1、第一章第一章 靜力分析基礎(chǔ)靜力分析基礎(chǔ)第一節(jié)第一節(jié) 力的概念力的概念一、力的定義及三要素一、力的定義及三要素定定 義：力是物體之間的相互作用義：力是物體之間的相互作用三要素：力的大小、方向及作用點(diǎn)三要素：力的大小、方向及作用點(diǎn)單單 位：位：N N 或或 kNkN二、力的效應(yīng)二、力的效應(yīng)外效應(yīng)：在力的作用下，使物外效應(yīng)：在力的作用下，使物體的機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變。體的機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變。 內(nèi)效應(yīng)：在力的作用下，使物內(nèi)效應(yīng)：在力的作用下，使物體產(chǎn)生變形。體產(chǎn)生變形。三、力的可傳遞性三、力的可傳遞性力可以沿其作用線在剛體上任意滑移而不改變力對剛體的作用效應(yīng)。力可以沿其作用線在剛體上任意滑移而不改變

2、力對剛體的作用效應(yīng)。注：力的可傳遞性只適用于研究力對剛體的外效應(yīng)而不適用與力對剛提的內(nèi)效應(yīng)。注：力的可傳遞性只適用于研究力對剛體的外效應(yīng)而不適用與力對剛提的內(nèi)效應(yīng)。（如下，力對剛體的內(nèi)效應(yīng)，力作用點(diǎn)不同，物體的變形不同。）（如下，力對剛體的內(nèi)效應(yīng)，力作用點(diǎn)不同，物體的變形不同。）四、力的分類四、力的分類在整個剛體上分布的力。如物體的重力,在整個物體中分布。單位：kN/ m3作用于物體表面的力。如水對水壩的作用力。 單位：kN/ m2在物體長度上分布的 力。如橋梁的自重。單位: kN/ m力作用面小到可以忽略不記時，可認(rèn)為作用于一點(diǎn)的力。單位：kN五、力系及等效力系五、力系及等效力系力系：作用于

3、研究對象上的所有力的集合。V V型發(fā)動機(jī)原理圖型發(fā)動機(jī)原理圖 發(fā)動機(jī)曲軸受力圖為空間力系發(fā)動機(jī)曲軸受力圖為空間力系等效力系：對物體作用效果相同的兩個力系。等效力系：對物體作用效果相同的兩個力系。合力：能與一個力系等效的單力，稱為該力系的合力。合力：能與一個力系等效的單力，稱為該力系的合力。六、力系的分類六、力系的分類返回第一章目錄第二節(jié)第二節(jié) 平衡的概念平衡的概念 一、平衡的概念：一、平衡的概念：物體出于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)（即慣性運(yùn)動狀態(tài)），為物體處于平衡狀態(tài)。物體出于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)（即慣性運(yùn)動狀態(tài)），為物體處于平衡狀態(tài)。二、平衡力系的概念：二、平衡力系的概念：剛體受力系的作用處于

4、平衡狀態(tài)，可以認(rèn)為該力系為平衡力系。剛體受力系的作用處于平衡狀態(tài)，可以認(rèn)為該力系為平衡力系。三、合力與分力：三、合力與分力：如一單力能夠與一力系等效，則該力為此力系的合力。如一單力能夠與一力系等效，則該力為此力系的合力。(如R為F1與F2的合力)四、二力平衡條件：四、二力平衡條件： 一剛體受二個力作用達(dá)到平衡狀態(tài)一剛體受二個力作用達(dá)到平衡狀態(tài)的充分與必要條件為：此二力必等值、的充分與必要條件為：此二力必等值、反向、共線。反向、共線。 注：無論剛體的形狀如何，只要是兩點(diǎn)受力，即為二力構(gòu)件；受力符合二力平衡條件。五、加減力系平衡原理：五、加減力系平衡原理：在剛體上可以加上或減去一平衡力系，而不改變

5、原力系對剛體的作用效應(yīng)。在剛體上可以加上或減去一平衡力系，而不改變原力系對剛體的作用效應(yīng)。六、三力平衡條件：六、三力平衡條件： 一剛體受三個力作用達(dá)到平衡狀態(tài)的充分與必要條件為：此三力作用線必匯交一剛體受三個力作用達(dá)到平衡狀態(tài)的充分與必要條件為：此三力作用線必匯交于一點(diǎn)。于一點(diǎn)。返回第一章目錄一、約束與約束力的概念一、約束與約束力的概念自自 由由 體：位移不受限制的物體為自由體。體：位移不受限制的物體為自由體。非自由體：位移受限制的物體為非自由體。非自由體：位移受限制的物體為非自由體。約束：對自由體的某些位移預(yù)先施加的限制條件。約束：對自由體的某些位移預(yù)先施加的限制條件。約束力：約束給被約束物

6、體的力。約束力：約束給被約束物體的力。(如：桌面對球的支持力如：桌面對球的支持力 N 。)主動力：物體所受的約束力以外的力。主動力：物體所受的約束力以外的力。(如：足球的重力如：足球的重力 G 。)(如：桌面對足球下落的限制如：桌面對足球下落的限制.)第三節(jié)第三節(jié) 約束與約束力約束與約束力1、柔性約束及其約束力、柔性約束及其約束力二、約束類型及其約束力二、約束類型及其約束力（如右圖：鋼繩對重物的拉力。）（如右圖：鋼繩對重物的拉力。）2、光滑面約束及其約束力、光滑面約束及其約束力 約束力的作用在接觸面的接觸點(diǎn)上，方向沿接觸約束力的作用在接觸面的接觸點(diǎn)上，方向沿接觸面的公法線，指向被約束物體。其中

7、光滑面接觸即為面的公法線，指向被約束物體。其中光滑面接觸即為摩擦不計的接觸。摩擦不計的接觸。被鉸鏈聯(lián)接的兩個構(gòu)件如有一個被固定另外一個可繞其發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，為固定鉸鏈。被鉸鏈聯(lián)接的兩個構(gòu)件如有一個被固定另外一個可繞其發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，為固定鉸鏈。3、鉸鏈約束及其約束力、鉸鏈約束及其約束力 鉸鏈聯(lián)接是指兩個構(gòu)件通過銷釘、螺栓等聯(lián)結(jié)在一起，兩個構(gòu)件只能發(fā)生相對轉(zhuǎn)動而不鉸鏈聯(lián)接是指兩個構(gòu)件通過銷釘、螺栓等聯(lián)結(jié)在一起，兩個構(gòu)件只能發(fā)生相對轉(zhuǎn)動而不能發(fā)生相對移動。能發(fā)生相對移動。被鉸鏈聯(lián)接的兩個構(gòu)件如都未固定，為中間鉸鏈。被鉸鏈聯(lián)接的兩個構(gòu)件如都未固定，為中間鉸鏈。返回第一章目錄1、確定研究對象、確定研究對象

8、研究結(jié)構(gòu)，確定每一步的研究對象；研究結(jié)構(gòu)，確定每一步的研究對象； 結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)簡圖在國家有關(guān)規(guī)定中有規(guī)定的畫法。在對物體進(jìn)行靜力分析是與物體外形結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)簡圖在國家有關(guān)規(guī)定中有規(guī)定的畫法。在對物體進(jìn)行靜力分析是與物體外形有關(guān)的只是受載位置、約束位置及類型，而與其它部分外形無關(guān)，在靜力學(xué)中畫研究對象時，有關(guān)的只是受載位置、約束位置及類型，而與其它部分外形無關(guān)，在靜力學(xué)中畫研究對象時，只要能顯示力的作用位置及約束類型，就可用簡單的線條來表示，而不必考慮與真實(shí)物體的只要能顯示力的作用位置及約束類型，就可用簡單的線條來表示，而不必考慮與真實(shí)物體的相似問題。這樣得到的為簡圖。相似問題。這樣得到的為簡圖。一

9、、受力分析一、受力分析1、選定需要研究的對象；、選定需要研究的對象；2、根據(jù)已知條件、約束類型并結(jié)合基本概念和有關(guān)原理分析研究對象的受力情況。、根據(jù)已知條件、約束類型并結(jié)合基本概念和有關(guān)原理分析研究對象的受力情況。二、受力圖二、受力圖4、畫約束力、畫約束力根據(jù)解除約束的類型，將約束力畫在分離體上。根據(jù)解除約束的類型，將約束力畫在分離體上。2、取分離體、取分離體將研究對象從周圍約束分離出來，解除約束；將研究對象從周圍約束分離出來，解除約束；3、畫主動力、畫主動力將主動力畫在分離體上；將主動力畫在分離體上；第四節(jié)第四節(jié) 受力分析與受力圖受力分析與受力圖例一、畫出右圖各構(gòu)件的受力，其中例一、畫出右圖

10、各構(gòu)件的受力，其中BC為鋼索、為鋼索、AD為桿件、為桿件、O為圓柱，不計摩擦。為圓柱，不計摩擦。三、例題三、例題 解：如右圖解：如右圖 例二、畫出下圖所示結(jié)構(gòu)中各構(gòu)件的受力圖。例二、畫出下圖所示結(jié)構(gòu)中各構(gòu)件的受力圖。 二力構(gòu)件：只受兩個力二力構(gòu)件：只受兩個力(包括主動力和約束力包括主動力和約束力)作用且平衡的構(gòu)件。根據(jù)二力平衡公理，這兩作用且平衡的構(gòu)件。根據(jù)二力平衡公理，這兩個力一定等值、反向、共線，即力作用線在兩點(diǎn)連線上。（如上圖個力一定等值、反向、共線，即力作用線在兩點(diǎn)連線上。（如上圖AB構(gòu)件）構(gòu)件）返回第一章目錄第五節(jié)第五節(jié) 問題討論與說明問題討論與說明 對工程實(shí)際對象進(jìn)行力學(xué)分析時，力

11、學(xué)模型簡化的合理性關(guān)系著計算結(jié)果的正確性。所以在對物對工程實(shí)際對象進(jìn)行力學(xué)分析時，力學(xué)模型簡化的合理性關(guān)系著計算結(jié)果的正確性。所以在對物體受力分析之前，首要的是力學(xué)模型的建立。在力學(xué)模型的建立時，只要能顯示力的作用位置及約束體受力分析之前，首要的是力學(xué)模型的建立。在力學(xué)模型的建立時，只要能顯示力的作用位置及約束類型，就可用簡單的線條來表示，而不必考慮與真實(shí)物體的相似問題。（如下圖對單缸發(fā)動機(jī)的力學(xué)類型，就可用簡單的線條來表示，而不必考慮與真實(shí)物體的相似問題。（如下圖對單缸發(fā)動機(jī)的力學(xué)模型的建立。）模型的建立。）一、力學(xué)模型的建立一、力學(xué)模型的建立發(fā)動機(jī)原理圖發(fā)動機(jī)原理圖建立的力學(xué)模型建立的力學(xué)模型二、力系的特征二、力系的特征 物體的受力分析方法與力系的特征是密不可分的，在考