一、静力学1.静力学基本概念 (1)刚体 刚体:形状大小都要考虑的,在任何受力情况下体内任意两点之间的距离始终保持不变的物体。在静力学中,所讨论的物体都是指刚体。所以,静力学也叫刚体静力学。 (2)力 力是物体之间的相互机械作用,这种作用使物体的运动状态改变(外效应)和形状发生改变(内效应)。在理论力学中仅讨论力的外效应,不讨论力的内效应。力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点,因此力是定位矢量,它符合矢量运算法则。 力系:作用在讨论对象上的一群力。 等效力系:两个力系作用于同一物体,若作用效应相同,则此两个力系互为等效力系。(3)平衡物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动。 (4)静力学公理 公理1(二力平衡公理)作用在同一刚体上的两个力成平衡的必要与充分条件为等大、反向、共线。公理2(加减平衡力系公理)在任一力系中加上或减去一个或多个平衡力系,不改变原力系对刚体的外效应。 推论(力的可传性原理)作用于刚体的力可沿其作用线移至杆体内任意点,而不改变它对刚体的效应。在理论力学中的力是滑移矢量,仍符合矢量运算法则。因此,力对刚体的作用效应取决于力的作用线、方向和大小。 公理3(力的平行四边形法则)作用于同一作用点的两个力,可以按平行四边形法则合成。 推论(三力平衡汇交定理)当刚体受三个力作用而平衡时,若其中任何两个力的作用线相交于一点,则其余一个力的作用线必交于同一点,且三个力的作用线在同一个平面内。公理4(作用与反作用定律)两个物体间相互作用力同时存在,且等大、反向、共线,分别作用在这两个物体上。 公理5(刚化原理)如变形物体在已知力系作用下处于平衡状态,则将此物体转换成刚体,其平衡状态不变。可见,刚体静力学的平衡条件对变形体成平衡是必要的,但不一定是充分的。 (5)约束和约束力1)约束:阻碍物体自由运动的限制条件。约束是以物体相互接触的方式构成的。2)约束力:约束对物体的作用。约束力的方向总与约束限制物体的运动方向相反。表4.1-1列出了工程中常见的几种约束类型、简图及其对应的约束力的表示法。其中前7 种多见于平面问题中,后4 种则多见于空间问题中。表4.1-1 工程中常见约束类型、简图及其对应约束力的表示约束类型约束简图约束力矢量图约束力描述柔索类作用点:物体接触点方位:沿柔索方向:背离被约束物体大小:待求这类约束为被约束物体提供拉力。光滑面接触单面约束:作用点:物体接...