第一章靜力學(xué)基礎(chǔ)§1

靜力學(xué)基本概念§2

靜力學(xué)公理§3

約束與約束力§4

幾種典型約束§5

受力分析與受力圖1§1靜力學(xué)基本概念力的定義：物體間的相互機(jī)械作用力的作用效應(yīng)：

力的三要素：

力的大小、方向與作用點(diǎn)力是矢量,用黑體字表示,其模用白體字表示力的概念大?。合嗷C(jī)械作用的強(qiáng)度方向：力的作用方位與指向作用點(diǎn)：力的作用部位內(nèi)效應(yīng):物體的形狀與尺寸發(fā)生改變即變形外效應(yīng):物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變2剛體平衡

力作用下形狀與尺寸均不改變的物體，稱為剛體。

如果物體的變形不大，或變形對(duì)于所研究的問題影響不大，即可將物體抽象為剛體。

物體相對(duì)于地球處于靜止或作勻速直線遠(yuǎn)動(dòng)的狀態(tài)，稱為平衡。平衡是物體遠(yuǎn)動(dòng)的一種特殊形式。

靜力學(xué)主要研究對(duì)象是剛體，也稱為剛體靜力學(xué)。

判斷一個(gè)物體是否運(yùn)動(dòng)或如何運(yùn)動(dòng)，需要用另一參照物進(jìn)行比較。工程分析計(jì)算中，以地球?yàn)閰⒄瘴铩?/p>

3力系簡化：

將作用在剛體上的復(fù)雜力系替換為與其等效的簡單力系的過程

等效力系:

對(duì)同一剛體產(chǎn)生相同作用效應(yīng)（保持平衡

或改變運(yùn)動(dòng)）的二力系,為等效力系力系：作用在同一物體上的一組力平衡力系：

作用于同一物體并使其保持平衡的力系

力系平衡條件：平衡力系所應(yīng)滿足的條件注意：力系是作用在同一物體的一組力平面力系：各力作用線位于同一平面的力系空間力系：各力作用線不位于同一平面的力系4力偶：等值、反向、作用線平行的一對(duì)力；力偶作用面：兩力作用線所在平面力偶臂：兩力作用線間的垂直距離dFF力偶與力偶系用（F,F’）表示力偶系：作用在同一物體的一組力偶平面力偶系：作用面在同一平面或平行平面力偶系空間力偶系：作用面不在同一平面或平行平面力偶系5§2

靜力學(xué)公理公理一:二力平衡公理作用在同一剛體上的兩個(gè)力,使剛體保持平衡的必要充分條件：兩力大小相等、方向相反且作用在同一直線上

※僅承受兩個(gè)力且處于平衡狀態(tài)的構(gòu)件或桿件,分別稱為二力構(gòu)件與二力桿。

※

作用在二力構(gòu)件(桿)上的力,必沿二力作用點(diǎn)的連線。

6公理二:加減平衡力系公理

在作用于剛體的已知力系上，增加或減去任一平衡力系，不會(huì)改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用效應(yīng)。作用在剛體上的力,可沿其作用線移至剛體任一點(diǎn),而不改變力對(duì)剛體的作用效應(yīng)，稱為力的可傳性。

推論在F作用線任一點(diǎn)B,施加力F’與F”,且F’=-F”=F再從力系中減去平衡力系F,F”,于是僅剩下F’7公理三:力的平行四邊形法則

作用在物體同一點(diǎn)的兩個(gè)力，可合成為一個(gè)作用在該點(diǎn)的合力，其大小與方向，則可由上述兩力為邊所作平行四邊形的對(duì)角線表示。力三角形法則FR=F1+F2F1與F2代表FR的分力，F(xiàn)R則代表該二分力的合力

8公理四:作用與反作用定律

兩物體間的相互作用力，大小相等、指向相反、并沿同一直線作用在該二物體上。

甲、乙兩物體,若甲物體給乙物體一作用力，乙物體則必給甲物體一反作用力,且兩力等值、反向與共線。

FA與構(gòu)成一對(duì)作用與反作用力9公理五:剛化公理若變形體在某力系作用下平衡，則將該物體變成剛體即剛化時(shí)，其平衡狀態(tài)不受影響。本原理所述變形體，既含可變性固體，也泛指非剛體，包括流體與機(jī)構(gòu)等。10§3

約束與約束力自由體：可以在空間自由運(yùn)動(dòng)的物體非自由體：某些方向的位移受到限制的物體約束：使非自由體某些位移受到一定限制的物體列車是非自由體鐵軌是約束約束力：約束體作用于非自由體的力；約束力的方向，與所約束位移的方向相反鐵軌作用在車輪上的力是約束力主動(dòng)力：作用在物體上的非約束力作用在列車上的重力是主動(dòng)力11§4

幾種典型約束柔索，光滑面，圓柱狀鉸鏈，軸承，球狀鉸鏈與鏈桿等柔性約束約束：限制物體沿柔索伸長方向的位移繩索、鏈條與膠帶等柔性帶狀物,不抗壓,不抗彎約束力：沿柔索中心線、指向背離所連接物體的拉力12光滑面約束：摩擦力可忽略不計(jì)的面約束光滑面約束約束：限制物體接觸點(diǎn)沿公法線且指向約束方向的位移約束力：沿公法線方向指向被約束的物體13光滑圓柱類鉸鏈物體間圓柱形孔銷連接，簡稱鉸鏈,摩擦力一般忽略不計(jì).即光滑鉸鏈

約束：限制物體垂直銷釘軸線方位的線位移約束力：作用線通過且垂直銷釘軸線的力F簡圖：圓心即鉸鏈中心，約束力一般用Fx與Fy表示14１.固定鉸支

將鉸鏈用于物體與支承物之間構(gòu)成的約束,稱為固定鉸鏈支座,簡稱固定鉸支。約束：限制物體垂直銷釘軸線方位的線位移約束力：作用線通過且垂直銷釘軸線的力，方向與大小均待定，也可用互垂分力Fx與Fy表示鉸鏈支座15２.活動(dòng)鉸支

可沿固定支承平面滾動(dòng)的鉸鏈支座，稱為活動(dòng)鉸鏈支座，簡稱活動(dòng)鉸支。

約束：僅限制物體垂直于支承平面的線位移約束力：作用線垂直于支承平面并指向被連接物16軸承徑向軸承止推軸承請(qǐng)讀者分析約與約束力的特性17光滑球鉸鏈由光滑球與球窩構(gòu)成的約束,稱為球鉸。約束：限制球心在三維空間任何方向的線位移約束力：約束力通過球心,并可指向空間任一方向,通常用過球心的三個(gè)互垂分力Fx，F(xiàn)y與Fz表示

18鏈桿約束兩端均為光滑鉸鏈的剛性連接桿，稱為鏈桿。

約束：兩端鉸鏈中心沿其連線方位無相對(duì)線位移約束力：作用在兩鉸鏈上的力,沿鉸鏈連線,二者等值、反向

鏈桿

本身

重量一般忽略不計(jì),僅在兩端受力,故屬于二力桿，可以是直桿或曲桿。19§5物體受力分析

1.將圓輪單獨(dú)畫出。實(shí)例分析

圖示重為W的圓輪，A點(diǎn)由繩AB系住，D點(diǎn)靠在光滑曲面上。試問圓輪受哪些力。2.

重心C，作用重力W，主動(dòng)力。3.連接點(diǎn)A，繩索約束，拉力FA，沿繩索AB

。4.

接觸點(diǎn)D，光滑面約束，壓力FD，沿公法線。201.選擇研究對(duì)象，并畫其分離體圖；表示分離體及其上所受主動(dòng)力與約束力的簡圖,稱為受力圖。

為了研究平衡或運(yùn)動(dòng)被選擇的物體,稱為研究對(duì)象。解除約束后的物體,稱為分離體。受力分析的幾個(gè)概念畫受力圖的步驟與要點(diǎn)2.在分離體上，畫作用其上的主動(dòng)力；

3.在分離體的每個(gè)被約束處，畫相應(yīng)約束力。