1、靜力學(xué)任務(wù)：靜力學(xué)任務(wù)：靜力學(xué)的內(nèi)容：靜力學(xué)的內(nèi)容：2 2、力系的簡(jiǎn)化、等效、平衡、力系的簡(jiǎn)化、等效、平衡研究物體在力系作用研究物體在力系作用下平衡下平衡 的規(guī)律的規(guī)律1 1、力系分析、力系分析OF1F2F3FnR1R2O等效等效RR iFR一個(gè)合力一個(gè)合力R，其大小和方向?yàn)樵ο蹈髁κ傅氖噶亢?，作用，其大小和方向?yàn)樵ο蹈髁κ傅氖噶亢?，作用線過(guò)匯交點(diǎn)線過(guò)匯交點(diǎn)O。 niinmmmmmm1321力偶系的合成（等效過(guò)程力偶系的合成（等效過(guò)程)的結(jié)果是一個(gè)合力偶的結(jié)果是一個(gè)合力偶1.空間力偶用矢量表示空間力偶用矢量表示方向（右手螺旋）方向（右手螺旋）力偶的大?。涣ε嫉拇笮?；力偶的轉(zhuǎn)向；力偶的轉(zhuǎn)向；

2、力偶作用面。力偶作用面。m2.力偶的性質(zhì)力偶的性質(zhì):當(dāng)考慮物體的外部效應(yīng)時(shí)，力偶當(dāng)考慮物體的外部效應(yīng)時(shí)，力偶矩矢量是自由矢量。矩矢量是自由矢量。是一個(gè)合力和一個(gè)合力偶，合力的大小和方向等于是一個(gè)合力和一個(gè)合力偶，合力的大小和方向等于原力系中各力的矢量和，作用線過(guò)簡(jiǎn)化中心；合力原力系中各力的矢量和，作用線過(guò)簡(jiǎn)化中心；合力偶的力偶矩大小和轉(zhuǎn)向等于原力系各力對(duì)簡(jiǎn)化中心偶的力偶矩大小和轉(zhuǎn)向等于原力系各力對(duì)簡(jiǎn)化中心O的矩的代數(shù)和。的矩的代數(shù)和。F1F2F3FiFnOmRiFR )(iOFMm 是一個(gè)合力和一個(gè)合力偶，合力的大小和方向等于是一個(gè)合力和一個(gè)合力偶，合力的大小和方向等于原力系中各力的矢量和，作

3、用線過(guò)簡(jiǎn)化中心；合力原力系中各力的矢量和，作用線過(guò)簡(jiǎn)化中心；合力偶的力偶矩大小和方向等于原力系各力對(duì)簡(jiǎn)化中心偶的力偶矩大小和方向等于原力系各力對(duì)簡(jiǎn)化中心的矩的矢量和。的矩的矢量和。等效等效F1F2F3FiFnOmRiFR *)(iOOFMM 1、匯交力系平衡的充要條件：、匯交力系平衡的充要條件：0 iFR2、平面匯交、平面匯交 力系的平衡方程：力系的平衡方程：021 nzzzzFFFF021 nyyyyFFFF021 nxxxxFFFF021 nyyyyFFFF021 nxxxxFFFF3、空間匯交、空間匯交 力系的平衡方程：力系的平衡方程：1、力偶系平衡的充要條件：、力偶系平衡的充要條件：0

4、1321 niinmmmmmm2、平面力偶系平衡方程：、平面力偶系平衡方程：01321 niinmmmmmm3、空間力偶系平衡方程：、空間力偶系平衡方程：01 nixm01 niym01 nizm1、平面一般力系平衡的充要條件：、平面一般力系平衡的充要條件：0, 0* OMR0)( iOOFMM0 X0 Y2、平面一般力系的平衡方程：、平面一般力系的平衡方程：1）兩個(gè)力矩式）兩個(gè)力矩式AB連線不與連線不與X軸垂直軸垂直2）三個(gè)力矩式）三個(gè)力矩式A、B、C不共線不共線0)( iBFM0 X0)( iAFM0)( iBFM0)( iAFM0)( iCFM3、平面一般力系的平衡方程的另兩種形式：、平

5、面一般力系的平衡方程的另兩種形式：4、要點(diǎn)：、要點(diǎn)： 任何一個(gè)平面力系，只能列出三個(gè)獨(dú)立的平衡方程任何一個(gè)平面力系，只能列出三個(gè)獨(dú)立的平衡方程1、空間一般力系平衡的充要條件：、空間一般力系平衡的充要條件：2、空間一般力系的平衡方程：、空間一般力系的平衡方程：0* R0 OM0 Z0 X0 Y0 zM0 xM0 yM1、平面力系的平衡、平面力系的平衡1、整體、整體+單體單體2、單體、單體+單體單體1、外力、外力2、內(nèi)部約束反力、內(nèi)部約束反力2、物體系統(tǒng)的平衡、物體系統(tǒng)的平衡例題例題1 一構(gòu)架由桿一構(gòu)架由桿AB和和BD組成，載荷組成，載荷P=20KN，如圖所示，如圖所示， 已知已知CD=CB=1m

6、，AD=2m，滑輪半徑均為，滑輪半徑均為30cm，如不，如不 計(jì)滑輪重及桿重，求計(jì)滑輪重及桿重，求A、D處的約束反力。處的約束反力。XA=23KN YA=10KN XD=23KN YD=10KN ADBCEPADBCEP解：解：1、研究對(duì)象、研究對(duì)象1 整體整體 1）整體）整體2）受力分析）受力分析-如圖如圖3）建立坐標(biāo)，列平）建立坐標(biāo)，列平 衡衡 方程方程0)( iAFM0 Y0 Xxy0 PYYDA0 DAXX0)( rBDPADXDXDYDXAYAEBA2、研究對(duì)象、研究對(duì)象2 AB 1）AB2）受力分析）受力分析-如圖如圖3）建立坐標(biāo)，列平）建立坐標(biāo)，列平 衡衡 方程方程 0)(FmB

7、0)( CBrTADXBDYAAxyXA=23KN YA=10KN XD=23KN YD=10KN 3、回答、回答XBYBXAYAT例題例題2 鉸鏈支架由兩桿鉸鏈支架由兩桿AD、CE和滑輪組成，滑輪半徑和滑輪組成，滑輪半徑 r=15cm，B處是鉸鏈連接，其他尺寸如圖所示，在滑處是鉸鏈連接，其他尺寸如圖所示，在滑 輪上吊有重輪上吊有重Q=1000N的重物，求固定支座的重物，求固定支座A和和E的約束的約束 反力。反力。1m1m1mCDEQABrCDEQABr解：解：1、研究對(duì)象、研究對(duì)象- 1）整體）整體2）受力分析）受力分析-如圖如圖3）建立坐標(biāo)，列平）建立坐標(biāo)，列平 衡衡 方程方程0 ExAx

8、FF0 QFFEyAy0)2( rADQAEFEx0)( iAFM0 yF0 xFFAxFAyFExFEyCEB2、研究對(duì)象、研究對(duì)象2 CE 1）CD2）受力分析）受力分析-如圖如圖3）建立坐標(biāo)，列平）建立坐標(biāo)，列平 衡方程衡方程 0BM011 rTFFExEyFBxFByFExFEyTNFEx2075 NFEy2000 NFAx2075 NFAy1000 NGT5002DQABr2、研究對(duì)象、研究對(duì)象2 AD 1）AD2）受力分析）受力分析-如圖如圖3）建立坐標(biāo)，列平）建立坐標(biāo)，列平 衡方程衡方程 0BM0)21(1 rTrQFAyFAxFAyFBxFByNFEx2075 NFEy2000

9、 NFAx2075 NFAy1000 T構(gòu)件組合成的單體構(gòu)件組合成的單體例題例題3 圖示構(gòu)架，由直桿圖示構(gòu)架，由直桿BC，CD及直角彎桿及直角彎桿AB組成，各桿組成，各桿 自重不計(jì)，載荷分布及尺寸如圖。在銷釘自重不計(jì)，載荷分布及尺寸如圖。在銷釘B上作用載上作用載 荷荷P。已知。已知q、a、m、且、且m=qa2,P=qa。求：。求： 1）固定端）固定端A及支座及支座D的約束反力。的約束反力。 *2）銷釘）銷釘B對(duì)對(duì)BC、AB桿的作用力。桿的作用力。aaa3aABCDmqqPqABCDmqP解：解：1、研究對(duì)象、研究對(duì)象-1）整體）整體2）受力分析）受力分析-如圖如圖3）建立坐標(biāo)，列平）建立坐標(biāo)，

10、列平 衡方程衡方程0321 qaaqFFDxAx0 PFFDyAy05 . 332142 aqammaaqaPaFaFADxDyFAxFAymAFDxFDy0)( iAFM0 yF0 xFqCD2、研究對(duì)象、研究對(duì)象2-1）CD桿、桿、BCD桿桿2）受力分析）受力分析-如圖如圖3）建立坐標(biāo)，列有效平）建立坐標(biāo)，列有效平 衡方程衡方程02 aqaaFDx0 CMFDxFDyFCxFCy0 BM02 maqaaFaFDxDyCD桿桿BCD桿桿BqCDmFDxFDyFBy1FBx13、研究對(duì)象、研究對(duì)象3-銷釘銷釘B2）受力分析）受力分析-如圖如圖3）建立坐標(biāo)，列有效平）建立坐標(biāo)，列有效平 衡方程衡

11、方程PDBC桿桿01 DxBxFqaF01 ByDyFF0 xF0 yFB銷釘銷釘0 xF0 yF021 BxBxFF012 ByByFPFBqCDmFDxFDyFBy1FBx1FBx1FBy1FAxAqFAymABFBy2FBx2FBx2FBy2222qamqaFqaFAAyAx 銷釘銷釘B作用在作用在BC桿上的作用力桿上的作用力銷釘銷釘B作用在作用在AB桿上的作用力桿上的作用力4、回答、回答qaFDx21 qaFDy qaFBx211qaFBy1qaFBx212 qaFBy22 習(xí)作習(xí)作3 圖示結(jié)構(gòu)由三個(gè)構(gòu)件圖示結(jié)構(gòu)由三個(gè)構(gòu)件AB、BD和和DE構(gòu)成，構(gòu)成，A端為固定端端為固定端 約束，約束

12、，B及及D處用光滑圓柱鉸鏈連接，處用光滑圓柱鉸鏈連接，BD桿的中間支承桿的中間支承 C及及E端均用可動(dòng)鉸鏈支座，已知集中載荷端均用可動(dòng)鉸鏈支座，已知集中載荷 P=10KN， a=450,均布載荷的集度均布載荷的集度q=5KN/m，力偶矩的大小，力偶矩的大小 m=30KN.m, 梁的尺寸如圖所示，單位為梁的尺寸如圖所示，單位為m，各構(gòu)件自，各構(gòu)件自 重不計(jì)，試求重不計(jì)，試求A、C及及E 處的約束反力。處的約束反力。aqPEABDmC2m2m2m2m3m1m1m1maqPEABDmC2m2m2m2m3m1m1m1m解：解：1、研究對(duì)象、研究對(duì)象- 1）整體）整體2）受力分析）受力分析-如圖如圖3）

13、建立坐標(biāo)，列平）建立坐標(biāo)，列平 衡衡 方程方程FAymAFAxNCNE0)( iAFM0 yF0 xF08745sin4220 ECANPmNqm045sin0 PNNqlFECAy045cos0 PFAxaqPEABDmC2m2m2m2m3m1m1m1mFAymAFAxNCNEFDyNEFDxNENCFByFBx2、研究對(duì)象、研究對(duì)象-DE、BE 受力分析受力分析-如圖如圖 建立坐標(biāo)，列平建立坐標(biāo)，列平 衡衡 方程方程 0)(FMD 0)(FMBDE：BE：01sin2 aPNE05 . 0125sin6 qNmaPNCE3、回答、回答 mKNmFFAAyAx.62.190kN58.10kN

14、5 kN33.4 ENkN9 .24 CNaPEBDmCqaPEDqABaPEDkN33.4 ENkN9 .24 CN2、研究對(duì)象、研究對(duì)象-AB、DE 受力分析受力分析-如圖如圖 建立坐標(biāo)，列平建立坐標(biāo)，列平 衡衡 方程方程 0)(FMB 0)(FMDAB：DE：FAymAFAxFDyNEFDxFByFBx0235 . 01 AyAxAFFqm02145sin0 ENP3、回答、回答 mKNmFFAAyAx.62.190kN58.10kN5 例題例題5 氣動(dòng)夾具機(jī)構(gòu)如圖所示，已知?dú)鈩?dòng)夾具機(jī)構(gòu)如圖所示，已知p=4105(pa),D=0.04m, d=0.02m,l1/l2=5/3，=10o自重

15、不計(jì)，求夾緊力多大？自重不計(jì)，求夾緊力多大？Ddl1l2ABCOEpBCOAAEpSBASBASABSAB解：解：1、研究對(duì)象、研究對(duì)象 A 、 BC桿桿2、受力分析、受力分析-如圖如圖SASANAYANCXAASABSANA3、建立坐標(biāo)，列平衡方程、建立坐標(biāo)，列平衡方程xy 0)(FmOBC桿：桿： 00YXA： cot)( 122241llpdDNC sinAABSS 或或SANA0cos21 lSlNBAC BCOSBAYANCXASAB例題例題1 圖示構(gòu)架中，物體圖示構(gòu)架中，物體P重重1200N，由細(xì)繩跨過(guò)滑輪，由細(xì)繩跨過(guò)滑輪E而水而水 平系于墻上，尺寸如圖。不計(jì)桿和滑輪的重量，求平系

16、于墻上，尺寸如圖。不計(jì)桿和滑輪的重量，求AB桿上桿上D的反力。的反力。2m2m1.5m1.5mBCDEQABCDEQA解：解：1、研究對(duì)象、研究對(duì)象1 整體整體 1）整體）整體2）受力分析）受力分析-如圖如圖3）建立坐標(biāo)，列平）建立坐標(biāo)，列平 衡衡 方程方程N(yùn)BFAyFAxT0)( iAFM0 yF0 xF0 TFAx0 QNFBAy0)5 . 1()2(4 rTrQNB二力桿二力桿QEDC2、研究對(duì)象、研究對(duì)象2 CE 1）CE2）受力分析）受力分析-如圖如圖3）建立坐標(biāo)，列平）建立坐標(biāo)，列平 衡衡 方程方程SBCFDyFDxTKNNB105 0)( FMD0 yF0 xF0cos BCDx

17、STF0sin cSGFBCDy05 . 1cos)5 . 1 ( BCSrGrTKNFAx120 KNFAy15 KNFDx140 KNFDy30 -CD桿上所受到銷釘?shù)淖饔昧U上所受到銷釘?shù)淖饔昧EDCSBCFDyFDxTKNFDx140 KNFDy30 -AB桿上銷釘所受的力桿上銷釘所受的力BDA3、研究對(duì)象、研究對(duì)象2 AB 1）AB2）受力分析）受力分析-如圖如圖3）建立坐標(biāo)，列平衡）建立坐標(biāo)，列平衡 方程方程FDyFDxKNFAx120 KNFAy15 KNNB105 0)( FMB0 yF0 xFFAyFAx0cos BCDxAxSFF0sin BCDyAySFF00 . 20

18、 . 4 DyAyFFKNFDx140 KNFDy30 SBCNB-AB桿上銷釘所受的力桿上銷釘所受的力習(xí)作習(xí)作5 在圖示結(jié)構(gòu)中物體重在圖示結(jié)構(gòu)中物體重490KN，繩索，繩索HK部份與二力桿部份與二力桿 FD平行。繩索平行。繩索AB則保證整個(gè)構(gòu)架處于平衡狀態(tài)，試則保證整個(gè)構(gòu)架處于平衡狀態(tài)，試 求求AB的拉的拉 力及力及C處的處的 反力。反力。 pABCDEHFG100cm100cm100cm60cm60cmr=30cmpBCDEHFG解：解：1、研究對(duì)象、研究對(duì)象- 1）整體）整體2）受力分析）受力分析-如圖如圖3）建立坐標(biāo)，列平）建立坐標(biāo)，列平 衡衡 方程方程FGxFGyT0 TFGx0 PFGy0)30200(220 PTKNTFFGyGx3.512kN490kN3.512 0)(MFiF0 yF0 xFpCDE2、研究對(duì)象、研究對(duì)象- 1）CDE桿桿2）受力分析）受力分析-如圖如圖3）建立坐標(biāo)，列平）建立坐標(biāo)，列平 衡衡 方程方程045cos45cos001 DFCxSTF045sin45sin001 DFCySTPF0100)301