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结构静力分析 第一章 1 .1 静力分析的基本概念 1 .1 .1 力的概念 1. 定义 力是物体间的相互机械作用。这种机械作用使物体的运动状态或形状尺寸发生改变。力使物体的运动状态发生改变称为力的外效应;力使物体形状尺寸发生改变称为力的内效应。 2. 力的三要素及表示方法 在工程实践中,物体间机械作用的形式是多种多样的,如重力、压力 、摩擦力等。力对物体的效应(外效应和内效应)取决于力的大小、方向和作用点,这三者被称为力的三要素。 力是一个既有大小又有方向的物理量,称为力矢量。用一条有向线段表示,线段的长度(按一定比例尺)表示力的大小;线段的方位和箭头表示力的方向;线段的起始点(或终点)表示力的作用点,如图1-1-1 所示。力的国际单位为牛[顿](N)。 图 1-1-1 3.力系与等效力系 若干个力组成的系统称为力系。如果一个力系与另一个力系对物体的作用效应相同,则这两个力系互称为等效力系。若一个力与一个力系等效,则称这个力为该力系的合力,而该力系中的各力称为这个力的分力。已知分力求其合力的过程称为力的合成,已知合力求其分力的过程称为力的分解。 4.平衡与平衡力系 平衡是指物体相对于地球处于静止或匀速直线运动的状态。若一力系使物体处于平衡状态,则该力系称为平衡力系。 1.1.2 刚体的概念 所谓刚体,是指在外力作用下,大小和形状保持不变的物体。这是一个理想化的力学模型,事实上是不存在的。实际物体在力的作用下,都会产生程度不同的变形。但微小变形对所研究物体的平衡问题不起主要作用,可以忽略不计,这样可以使问题的研究大为简化。静力学中研究的物体均可视为刚体。 1.2 静力学公理 公理 1 二力平衡公理 作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是:这两个力大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上。 对于变形体而言,二力平衡公理只是必要条件,但不是充分条件。例如在绳索两端施加一对等值、反向、共线的拉力时可以平衡,但受到一对等值、反向、共线的压力时就不能平衡了。 公理 2 加减平衡力系公理 在已知力系上加上或者减去任意平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用。 推论 1 力的可传性原理 作用在刚体上某点的力,可以沿着它的作用线移动到刚体内任意一点,并不改变该力对刚体的作用效应。如图 1-2-1 所示的小车,在 A点作用力 F和在 B 点作用力 F 对小车的作用效果是相同的。 图 1-2-1 公理 3 力的平行四边形公理...

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