静力学(受力分析)

1、第一篇 静 力 学,二、静力学研究的主要内容：, 研究力系的合成和简化,研究受力物体的平衡规律。,一、静力学：研究物体在力系作用下的平衡条件的科学,引 言,4、力系：,1、平衡,2、力是矢量,3、力的单位：N（牛顿）、kN（千牛）,三、几个重要的基本概念,物体相对于惯性坐标系（工程中通常指地面)保持静止或匀速直线运动。,平面力系、空间力系,力的三要素：,大小、方向、作用线,平衡力系、等效力系、,合力,1-1 静力学公理,公理1：力的平行四边形法则,公理2：二力平衡公理,特例：二力构件（二力杆）,公理3：加减平衡力系公理,公理4：作用与反作用定律,公理5：刚化原理,推理1：力的可传性定理,推理2

2、：三力平衡汇交定理,第一章 静力学公理及物体的受力分析,公理1：力的平行四边形法则,公理1：力的平行四边形法则,三角形法则,将各分力首尾相连，然后从起点 终点，得到合力。,力的分解： 同样要根据平行四边形法则。,显然，力的分解是不确定的，欲得到唯一的分解结果，必须附加一定的条件。,正交分解：,特例：二力构件（二力杆）,公理2：二力平衡公理,(刚体上仅作用两个力时，平衡的充要条件为：这两个力大小相等、方向相反、位于同一直线上。）,公理3：加减平衡力系公理,推理1：力的可传性定理,在作用于刚体的已知力系上，加上或减去任意一个平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应。,作用在刚体上的力,可沿其作用线

3、移动，不改变它对刚体的作用,推理2：三力平衡汇交定理,O,A,B,C,刚体在三个力作用下处于平衡状态时，若其中两个力相交于一点，则另一个力也必通过此点，且三个力必处于同一平面内,推理2的作用：当知道刚体只作用三个力时，可根据已知的两个力，确定第三个力的方向。,公理4：作用与反作用定律,作用力和反作用力,(1) P 和 P,(2) FN 和 FN,两物体之间的相互作用力（作用力和反作用力）总是同时存在的，两力大小相等，方向相反，沿同一直线。但这两个力分别作用于两个物体上，所以，这一对力不是一组平衡力。,公理5：刚化原理 变形体在某一力系作用下处于平衡，若将该物体刚化为刚体，则平衡状态保持不变。,

4、该公理的作用为:刚体静力学的结果可用于变形体。,1-2 约束和约束力,一、有关概念,自由体:,约束力：约束对被约束体（研究对象）的 作用力,约束力的方向：,与该约束所阻碍的位移方向相反,非自由体（被约束体）: 研究对象,约束（约束体）：,对被约束体（研究对象）的位移起限制作用的周围物体,二、平面问题中的几种常见的约束,1、光滑接触面约束,光滑：,实例,接触面之间无摩擦,约束力：,作用于接触点，沿二个接触面的公法线方向（若为尖点和面的接触，则沿该面的法线方向）,光滑接触面约束:,约束力作用于接触点，沿二个接触面的公法线方向（若为尖点和面的接触，则沿该面的法线方向）。,光滑接触面约束:,约束力:,

5、作用于接触点，沿二个接触面的公法线方向,FR,FR,滑槽与销钉,2、柔索,FR,特点：只能受拉，不能受压。,实例：,柔索: 实 例,3、光滑圆柱铰链约束,销钉,圆柱销约束力的分析,4、滚动支座,5、固定铰支座,固 定 铰 支 座,圆柱铰链和固定铰链支座的进一步说明,(1)球 铰,6、其它约束,盆骨与股骨之间的球铰连接,（2）止推轴承,1-3 研究对象、分离体、受力图,受力分析过程与方法,确定研究对象,取分离体；,根据约束性质确定约束力；,画受力图。,受 力 分 析 示 例 (1),W,取 分离 体,画 受 力 图,受 力 分 析 示 例 (2),确定A、B二处的约束力,取 分离 体,画 受 力

6、 图,A,B,B,2.比较AB 杆与BC 杆 的受力。,1.画出圆盘的受力图；,受 力 分 析 示 例 (3),圆盘的受力图,二力杆( 二力构件),BC杆只有两端受力BC杆为二力杆,三 力平衡 汇 交,研究对象、分离体、受力图小结,1、受力分析过程与方法,（1）、确定研究对象,（2）、取隔离体,（3）、根据约束性质确定约束反力,（4）、画受力图（包括，主动力和约束反力）,特别注意：,判别：二力杆,判别：三力汇交平衡,2、明确研究对象,研究对象的选取，要根据解题的需要，合理选择。研究对象可以是单个物体，可以是由几个物体构成的子系统，也可以是整体。,3、画研究对象受力图时要画上,（1）作用在研究对象上的所有主动力,（2）作用在研究对象上的所有约束反力,约束反力要画在被约束体和约束的接触处 （用约束反力代替原先的约束）,约束力的方向与所阻碍的位移方向相反,内