单辉祖工力1受力分析.ppt
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1、工程力 学,力 物体间相互机械作用的结果。 接触 场,力的内效应(变形):使物体的形状发生变化,力的外效应(运动):使物体的运动状态改变,绪 论,1. 解决工程力学问题,学 习 目 的,研究力的外效应。研究物体的机械运动的一般 规律的科学。,静力学、运动学、动力学,理论力学,材料力学,强度、刚度、稳定性,研究力的内效应。研究物体在外力作用下的变 形和失效规律。,理论力学材料力学,工程力学,技 术 基 础 课,2. 能力培养,3. 敲门砖,箭头的长度表示力的大小 箭头的方向表示力的方向 箭头的始端(末端)表示力的作用点 (箭头所沿着的直线表示力的作用线),黑体 F 表示力矢量, 普通字母F 表示
2、力的大小。 若以 F 0 表示沿力作用方向的单位矢量, 则 F = F F 0 力的单位: N 和 kN,力的作用线,定位矢量,力的三要素:,力的大小,力的方向,力的作用点,滑移矢量,自由矢量,力是矢量,当物体间的相互作用面积可以抽象为一个点(作用点)时,其相互作用力称为 集中力,力的分类,当物体间的相互作用面不能抽象为一个点时,物体间相互的作用力称为 分布力,作用线落在同一平面内的力系叫 平面力系 作用线分布在空间内的力系叫 空间力系,两力系对同一物体的作用效应相同 则称两力力系为 等 效 力 系,集中力与分布力,平面力系和空间力系,等效力系,一个力与一个力系等效,则称该力为该力系的 合 力
3、,静 力 学,第 一 篇,静力学的任务:,静力学的研究内容:,研究作用在物体上力系的平衡规律,力系 作用于物体上的一群力。,平衡 物体相对于惯性参考系(如地面) 保持静止或作匀速直线运动。,1. 物体受力分析,2. 力系的简化方法,3. 建立平衡条件,静力学基本概念 与受力分析,第一章,刚体是实际物体被抽象化了的力学模型,吊车梁的弯曲变形 一般不超过跨度的1/500,因此,研究吊车梁的平衡规律时,变形是次要因数,可以略去。,1-1 刚体的概念,刚体: 在力的作用下,其内部任意两点之间的距离永远保持不变的物体。,公理1 力的平行四边形法则,1-2 静力学公理,作用在物体上的同一点的两个力,可以合
4、成为一个合力。合力作用点也是该点,合力的大小和方向,由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。,FR = F1 + F2 (R = F1 + F2 ),公理2 二力平衡条件,作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的充分必要条件是: 两个力大小相等,方向相反,且在同一直线上, 即 F1 = - F2,A,B,只在两点受力而处于平衡的物体叫二力构件或二力杆。,二力构件,二力构件不论其形状如何,其所受的两个力的作用线,必沿着两力作用点的连线。,在已知力系上加上或减去一个任意的平衡力系,将不会改变原力系对刚体的作用效应。 推理1 力的可传性 作用于刚体上某点的力,可以沿着它的作用线推移到刚体内的另一点
5、,而不改变力对刚体的作用效应。,公理3 加减平衡力系原理,F2 = - F1 = F,推理2 三力平衡汇交定理,作用于刚体上三个相互平衡的力,若其中两个力的作用线汇交于一点, 则此三力必在同一平面内,且三个力的作用线汇交一点。,公理4 作用与反作用定理,作用力与反作用力总是同时存在,且大小相等、方向相反、沿同一直线,分别作用在两个相互作用的物体上。,注意:本公理与公理 2 (二力平衡条件)是有区别的。,公理5 刚化原理,变形体在某一力系作用下处于平衡,如将此变形体刚化为刚体,其平衡状态保持不变。,刚体的平衡条件是变形体平衡的必要而非充分条件。,自 由 体:位移不受限制的物体。,非自由体:位移受
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