第1章静力学基础.ppt

1.4受力分析与受力图示例1：AACCBBABCABCABC1.4受力分析与受力图示例2：ABCBCACABCDCCD1.4受力分析与受力图示例3：重量为G的均质杆AB，其B端靠在光滑铅垂墙的顶角处，A端放在光滑的水平面上，在点D处用一水平绳索拉住，试画出杆AB的受力图。FAFBFDG1.4受力分析与受力图示例4：W取分离体FRAFRBABW画受力图1.4受力分析与受力图示例5：重量为G的梯子AB，放在光滑的水平地面和铅直墙上。在D点用水平绳索与墙相连，如图所示。试画出梯子的受力图。1.4受力分析与受力图示例5如图所示的结构由杆AC、CD和滑轮B铰接而成。物体重为G，用绳子挂在滑轮上。如杆、滑轮及绳子的自重不计，并忽略各处的摩擦，试分别画出滑轮B、杆AC、CD及整个系统的受力图。解：（1）以滑轮B为研究对象，画出分离体图。B处为光滑铰链约束，可用两个正交分力FBx、FBy表示；在E、H处有绳索的拉力FTE、FTH，如图（b）所示。1.4受力分析与受力图1.4受力分析与受力图（2）取杆CD为研究对象，画出分离体图。CD杆为二力杆，在C、D处画上拉力FCD、FDC，其受力图如图1.27所示。（3）取杆AC为研究对象，画出分离体图。A处为固定铰支座，用两个正交分力FAx、FAy表示；在B、C处受中间铰约束，在B处画上FBx′、FBy′，它们分别与FBx、FBy互为作用力与反作用力。在C处画上FCD′，它与FCD互为作用力与反作用力，其受力图如图（d）所示。1.4受力分析与受力图（4）以整个系统为研究对象，画出分离体图。此时杆AC与杆CD在C处铰接，滑轮B与杆AC在B处铰接，这两处的约束反力互为作用力与反作用力，并成对出现，为系统的内力，不必画出。这样，系统所受的力有主动力G，约束反力FDC、FTE、FAx及FAy，其受力图如图（e）所示。第一章静力学基础静力学基本概念1.1静力学公理1.2常见约束与约束力1.3受力分析与受力图1.4本章主要内容1静力学研究物体作机械运动的特殊情况——物体处于静止状态时力的平衡规律。包括：受力分析、力系的简化、平衡的条件等等。物体的静平衡是指物体相对于地面保持静止或作匀速直线运动的状态。1.1静力学基本概念1.1.1力的概念关于力力是物体之间的相互机械作用，其效果是使物体的运动状态发生改变或形态发生改变。静力学只研究刚体，因此，只讨论物体在力的作用下整体的平衡问题。1.1静力学基本概念1.1.2力系一般情况下，作用于物体上的力不是一个，而是几个，同时作用在一个物体上的几个力称为力系。如果作用于物体上的力系使物体处于平衡状态，则称该力系为平衡力系。（物体相对于地保持静止或匀速直线运动）1.1静力学基本概念1.1.3刚体的概念所谓刚体，就是在任何情况下，任意两点间距离都保持不变的物体。（在力的作用下不变形）（1）刚体只是一个理想的力学模型。（2）宇宙中并无刚体存在。（3）工程力学的静力学部分将物体的微小变形忽略不计。（4）材料力学部分需研究物体的变形，故不能把物体看成刚体。1.2静力学公理公理1两力平衡公理作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡的充分必要条件是：这两个力大小相等、方向相反且作用在同一直线上(简称等值、反向、共线)矢量表示法：F1=－F21.2静力学公理二力构件只有两个力作用下处于平衡的物体不是二力构件1.2静力学公理公理2加减平衡力系公理在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系，不会改变原力系对刚体作用的外效应。推理1：力的可传性作用于刚体上的力，可沿其作用线移至刚体上任意一点，而不改变它对刚体作用的外效应。AB力的三要素可以叙述为：大小、方向、作用线1.2静力学公理公理3力的平行四边形法则作用于刚体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，其作用线必通过该点，合力的大小和方位由两个力所构成的平行四边形的对角线表示。1.2静力学公理推论2三力平衡定理当刚体受到同平面内互不平行的三个力作用而平衡时，则此三力的作用线必汇交于一点。公理4作用与反作用公