《工程力學(xué)第一章 靜力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《工程力學(xué)第一章 靜力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 1（21頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、1（力的三要素）（力的三要素）大小大小 方向方向作用點(diǎn)作用點(diǎn)力是一矢量力是一矢量(數(shù)學(xué)上的矢量記號(hào)數(shù)學(xué)上的矢量記號(hào),如圖）如圖）單位單位（牛頓）（牛頓）1 N=1公斤公斤米米/秒秒2（kg m/s2)力對(duì)物體的作用效應(yīng)取決于：力對(duì)物體的作用效應(yīng)取決于：F11 概念概念第一章第一章 靜力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)靜力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)A21 1、二力平衡公理、二力平衡公理說(shuō)明：說(shuō)明：對(duì)剛體對(duì)剛體(是充要條件是充要條件)對(duì)變形體對(duì)變形體(是必要條件是必要條件)作用于剛體上的兩個(gè)力，使作用于剛體上的兩個(gè)力，使剛體平衡的充要條件是：剛體平衡的充要條件是：兩個(gè)力等值、反向、共線等值、反向、共線公理：公理：無(wú)須證明（公認(rèn)的結(jié)論）

2、無(wú)須證明（公認(rèn)的結(jié)論）1-2 靜力學(xué)公理靜力學(xué)公理32、力的平行四邊形法則力的平行四邊形法則 作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力可合作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力可合成一個(gè)合力，此合力也作用于該點(diǎn)，合成一個(gè)合力，此合力也作用于該點(diǎn)，合力的大小和方向由以原兩力矢為鄰邊所力的大小和方向由以原兩力矢為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線來(lái)表示。構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線來(lái)表示。AF1F2FR矢量表達(dá)式：矢量表達(dá)式：即，合力為原兩力的矢量和。即，合力為原兩力的矢量和。求合力時(shí)，也可用力的三角形法則求合力時(shí)，也可用力的三角形法則F1F2FR4推論推論1(1(力在剛體上的可傳性原理力在剛體上的可傳性原理)作用于剛體的力，其作

3、用點(diǎn)可以沿作用線在該剛體作用于剛體的力，其作用點(diǎn)可以沿作用線在該剛體內(nèi)前后任意移動(dòng)，而不改變它對(duì)該剛體的作用內(nèi)前后任意移動(dòng)，而不改變它對(duì)該剛體的作用=FAF2F1FABF1AB 在已知力系上加上或減去任意一個(gè)平衡力系，并不改變?cè)谝阎ο瞪霞由匣驕p去任意一個(gè)平衡力系，并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用。力系對(duì)剛體的作用。3、加減平衡力系加減平衡力系公理公理因此，對(duì)剛體來(lái)說(shuō)，力作用三要素為：大小，方向，作用線。因此，對(duì)剛體來(lái)說(shuō)，力作用三要素為：大小，方向，作用線。5推論推論2 (2 (三力平衡匯交定理三力平衡匯交定理)F1F3R1F2A=證明：證明：A3F1F2F3A3AA2A1 當(dāng)剛體在三個(gè)力作用下平

4、衡時(shí)，設(shè)其中兩力的當(dāng)剛體在三個(gè)力作用下平衡時(shí)，設(shè)其中兩力的作用線相交于某點(diǎn)，則第三力的作用線必定也通過(guò)作用線相交于某點(diǎn)，則第三力的作用線必定也通過(guò)這個(gè)點(diǎn)。這個(gè)點(diǎn)。F滑移矢量滑移矢量FAFBFB64、作用力和反作用力定律、作用力和反作用力定律 任意兩物體之間的相互作用力總是同時(shí)存在，等值、反向，任意兩物體之間的相互作用力總是同時(shí)存在，等值、反向，共線，分別作用在兩個(gè)相互作用的物體上。共線，分別作用在兩個(gè)相互作用的物體上。72）按是否隨時(shí)間而變分靜載荷靜載荷（加載、卸載緩慢，作用期間不隨時(shí)間變化）（加載、卸載緩慢，作用期間不隨時(shí)間變化）動(dòng)載荷動(dòng)載荷沖擊載荷沖擊載荷（打樁）（打樁）交變載荷交變載荷1

5、）按作用方式分表面力表面力體積力體積力分布力分布力 集中力集中力二、載荷的簡(jiǎn)化二、載荷的簡(jiǎn)化1-3 約束與約束反力約束與約束反力一、研究對(duì)象的簡(jiǎn)化一、研究對(duì)象的簡(jiǎn)化（靜力學(xué)部分剛體）力學(xué)模型的建立力學(xué)模型的建立8(一一)、幾個(gè)概念、幾個(gè)概念自由體自由體:位移不受限制的物體叫位移不受限制的物體叫自由體自由體。非自由體：非自由體：位移受到某種限制的物體叫叫非自由體非自由體。約束：約束：對(duì)非自由體的某些位移起限制作用的對(duì)非自由體的某些位移起限制作用的周圍物體周圍物體，稱為此非，稱為此非 自由體的自由體的約束約束。在空間飛著的鳥、飛機(jī)。在空間飛著的鳥、飛機(jī)。G例：圖中園輪。例：圖中園輪。研究對(duì)象：研究

6、對(duì)象：園輪園輪受到地面與墻壁的作用，運(yùn)動(dòng)受到限制。受到地面與墻壁的作用，運(yùn)動(dòng)受到限制。地面與墻壁就構(gòu)成了園輪的約束。地面與墻壁就構(gòu)成了園輪的約束。三、約束與約束反力的簡(jiǎn)化三、約束與約束反力的簡(jiǎn)化自由體自由體非自由體非自由體9約束反力：約束反力：約束物對(duì)被約束物體在接觸處的作用力約束物對(duì)被約束物體在接觸處的作用力簡(jiǎn)稱：約束力簡(jiǎn)稱：約束力約束力的特點(diǎn)約束力的特點(diǎn):方向方向:與被約束物的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反與被約束物的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。GFN1FN2G主動(dòng)力主動(dòng)力大小大小:一般是未知一般是未知,并隨主動(dòng)力而變并隨主動(dòng)力而變作用位置作用位置:接觸處接觸處10約束力特點(diǎn)約束力特點(diǎn) 方向方向-沿接觸處的公法線

7、沿接觸處的公法線 指向指向-指向受力物體指向受力物體 作用點(diǎn)作用點(diǎn)-接觸處接觸處.1.1.具有光滑接觸面的約束具有光滑接觸面的約束 (不計(jì)摩擦不計(jì)摩擦)NP(二二)、幾種典型的約束、幾種典型的約束11光滑接觸面約束實(shí)例光滑接觸面約束實(shí)例122.2.由柔軟的繩索、鏈條或皮帶（自身重量不計(jì)）構(gòu)成的約束由柔軟的繩索、鏈條或皮帶（自身重量不計(jì)）構(gòu)成的約束繩繩約束反力特點(diǎn)約束反力特點(diǎn):(只能承受拉力只能承受拉力)方向方向-沿繩索沿繩索 指向指向-背離被約束的物體背離被約束的物體 作用點(diǎn)作用點(diǎn)-接觸處接觸處.FP13A14A AB BN NA AB B3 3、光滑圓柱鉸鏈約束、光滑圓柱鉸鏈約束15光滑圓柱

8、鉸鏈約束反力特性光滑圓柱鉸鏈約束反力特性 鉸鏈約束限制物體沿徑向的位移，故其約約束束力力在在垂垂直直于于銷銷釘釘軸軸線線的的平平面面內(nèi)內(nèi)并并通通過(guò)過(guò)銷銷釘釘中中心心。由于該約束接觸點(diǎn)位置不能予先確定，約束力方向也不能確定，常以兩個(gè)正交分量來(lái)表示。A AB BFA AB BFyFx表示為兩個(gè)互相垂直的未知力，其指向可以假定表示為兩個(gè)互相垂直的未知力，其指向可以假定 16 如其中一構(gòu)件作為支座被固定如其中一構(gòu)件作為支座被固定 1 1）固定鉸支座）固定鉸支座 由于固定鉸鏈支座的約束反力由于固定鉸鏈支座的約束反力方向事先也不能確定，所以把它分方向事先也不能確定，所以把它分解為兩個(gè)正交的分量。解為兩個(gè)正交的分量。17固定鉸支座固定鉸支座的簡(jiǎn)化圖形的簡(jiǎn)化圖形182 2）活動(dòng)鉸支座）活動(dòng)鉸支座約束反力的方向：約束反力的方向：在鉸鏈支座和光滑在鉸鏈支座和光滑支承面之間由滾軸或滾支承面之間由滾軸或滾柱連接，不能限制沿支柱連接，不能限制沿支承面的移動(dòng)承面的移動(dòng) 通過(guò)銷釘中心，垂直通過(guò)銷釘中心，垂直于支承面，指向可假定于支承面，指向可假定 19活動(dòng)鉸支座的簡(jiǎn)化圖形活動(dòng)鉸支座的簡(jiǎn)化圖形203 3）球形鉸鏈約束）球形鉸鏈約束 約束反力過(guò)球心，指向不定約束反力過(guò)球心，指向不定:A AB BFN 可用三可用三個(gè)相互正交的分力個(gè)相互正交的分力 、來(lái)表示來(lái)表示 214.4.固定端約束（平面）固定端約束（平面）