機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課件 模塊1 相關(guān)力學(xué)基礎(chǔ)知識

模塊1相關(guān)力學(xué)基礎(chǔ)知識單元1.1靜力學(xué)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)單元1.2構(gòu)件承載能力分析基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)問題提出思考各種機(jī)械都是由若干個(gè)基本的零部件按照一定規(guī)律組成的，當(dāng)機(jī)械工作時(shí)，組成機(jī)械的各個(gè)構(gòu)件都要受到外力的作用。在載荷的作用下，構(gòu)件可能平衡、也可能運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，同時(shí)構(gòu)件將產(chǎn)生一定的變形。構(gòu)件是由一定的材料制成的，若受到的載荷超過材料的承受能力，就會(huì)使構(gòu)件產(chǎn)生過大的變形或斷裂而破壞。例如機(jī)床主軸，若載荷過大而發(fā)生斷裂，整個(gè)機(jī)床將無法使用；若變形過大，將使齒輪間不能正常嚙合，引起軸承的不均勻磨損，從而影響機(jī)械加工的精度。又如柴油機(jī)的挺桿、千斤頂?shù)穆輻U，當(dāng)軸向載荷超過一定的限度時(shí)就會(huì)突然彎曲甚至折斷。這就是構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性問題。單元1.1靜力學(xué)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)1.1力與力系的基本概念力是物體間相互機(jī)械作用。力的三要素：力的大小、力的方向和力的作用點(diǎn)。剛體是指在任何外力作用下，大小和形狀始終保持不變的物體。對于剛體，只會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)效應(yīng)，而對于變形固體則既會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)效應(yīng)也會(huì)出現(xiàn)變形效應(yīng)。力

的

分

類體分布力，單位：N/m3或kN/m3；面分布力，單位：N/m2或kN/m2；線分布力，單位：N/m或kN/m；集中力，單位是N或kN。力

的

效應(yīng)內(nèi)效應(yīng)：變形效應(yīng)外效應(yīng)：運(yùn)動(dòng)效應(yīng)力

系的

分

類平面力系空間力系匯交力系平行力系任意力系單元1.1靜力學(xué)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)1.2靜力學(xué)基本公理及推論公理1：二力平衡公理公理2：加減平衡力系公理公理3：力的平行四邊形法則公理4：作用與反作用定律推論1：力的可傳性原理推論2：三力平衡匯交原理作用在剛體上兩個(gè)力平衡的必要與充分條件是：兩個(gè)力等值、反向、共線。在已知力系上加上或者減去任意平衡力系，不會(huì)改變原力系對剛體的效應(yīng)。兩個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力矢量的線段為鄰邊作平行四邊形，這個(gè)平行四邊形的對角線就表示該兩個(gè)力的合力大小和方向。作用力和反作用力總是同時(shí)存在，兩力的大小相等、方向相反，沿著同一直線，分別作用在兩個(gè)相互作用的物體上。作用于剛體上的某點(diǎn)的力，可沿其作用線滑移到該剛體上任一點(diǎn)，而不會(huì)改變力對剛體的作用效應(yīng)。作用在一個(gè)剛體上三個(gè)互不平行的力達(dá)到平衡狀態(tài)的必要條件是：則此三個(gè)力一定匯交到同一點(diǎn)。單元1.1靜力學(xué)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)1.3構(gòu)件受力分析基礎(chǔ)工程常見約束柔性體約束光滑面約束鉸鏈約束固定端約束中間鉸鏈固定鉸鏈支座滑動(dòng)鉸鏈支座非剛性體形成的約束。忽略接觸面摩擦力的剛性約束。只限制移動(dòng)，不限制轉(zhuǎn)動(dòng)的約束。圓柱鉸鏈約束中用光滑圓柱體連接的兩個(gè)物體有一個(gè)固定。圓柱鉸鏈約束中用光滑圓柱體連接的兩個(gè)物體都不是完全固定。光滑面與光滑圓柱約束的復(fù)合約束。限制物體在約束處移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的約束。用光滑圓柱體（例如銷釘）相連接。構(gòu)件受力分析：選取研究對象做分離體受力圖畫上主動(dòng)力和約束反力單元1.1靜力學(xué)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)1.4構(gòu)件平面力系問題的分析基本物理量平面力的投影與分力平面力對點(diǎn)之矩力偶平面力系簡化平面力系平衡簡化結(jié)果力的平移定理平衡方程：平衡條件:平衡分析計(jì)算單元1.2構(gòu)件承載能力分析基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)材料變形彈性變形塑性變形材