[理學(xué)]第一章靜力學(xué)公理和物體的受力分析ppt課件

1、 機(jī)電建工學(xué)院機(jī)電建工學(xué)院第一篇第一篇 靜力學(xué)靜力學(xué)第一章第一章靜力學(xué)公理和物體的受力分析靜力學(xué)公理和物體的受力分析力系的定義力系的定義 作用于同一個(gè)物體上的一組力。作用于同一個(gè)物體上的一組力。 力系力系(System of forces )(System of forces )的分類的分類 各力的作用線都在同一平面內(nèi)的力系稱為平面力系；各力的作用線都在同一平面內(nèi)的力系稱為平面力系； 各力的作用線不在同一平面內(nèi)的力系稱為空間力系。各力的作用線不在同一平面內(nèi)的力系稱為空間力系。21FFFR1F2FRFA 上述的二力平衡公理對(duì)于剛體是充分的也是必要的，而對(duì)于變形體只是必要的，而不是充分的。如圖1.

2、5所示的繩索的兩端假設(shè)遭到一對(duì)大小相等、方向相反的拉力作用可以平衡，但假設(shè)是壓力就不能平衡。 公理三公理三: 加減平衡力系公理加減平衡力系公理 在知的力系上加上或減去恣意平衡力系在知的力系上加上或減去恣意平衡力系, 不會(huì)改動(dòng)原力系對(duì)不會(huì)改動(dòng)原力系對(duì)剛體的作用剛體的作用.1F2F1F2F1F2FFABFF1FBABAF1FFF 加一對(duì)平加一對(duì)平衡力衡力減一對(duì)平減一對(duì)平衡力衡力減一對(duì)平減一對(duì)平衡力衡力加一對(duì)平加一對(duì)平衡力衡力如左圖，力作用于同如左圖，力作用于同一物體上，可傳送。一物體上，可傳送。如右圖，不可傳送如右圖，不可傳送AOBC1F2F3FABOCRF1F2F2F3F3FFFABCANFBN

3、FCNFRFRFRFF1TF2TF1TF2TFa. 向心軸承向心軸承轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸軸承軸承軸承與軸的接軸承與軸的接觸點(diǎn)觸點(diǎn)軸承對(duì)軸承對(duì)軸的力軸的力FFFxFyFzRxFyFzF止推軸承表示圖止推軸承表示圖 固定鉸支座和滾動(dòng)支座約束的書固定鉸支座和滾動(dòng)支座約束的書面表示面表示: 鏈桿就是兩端鉸接而中間不受力的剛性直桿，由此所構(gòu)成的約鏈桿就是兩端鉸接而中間不受力的剛性直桿，由此所構(gòu)成的約束稱為鏈桿約束。這種約束只能限制物體沿鏈桿軸線方向上的挪束稱為鏈桿約束。這種約束只能限制物體沿鏈桿軸線方向上的挪動(dòng)。鏈桿可以受拉或者是受壓，但不能限制物體沿其他方向的運(yùn)動(dòng)。鏈桿可以受拉或者是受壓，但不能限制物體沿其他方向

4、的運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，所以，鏈桿約束的約束反力沿著鏈桿的軸線，其指向動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，所以，鏈桿約束的約束反力沿著鏈桿的軸線，其指向假設(shè)。假設(shè)。 工程上將構(gòu)造或構(gòu)件銜接在支承物上的安裝，稱為支座。工程上將構(gòu)造或構(gòu)件銜接在支承物上的安裝，稱為支座。在工程上經(jīng)常經(jīng)過支座將構(gòu)件支承在根底或另一靜止的構(gòu)件在工程上經(jīng)常經(jīng)過支座將構(gòu)件支承在根底或另一靜止的構(gòu)件上。支座對(duì)構(gòu)件就是一種約束。支座對(duì)它所支承的構(gòu)件的約上。支座對(duì)構(gòu)件就是一種約束。支座對(duì)它所支承的構(gòu)件的約束反力也叫支座反力。支座的構(gòu)造是多種多樣的，其詳細(xì)情束反力也叫支座反力。支座的構(gòu)造是多種多樣的，其詳細(xì)情況也是比較復(fù)雜的，只需加以簡(jiǎn)化，歸納成幾個(gè)類型，才便況也是

5、比較復(fù)雜的，只需加以簡(jiǎn)化，歸納成幾個(gè)類型，才便于分析計(jì)算。于分析計(jì)算。 圖圖1.18(a)1.18(a)是固定鉸支座的表示圖。構(gòu)件與支座用光滑的圓柱鉸鏈聯(lián)是固定鉸支座的表示圖。構(gòu)件與支座用光滑的圓柱鉸鏈聯(lián)接，構(gòu)件不能產(chǎn)生沿任何方向的挪動(dòng)，但可以繞銷釘轉(zhuǎn)動(dòng)，可見固定鉸接，構(gòu)件不能產(chǎn)生沿任何方向的挪動(dòng)，但可以繞銷釘轉(zhuǎn)動(dòng)，可見固定鉸支座的約束反力與圓柱鉸鏈約束一樣，即約束反力一定作用于接觸點(diǎn)，支座的約束反力與圓柱鉸鏈約束一樣，即約束反力一定作用于接觸點(diǎn)，經(jīng)過銷釘中心，方向未定。固定鉸支座的簡(jiǎn)圖如圖經(jīng)過銷釘中心，方向未定。固定鉸支座的簡(jiǎn)圖如圖1.18(b)1.18(b)所示。約束反所示。約束反力如圖力

6、如圖1.18(c)1.18(c)所示，可以用所示，可以用FRAFRA和一未知方向角和一未知方向角 表示，也可以用一個(gè)程表示，也可以用一個(gè)程度力度力FXAFXA和垂直力和垂直力FYAFYA表示。表示。 圖圖l.20(a)l.20(a)是可動(dòng)鉸支座的表示圖。構(gòu)件與支座是可動(dòng)鉸支座的表示圖。構(gòu)件與支座用銷釘銜接，而支座可沿支承面挪動(dòng)，這種約束，用銷釘銜接，而支座可沿支承面挪動(dòng)，這種約束，只能約束構(gòu)件沿垂直于支承面方向的挪動(dòng)，而不只能約束構(gòu)件沿垂直于支承面方向的挪動(dòng)，而不能阻止構(gòu)件繞銷釘?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)和沿支承面方向的挪動(dòng)。能阻止構(gòu)件繞銷釘?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)和沿支承面方向的挪動(dòng)。所以，它的約束反力的作用點(diǎn)就是約束與被約束所

7、以，它的約束反力的作用點(diǎn)就是約束與被約束物體的接觸點(diǎn)、約束反力經(jīng)過銷釘?shù)闹行模怪蔽矬w的接觸點(diǎn)、約束反力經(jīng)過銷釘?shù)闹行?，垂直于支承面，方向能夠指向?gòu)件，也能夠背叛構(gòu)件，于支承面，方向能夠指向構(gòu)件，也能夠背叛構(gòu)件，視自動(dòng)力情況而定。這種支座的簡(jiǎn)圖如視自動(dòng)力情況而定。這種支座的簡(jiǎn)圖如1.20(b)1.20(b)所所示，約束反力如圖示，約束反力如圖1.20(c)1.20(c)所示。所示。 整澆鋼筋混凝土的雨篷，它的一端完全嵌固在整澆鋼筋混凝土的雨篷，它的一端完全嵌固在墻中，一端懸空如圖墻中，一端懸空如圖1.22(a)1.22(a)，這樣的支座叫固定，這樣的支座叫固定端支座。在嵌固端，既不能沿任何方向

8、挪動(dòng)，也端支座。在嵌固端，既不能沿任何方向挪動(dòng)，也不能轉(zhuǎn)動(dòng)，所以固定端支座除產(chǎn)生程度和豎直方不能轉(zhuǎn)動(dòng)，所以固定端支座除產(chǎn)生程度和豎直方向的約束反力外，還有一個(gè)約束反力偶向的約束反力外，還有一個(gè)約束反力偶( (力偶將在力偶將在后面章節(jié)討論后面章節(jié)討論) )。這種支座簡(jiǎn)圖如圖。這種支座簡(jiǎn)圖如圖1. 22(b)1. 22(b)所示，所示，其支座反力表示如圖其支座反力表示如圖1.22(c)1.22(c)所示。所示。 FABANFBNFPBFPACDBA1P2PDCCFDFBA2P1PDDFAxFAyFBCCFBFACBPCAPCFxAFyAFPCACFAF( 1) ( 從二力桿從二力桿BD 入手入手)

9、留意銜接三個(gè)以上留意銜接三個(gè)以上構(gòu)件構(gòu)件( 包括根底包括根底)的鉸的鉸接處接處. (如如B 處處) BF1F2FBDDF1BFAFC ABxCFyCFxBF2yBF21FkFxBF3yBF3BBF1BF2 xBF2 yBF3 yBF3 xBFBDFxCFyCFxEFyEFCEDABCDEKIII P1FkFBxBF3yBF3BF1BF2 xBF2 yBF3 yBF3 xBFB2 yBF2 xBFBF1BFB1FkF ( 3 ) 桿桿AB, 滑輪滑輪I , 滑輪滑輪II, 鋼絲繩和鋼絲繩和重物的組重物的組合體的受合體的受力圖力圖PABCIIIAFkFxCFyCF1BFABCDEKIII P (4) 整個(gè)系統(tǒng)的受力圖整個(gè)系統(tǒng)的受力圖.ABCDEKIII PAFxEFyEFABCDqCDqDFxCFyCFA