1静力学基本概念和受力分析.ppt
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1、第一篇第一篇 静力学静力学1静力学主要研究:力系的简化和力系的平衡条件及其应用。静力学主要研究:力系的简化和力系的平衡条件及其应用。引引 言言静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。23是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动的状态。(适用于牛顿定律的参考系称为惯性系,否则称为非惯性系)一一、刚体刚体就是在力的作用下,大小和形状都不变的物体。静力学的研究对象为刚体。二二、平衡平衡1-1 1-1 静力学基本概念静力学基本概念44.4.力的单位:力的单位:牛顿(N),千牛顿(kN)三、力的概念三、力的概念1定义定义:力是物体间的相互机械作用,
2、这种作用可以改变物 体的运动状态。2.力的效应:力的效应:运动效应(外效应)变形效应(内效应)。3.力的三要素:力的三要素:大小,方向,作用点AF5体积力体积力:自重,惯性力等(:自重,惯性力等(5.力的分类:力的分类:(1).按作用方式分:按作用方式分:表面力表面力:按接触表面分布:按接触表面分布集中力集中力:外力分布的面积远小于物体的表面尺寸,:外力分布的面积远小于物体的表面尺寸,可看成作用于一点的力(可看成作用于一点的力(N););F F1 1F F2 26分分 布布 力力桥面板作用在钢梁的力桥面板作用在钢梁的力桥面板作用在钢梁的力桥面板作用在钢梁的力分布力分布力:作用于一定的面积上:作
3、用于一定的面积上()作用于一定的长度上(作用于一定的长度上(N/m)7动载荷动载荷:随时间改变的载荷,如交变载荷、冲击载荷。随时间改变的载荷,如交变载荷、冲击载荷。(2).按载荷作用的性质分:按载荷作用的性质分:静载荷静载荷:载荷从零开始缓慢地增加到:载荷从零开始缓慢地增加到P;6.6.力系:力系:是指作用在物体上的一群力。7.7.平衡力系:平衡力系:物体在力系作用下处于平衡时,称为平衡力系。81-2 1-2 静力学基本公理静力学基本公理公理公理:是人类经过长期实践和经验而得到的结论,它被反复的实践所验证,是无须证明而为人们所公认的结论。公理公理1 1 二力平衡公理二力平衡公理 作用于刚体上的
4、两个力,使刚体平衡的必要与充分条件是:这两个力大小相等|F1|=|F2|方向相反 F1=F2 作用线共线,作用于同一个物体上。9说明说明:对刚体来说,上面的条件是充要的 二力体二力体:只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。对变形体来说,上面的条件只是必要条件(或多体中)10 在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系,不改变原力系对刚体的作用。推论推论1:力的可传性。:力的可传性。作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一点,而不改变该力对刚体的效应。因此,对刚体来说,力作用三要素为:大小,方向,作用线大小,方向,作用线公理公理2 2 加减平衡力系原理加减平衡力系原理F2=-F111 刚体受三
5、力作用而平衡,若其中两力作用线汇交于一点,则另一力的作用线必汇交于同一点,且三力的作用线共面。公理公理3 3 力的平行四边形法则力的平行四边形法则 作用于物体上同一点的两个力可合成一个合力,此合力也作用于该点,合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。推论推论2:三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理 12公理公理4 4 作用力和反作用力定律作用力和反作用力定律等值、反向、共线、异体、且同时存在。证证 为平衡力系,也为平衡力系。又 二力平衡必等值、反向、共线,三力 必汇交,且共面。例例 吊灯13公理公理5 5 刚化原理刚化原理 变形体在某一力系作用下处于平衡,如将变形后的变
6、形体变成刚体(刚化为刚体),则平衡状态保持不变。公理公理5告诉我们:处于平衡告诉我们:处于平衡状态的变形体,可应用刚体状态的变形体,可应用刚体静力学的平衡理论。静力学的平衡理论。14自由体自由体:可以在空间任意运动的物体可以在空间任意运动的物体非自由体非自由体:运动受到某些限制的物体运动受到某些限制的物体1-3 1-3 约束与约束力约束与约束力一、概念一、概念15约约 束束:限制物体运动的条件。限制物体运动的条件。约束体:约束体:约束约束非自由体非自由体运动的物体。运动的物体。列车是非自由体列车是非自由体铁轨是约束体铁轨是约束体约束力约束力(约束反力约束反力):约束体作用在非自由体上的力。约束
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