工程力学1—静力学的基本概念和公理

1、静力学，第一静力学静力学研究物体的力计作用下的平衡规律。平衡物体的运动状态不变。这包括整地和均匀直线运动。力是作用于物体的几种力。力的作用力线分布：平面力计和空间力计；力的作用力线关系：交换力系统、平行力系统和随机力系统。静力学导论，如果两个力对同一个物体施加相同的效果，将一个力系统替换为另一个等效的力系统，而不是力系统的等效。用简单的力系统等价替换复杂的力系统的过程力系统的简化。如果力系统可以用作力等效替换，则力称为合力。力系统的各种力称为分力。作用于物体的力计使物体保持平衡时，这个力计称为平衡力计。此时力系统满足的条件称为平衡条件。静态力学研究的基本问题：力系统的简化；力系统的平衡条件及其

2、应用。静力学简介、静力学模型静力学巩俐约束和约束反作用力点矩对轴向力矩力分析和力、第一章静力学的基本概念和物体力分析、(2)力的合理抽象和简化模型是指实际物体和实际问题的合理抽象和简化。静力学模型包括1.1静力学模型、(1)物体的合理抽象和简化三个方面。(3)接触和连接的合理抽象和简化。刚体是理想的动力学模型。静力学研究的动力学模型是刚体和刚体系统，因此静力学也称为刚体静力学。1 .刚体的概念，1.1静力学模型，刚体是指这种物体，在力的作用下，其内部两点之间的距离总是不变的。当分布力作用的区域很小时，将分布力简化为作用于一个点的合力，称为集中力。2 .集中力和分布力，1.1静力学模型，物体的力

3、一般通过物体之间的直接或间接接触来实现，接触处受到的力具有一定的面积分布力。力是物体之间的相互机械作用。这种作用的效果是改变物体的运动状态，同时改变物体的形状。力改变物体运动状态的效果称为力的外部效果或运动效果。力改变物体形状的效果称为力的内部效果或变形效果。力的概念，1，力的大小。表示物体之间相互机械相互作用的强弱程度。单位：牛顿(n)或千牛顿(kN)。2、力的方向。表示力的作用力线指向空间的方向和方向。3、力的作用点。指示力作用的位置。以上称为力量的三个因素。决定力的作用效果的因素，2 .力的概念，力可以用矢量表示。向量的强度表示具有特定比例尺的力的大小，如图所示。向量的方向和方向指向表示

4、力的方向。向量的起点(或终点)表示力的作用点。2 .力的概念，力的向量表示，F，Fx，Fy，x，y，I，j，O，2。力的概念直角轴上的力投影，2 .力的概念，2。力的概念、滑动向量和位置向量、变形体(P位置向量)、f、f、刚体(f滑动向量)、1巩俐1力的平行合力的作用点也在此点上，合力的大小和方向由这两个力组成的平行四边形的对角线决定。或合力矢量是这两个力矢量的几何和，即，1.2静态巩俐，作用于刚体的两个力，平衡刚体所需的条件和充分条件是这两个力大小相同，方向相反，沿同一直线。这个公理提供了最简单的平衡力系统之一。对于刚体，此条件足够，但对于变形体，这只是先决条件，不是充分条件。仅受两个力平衡

5、的零部件称为历史零部件。，2巩俐2历史平衡公理，1.2静态力学公理，在作用于刚体的已知力系统中添加或删除任意平衡力系统不会改变原力系统对刚体的影响。公理是力量体系简化的理论基础。3巩俐3加减平衡力界公理，1.2静态力学公理，作用于刚体的力可以沿着工作线任意移动，而不会改变力对刚体的作用。作用于刚体的力的三个元素是大小、方向和作用力线。作用于刚体的力是滑动向量。4估计的1力的导电原理，=，=，=，=，1.2静力学巩俐，作用于刚体的三个相互平衡的力，其中两个力的作用力线相交于一点，这三个力必须在同一个平面内，第三个力的作用力线通过交点。说明三个非平行力的平衡所需的条件，即三个力的平衡必须相交。三力

6、交流不一定是平衡的。5推断2-3力平衡交集定理，1.2正动力学巩俐，两个物体之间相互作用的作用力和反作用力总是同时存在，大小相同，方向相反，沿同一直线分别作用于这两个物体。这是进行力分析必须遵循的原则。6巩俐4作用和反作用公理，1.2静力学巩俐，变形体在已知力的作用下平衡，如果把这个物体变成刚体，平衡状态不变。它建立了刚体力学和变形体能学的关系。7巩俐5强化原理，1.2静力学巩俐，自由体位移不受限制的物体。不是自由体的位移有限，不能任意移动的物体。约束对某些位移(而不是自由体)起限制作用的周围物体。约束作用于郑智薰自由体的力。(简称：约束力或反力)，除了约束力以外，在非流体中接受的所有物体的运

7、动或运动的促进力称为主力。1.3约束和约束反作用力，约束反作用力通过限制与物体的接触来阻止物体运动。因此，它的作用点在徐璐接触的地方。其方向必须与此约束可能干扰的位移方向相反。1.3.1约束反作用力的确定，约束是指沿接触面共法线方向的物体。、1.3.2平滑接触曲面约束，FN、法线、切线、FN、约束反作用力被拉动，作用力线沿着平滑电缆偏离物体。由1.3.3软绳、链或卷尺组成的约束，1.3.4软铰链约束，(1)向心轴承(径向轴承)，1.3.4软铰链约束，(2)圆柱铰链和固定铰链支撑，Fx，Fy，圆柱铰链和固定铰链支撑，固定铰链轴承，fr，FX，fy，(1)滚动轴承，1.3.5其他约束，FN，(2)

8、球铰链，fby此过程称为力分析。分离体解除对研究对象的约束，与周围物体分离，绘制弱图。努力用力矢量表示分离体接收的主动力和约束反作用力从分离体获得的图形。1.5物体的力分析和力，解除约束的原理：受约束的物体在部分主动力的作用下平衡，解除部分或全部约束，用相应的约束反作用力代替，物体的平衡不受影响。1、确定研究对象，去除分离体；2.首先画主动力，明确研究对象受到的周围的约束，进一步明确约束类型，用什么约束来画什么约束反力。3.必要时，必须以历史平衡共线、三力平衡交叉等条件确定某些反作用力的指向或作用力线的方向。注：(1)只努力画研究对象的略图和接受的所有力量。(2)所有绘画的力量都要有根据，不多

9、不少。(3)不要画错误的力的方向。反作用力必须符合约束的性质，物体之间的相互约束力必须符合作用和反作用公理。力分析阶段，图示轧机辊的力。，B，A，P，F，FA，FB，示例1，绘制AD，BC(不计算条形的自重)的力，如图所示。、示例2、fay、fax、fc、P、fa、FB、fc、f1、F2请分别绘制管道O、水平杆AB、斜线BC和总力图。示例5，将解决方案：(1)管道o作为研究对象。o，(2)把斜线BC作为研究对象。c、b、RC、Rb、a、范例8点问题(忽略摩擦)，范例9接脚问题。AB、BC杆、销C、交流杆和销C，请分别绘制总力图。解决方案：a、c、fa、FCA、b、c、FB、fcb、c、f、因此

10、，对于力所受的所有力，必须能够明确指出施加了哪些力。1，不要遗漏图画力，约束反力的方向必须根据约束类型严格绘制，根据直观或主动的方向简单推断渡边杏。分析两个物体之间的作用力和反作用力时，一旦确定了作用力的方向，反作用力的方向就必须相反，注意不要画错箭头的方向。3，不要画错误的力的方向，4，不能再被力所约束。也就是说，受力者必须画在分离体上。可能属于一种力、外力或内力，也可能取决于研究对象。当物体系统分解分析时，原系统的一些内力成为新研究对象的外力。设置了一个位置的约束反作用力的方向后，必须与整个、部分或个别物体的作用力相匹配。、5、合力不画内力，只画外力。6，同一系统各研究对象的力量必须与整体局部一致，徐璐协调，徐璐矛盾渡边