誉画出版各受加力图凝？例1—的3讨论图示问三角扩架，孟各杆宗自重童不计于，A处作肝用力F，画乏出杆AC、AB及销填钉A的受衫力图解：例1－5ACBAA对任扑何实伍际问刚题进届行力过学分汪析、群计算火时，未都要哨将实唉际问题抽尤象成盟为力挡学模故型，纵任何盆力学纱计算麦实际爆都是象针对吐力学秃模型进行猴的。例如怒对曲毅轴冲壶床进所行力吸学计趁算，障实际反上是魂指对部它的怨力学罢模型荐进行并了计牺算。新显然才，将陷实际接问题逆化为隆力学逐模型要是进丧行力萌学计爹算所颂必须出的重搁要而兴关键旗的一疾环，雪这一锻环进常行的盟好坏滋，将地直接钟影响惊计算给过程锻和计戚算结朱果。轮连杆冲头力学抱模型观与力庆学简蓝图将实会际问贫题化殃为力胖学模术型的遥过程辣称为力学猛建模。由炊于理枕论力裂学中掘将物