工程力学1—静力学的基本概念与物体受力分析VIP免费

静力学第一篇静力学静力学研究物体在力系作用下的平衡规律。平衡——物体的运动状态不变。它包括静止和匀速直线运动。力系——作用于物体上的若干个力。分类：按力的作用线分布：平面力系和空间力系；按力的作用线关系：汇交力系、平行力系和任意力系。静力学引言若两力系对同一物体作用效果相同—等效力系；把一个力系用与之等效的另一个力系代替—力系的等效替换。一个复杂力系用一个简单力系等效替换的过程—力系的简化。若一个力系可用一个力等效替换，则该力叫合力；力系中的各力叫分力。若作用于物体上的力系使物体保持平衡，则该力系称为平衡力系。此时力系所满足的条件称平衡条件。静力学所研究的基本问题：力系的简化；力系的平衡条件及其应用。静力学引言•静力学模型•静力学公理•约束与约束反力•力对点之矩与力对轴之矩•受力分析与受力图第1章静力学的基本概念和物体受力分析（2）受力的合理抽象与简化；所谓模型是指实际物体与实际问题的合理抽象与简化。静力学模型包括三方面：1.1静力学模型（1）物体的合理抽象与简化；（3）接触与连接方式的合理抽象与简化。刚体是一个理想化的力学模型。由于静力学研究的力学模型是刚体和刚体系统，故静力学又称刚体静力学。1.刚体的概念1.1静力学模型所谓刚体是指这样的物体，在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变。当分布力作用面积很小时，将分布力简化为作用于一点的合力，称为集中力。2.集中力与分布力1.1静力学模型物体受力一般是通过物体间直接或间接接触进行的，接触处所受的力具有一定的面积－－分布力；力是物体之间相互的机械作用，这种作用的效果是使物体的运动状态发生变化，同时使物体的形状发生改变。力使物体运动状态发生变化的效应称为力的外效应或运动效应；力使物体形状发生改变的效应称为力的内效应或变形效应。2.力的概念1、力的大小。表示物体间相互机械作用的强弱程度。单位：牛顿(N)或千牛顿(kN)。2、力的方向。表示力的作用线在空间的方位和指向。3、力的作用点。表示力的作用位置。以上称为力的三要素。决定力的作用效果的因素2.力的概念力可以用一个矢量表示。如图所示，矢量的模按一定的比例尺表示力的大小；矢量的方位和指向表示力的方向；矢量的起点(或终点)表示力的作用点。2.力的概念力的矢量表示ABFFFxFyxyijxyxyFF�FFFijO2.力的概念若已知力与平面坐标系Oxy轴间夹角，则用直接投影法yxzFFxFyFzikj若已知力与正交坐标系Oxyz三轴间夹角，则用直接投影法cos(,)cos(,)cos(,)xyzFFFFFFFiFjFk力在直角坐标轴的投影2.力的概念2.力的概念滑动矢量与定位矢量PPPP变形体（P定位矢量）FFFF刚体(F滑动矢量)1公理1力的平行四边形规则作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点，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。或者说，合力矢等于这两个力矢的几何和，即R12�FFFA它是力系简化的基础。1.2静力学公理F1FRF2作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是：这两个力大小相等、方向相反、沿同一条直线。此公理提供了一种最简单的平衡力系。对于刚体此条件是充要条件，但对变形体只是必要条件而不是充分条件。只受两个力作用而平衡的构件，叫二力构件。2公理2二力平衡公理FF'AB1.2静力学公理在作用于刚体上的已知力系上，加上或去掉任意个平衡力系，不改变原力系对刚体的作用效果。该公理是力系简化的理论依据。3公理3加减平衡力系公理1.2静力学公理作用在刚体上的力可沿其作用线任意移动，而不改变该力对刚体的作用。作用于刚体上的力的三要素为：大小、方向、作用线。作用于刚体上的力是：滑动矢量。4推论1力的可传性原理AFBABFF1F2ABF2==1.2静力学公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，且第三个力的作用线通过汇交点。说明不平行三力平衡的必要条件，即：三力平衡必汇交。三力汇交不一定平衡。5推论2三力平衡汇交定理F1F2ABCF31.2静力学公理两物体间相互作用的作用力和反作用力总是同时存在，大小相等，方向相反，沿同一直线，分别作用在这...