工程力學(xué)主講高高雅麗1課程簡介工程力學(xué)理論力學(xué)材料力學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)課。研究物體受力后的效應(yīng)運(yùn)動(dòng)、平衡（外效應(yīng)）剛體變形、內(nèi)力（內(nèi)效應(yīng)）變形固體2Ⅰ3理論力學(xué)物體在外力作作用下的運(yùn)動(dòng)動(dòng)規(guī)律，并建建立運(yùn)動(dòng)與受受力之間的定定量關(guān)系。靜力分析運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力分析物體在外力作用下的平衡規(guī)律4理論力學(xué)第一章工程靜力學(xué)基基礎(chǔ)5§1–1靜力學(xué)的基本本概念§1–2靜力學(xué)公理§1–3約束和約束反反力§1–4受力分析和受受力圖第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)目錄6剛體是一種理理想化的力學(xué)學(xué)模型。一個(gè)物體能否否視為剛體，，不僅取決于于變形的大小小，而且和問問題本身的要要求有關(guān)。2、剛體——在外界的任何何作用下形狀狀和大小都始始終保持不變變的物體。或或者在力的作作用下，任意意兩點(diǎn)間的距距離保持不變變的物體。1、平衡——平衡是物體機(jī)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的特特殊形式，是是指物體相對(duì)對(duì)地球處于靜靜止或勻速直直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)態(tài)。3、力——力是物體相互互間的機(jī)械作作用，其作用用結(jié)果使物體的的形狀和運(yùn)動(dòng)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改改變?！?–1靜力學(xué)的基本本概念7確定力的必要因素力的三要素大小方向作用點(diǎn)力的效應(yīng)外效應(yīng)—改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的效應(yīng)內(nèi)效應(yīng)—引起物體變形的效應(yīng)力的表示法——力是一矢量，用數(shù)學(xué)上的的矢量記號(hào)來來表示，如圖圖。F力的單位——在國際單位制制中，力的單單位是牛頓(N)1N=1公斤?米/秒2（kg?m/s2)?！?–1靜力學(xué)的基本本概念8基本概念力系系——作用于同一物物體或物體系系上的一群力力。等效力系——對(duì)物體的作用用效果相同的的兩個(gè)力系。。平衡力系——能使物體維持持平衡的力系系。合力力——在特殊情況下下，能和一個(gè)個(gè)力系等效的一個(gè)力。§1–2靜力學(xué)公理9公理一(二力平衡公理理)要使剛體在兩兩個(gè)力作用下下維持平衡狀狀態(tài)，必須也也只須這兩個(gè)個(gè)力大小相等等、方向相反反、沿同一直直線作用。公理二(加減平衡力系系公理)可以在作用于于剛體的任何何一個(gè)力系上上加上或去掉掉幾個(gè)互成平平衡的力，而而不改變?cè)αο祵?duì)剛體的的作用。§1–2靜力學(xué)公理10推論(力在剛體上的的可傳性)作用于剛體的的力，其作用用點(diǎn)可以沿作作用線在該剛剛體內(nèi)前后任任意移動(dòng)，而而不改變它對(duì)對(duì)該剛體的作作用==FAF2F1FABF1AB§1–2靜力學(xué)公理11A公理三(力平行四邊形形公理)作用于物體上上任一點(diǎn)的兩兩個(gè)力可合成成為作用于同同一點(diǎn)的一個(gè)個(gè)力，即合力力。合力的矢矢由原兩力的的矢為鄰邊而而作出的力平平行四邊形的的對(duì)角矢來表表示。F1F2R矢量表達(dá)式：：R=F1+F2即，合力為原原兩力的矢量量和?！?–2靜力學(xué)公理12推論(三力匯交定理理)當(dāng)剛體在三個(gè)個(gè)力作用下平平衡時(shí)，設(shè)其其中兩力的作作用線相交于于某點(diǎn)，則第第三力的作用用線必定也通通過這個(gè)點(diǎn)。。F1F3R1F2A=證明：A3F1F2F3A3AA2A1§1–2靜力學(xué)公理13公理四(作用和反作用用公理)任何兩個(gè)物體體間的相互作作用的力，總總是大小相等等，作用線相相同，但指向向相反，并同同時(shí)分別作用用于這兩個(gè)物物體上。公理五(剛化公理)設(shè)變形體在已已知力系作用用下維持平衡衡狀態(tài)，則如如將這個(gè)已變變形但平衡的的物體變成剛剛體（剛化）），其平衡不不受影響?！?–2靜力學(xué)公理14§1–3約束和約束反反力1、自由體：2、非自由體：3、約束：4、約束反力：5、主動(dòng)力：可以任意運(yùn)動(dòng)動(dòng)（獲得任意意位移）的物物體。不可能產(chǎn)生某某方向的位移移的物體。約束對(duì)被約束束體的反作用用力。由周圍物體所所構(gòu)成的、限限制非自由體體位移的條件。。約束力以外的的力?；靖拍睿?51、柔繩、鏈條條、膠帶構(gòu)成成的約束：常見的幾種類類型的約束§1–3約束和約束反反力16A§1–3約束和約束反反力常見的幾種類類型的約束172、理想光滑接接觸面約束§1–3約束和約束反反力常見的幾種類類型的約束18光滑接觸面約約束實(shí)例§1–3約束和約束反反力常見的幾種類類型的約束193、光滑圓柱鉸鉸鏈約束ABNAB§1–3約束和約束反反力常見的幾種類類型的約束20NyNx(1)固定鉸鏈支座座：N§1–3約束和約束反反力常見的幾種類類型的約束21(2)活動(dòng)鉸鏈支座座：NN常見的幾種類類型的約束§1–3約束和約束反反力22光滑圓柱鉸鏈鏈約束實(shí)例常見的幾種類類型的約束§1–3約束和約束反反力23常見的幾種類類型的約束§1–3約束和約束反反力244、光滑球鉸鏈鏈約束：ABN常見的幾種類類型的約束§1–3約束和約束反反力25ABNANBACB5、雙鉸鏈剛桿桿約束：常見的幾種類類型的約束§1–3約束和約束反反力26常見的幾種類類型的約束§1–3約束和約束反反力6、插入端約束束：27§1–4受力分析和受受力圖畫受力圖的方方法與步驟：：1、取分離體（（研究對(duì)象））2、畫出研究對(duì)對(duì)象所受的全全部主動(dòng)力（（使物體產(chǎn)生生運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨趨勢的力）3、在存在約束束的地方，按按約束類型逐逐一畫出約束束反力（研究對(duì)對(duì)象與周圍物物體的連接關(guān)關(guān)系）28APNFTECGBEPAFD解：(1)物體B受兩個(gè)力作用用：(2)球A受三個(gè)力作用用：(3)作用于滑輪C的力：CNGTGTG§1–4受力分析和受受力圖TDQB例題1-1在圖示的平面面系統(tǒng)中，勻勻質(zhì)球A重為P，借本身重量量和摩擦不計(jì)計(jì)的理想滑輪輪C和柔繩維持在在仰角是的光滑斜面上上，繩的一端端掛著重為Q的物體B。試分析物體體B、球A和滑輪C的受力情況，，并分別畫出出平衡時(shí)各物物體的受力圖圖。29ECABFDBCNBNC解：1、桿BC所受的力：2、桿AB所受的力：表示法一：表示法二：BDAFNAxNAyNBBAFDNAHNB例題1-2等腰三角形構(gòu)構(gòu)架ABC的頂點(diǎn)A、B、C都用鉸鏈連接接，底邊AC固定，而AB邊的中點(diǎn)D作用有平行于于固定邊AC的力F，如圖1–13(a)所示。不計(jì)各各桿自重，試試畫出AB和BC的受力圖?！?–4受力分析和受受力圖30例題1-3如圖所示壓榨榨機(jī)中，桿AB和BC的長度相等，，自重忽略不不計(jì)。A，B，C，E處為鉸鏈連接接。已知活塞塞D上受到油缸內(nèi)內(nèi)的總壓力為為F=3kN，h=200mm，l=1500mm。試畫出桿AB，活塞和連桿桿以及壓塊C的受力圖。DEABCllh§1–4受力分析和受受力圖31FABA解：1.桿AB的受力圖。2.活塞和連桿的的受力圖。3.壓塊C的受力圖。CBxyFCxFCyFCByxFFBCFAB§1–4受力分析和受受力圖DEABCllh32APBQABCP思考題§1–4受力分析和受