工力C總復(fù)習(xí).ppt

1、礦大力學(xué)系 喻梅 Email: ,靜力學(xué)部分,一、力的概念 力與力矩的計(jì)算方法 二、力系的簡(jiǎn)化 三、約束 約束力 四、受力分析 五、力系的平衡理論 六、兩個(gè)專題,1、力的概念 力與力矩的計(jì)算方法,靜力學(xué)部分,（1）力的概念：,力是物體間相互的機(jī)械作用，這種作用可以使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變（運(yùn)動(dòng)效應(yīng)），也可以使物體產(chǎn)生變形（變形效應(yīng)）。,力的三要素：大小、方向和作用點(diǎn)。,（定位矢量或固定矢量）,1、力的概念 力與力矩的計(jì)算方法,靜力學(xué)部分,（2）力的合成與分解,平行四邊形法則,力三角形、力多邊形,（3）力的投影,1、力的概念 力與力矩的計(jì)算方法,靜力學(xué)部分,（4）合力投影定理,1、力的概念 力與

2、力矩的計(jì)算方法,靜力學(xué)部分,（5）力對(duì)點(diǎn)之矩,平面力對(duì)一點(diǎn)之矩,1、力的概念 力與力矩的計(jì)算方法,靜力學(xué)部分,（6）力對(duì)軸的矩,力對(duì)軸的矩等于力在垂直于該軸的平面上的投影對(duì)軸與平面交點(diǎn)的矩。,1、力的概念 力與力矩的計(jì)算方法,靜力學(xué)部分,（7）力對(duì)點(diǎn)之矩與力對(duì)軸之矩的關(guān)系,力對(duì)點(diǎn)的矩矢在通過該點(diǎn)的某軸上的投影，等于力對(duì)該軸的矩。,（8）合力矩定理,力系的合力對(duì)任一點(diǎn)（或任一軸）之矩等于力系中各力對(duì)同一點(diǎn)（或同一軸）之矩的矢量和（代數(shù)和）。,力偶矩,平面力偶,1、力的概念 力與力矩的計(jì)算方法,靜力學(xué)部分,（9）空間力偶與平面力偶的概念,空間力偶的等效條件,兩個(gè)力偶的力偶矩矢相等，則它們是等效的。

3、,（只適用于剛體）,右手螺旋,力偶矩矢：,2、力系的簡(jiǎn)化,靜力學(xué)部分,（1）力系的元素： 力 和 力偶,2、力系的簡(jiǎn)化,靜力學(xué)部分,（2）力線平移定理,（只適用于剛體）,空間力：,靜力學(xué)部分,（3）力系簡(jiǎn)化的結(jié)果,2、力系的簡(jiǎn)化,對(duì)于最一般的空間力系，可向一點(diǎn)簡(jiǎn)化，得到力系的主矢和主矩：,平面任意力系簡(jiǎn)化結(jié)果為平面內(nèi)的,靜力學(xué)部分,3、約束和約束力, 光滑接觸面約束, 柔性體約束, 光滑圓柱形鉸鏈約束（固定鉸支座、活動(dòng)鉸支座、向心軸承）, 輥軸支座, 鏈桿約束, 球鉸鏈、止推軸承和固定端約束,常見約束類型：,二力桿或二力構(gòu)件,固定端約束（平面力系情況下）,靜力學(xué)部分,4、受力分析,物體的受力分

4、析,確定物體受了幾個(gè)力，每個(gè)力的作用位置和力的作用方向。,受力圖施力物體對(duì)研究對(duì)象的所有作用力的簡(jiǎn)圖。, 確定研究對(duì)象，把它從周圍物體中分離出來, 畫主動(dòng)力, 根據(jù)約束類型，正確地畫上相應(yīng)的約束力, 適當(dāng)?shù)睾?jiǎn)化受力圖（二力平衡、三力匯交）,受力分析步驟,注意事項(xiàng)：,力不可多畫、不可少畫，每一個(gè)力均要明確其施力物體是什么，只畫外力，不畫成對(duì)出現(xiàn)的內(nèi)力。,靜力學(xué)部分,5、力系的平衡理論,1、二力平衡公理,2、三力平衡匯交定理,3、任意力系平衡定理,1) 空間匯交力系,、 、,2) 空間力偶系,3) 空間平行力系（/z軸）,4) 平面任意力系（xy面）,5) 平面匯交力系（xy面）,6) 平面平行力

5、系（xy面，且/x軸）,、 、,、,、 、,、,、,特殊力系平衡方程:,圖示連續(xù)梁由AB 和BC兩部分組成，其所受載荷如圖所示。試求固定端A和鉸支座C的約束力。,練 習(xí),靜力學(xué)部分,6、兩個(gè)專題, 節(jié)點(diǎn)法, 截面法,1）平面桁架的內(nèi)力計(jì)算,若問桁架中內(nèi)力為0的桿件有那些？如何判斷？,靜力學(xué)部分,6、兩個(gè)專題,2）摩擦（滑動(dòng)摩擦）,靜滑動(dòng)摩擦力,最大靜滑動(dòng)摩擦力,動(dòng)滑動(dòng)摩擦力, 具有摩擦的平衡問題,例：fs = 0.5 ,正方形物塊重為P，求保持靜止的 Fmax= ?,材料力學(xué)部分,一、材料力學(xué)的基本概念 二、材料的力學(xué)性質(zhì) 三、桿件的基本變形 四、一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)分析 強(qiáng)度理論 五、組合變形 六

6、、壓桿穩(wěn)定,定義,內(nèi)力正負(fù)規(guī)定,變形固體基本假設(shè),連續(xù)性、均勻性、各向同性和小變形假設(shè),內(nèi)力,截面法,內(nèi)力分類,軸力 、扭矩 、剪力 和彎矩,根據(jù)內(nèi)力引起的變形特點(diǎn)來規(guī)定正負(fù),(+),應(yīng)力,應(yīng)變,1、材料力學(xué)的基本概念,材料力學(xué)部分,2、材料的力學(xué)性質(zhì),低碳鋼 拉伸- 曲線,四個(gè)階段,屈服,彈性,頸縮,強(qiáng)化,四個(gè)特征點(diǎn),比例極限 、彈性極限、屈服極限和強(qiáng)度極限,強(qiáng)度指標(biāo),強(qiáng)度極限和屈服極限,塑性指標(biāo),伸長(zhǎng)率和斷面收縮率,胡克定律,卸載定律,= +,材料力學(xué)部分,鑄鐵拉伸實(shí)驗(yàn)：變形不大，突然斷裂,壓縮實(shí)驗(yàn)： 低碳鋼 曲線與拉伸基本 相同，無頸縮， 鑄鐵 抗壓強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度,材料力學(xué)部分,2、材料

7、的力學(xué)性質(zhì),3、桿件的基本變形,材料力學(xué)部分,受力（外力）特點(diǎn),外力或其合力作用線沿桿件軸線。,內(nèi)力,軸力 FN,軸力圖 FN-x,應(yīng)力,橫截面：,斜截面：,3、桿件的基本變形,應(yīng)變,軸向應(yīng)變,橫向應(yīng)變,變形,“以切代弧”,變形與內(nèi)力一一對(duì)應(yīng),拉壓超靜定問題,材料力學(xué)部分,3、桿件的基本變形,例,例,圖示結(jié)構(gòu)，各桿抗拉剛度為 ，1桿的長(zhǎng)為 ， 當(dāng)節(jié)點(diǎn)B處受外力P作用時(shí)，節(jié)點(diǎn)B的垂直位移和水平位移分別為,扭轉(zhuǎn)外力偶矩的計(jì)算,圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力分布,切應(yīng)力互等定理,問：,圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的相距為l的兩橫截面間的相對(duì)扭轉(zhuǎn)角,材料力學(xué)部分,3、桿件的基本變形,剪力 和彎矩 圖的作法,基本概念,純彎曲,橫力彎曲

8、,斜彎曲,平面彎曲,對(duì)稱彎曲,彎曲內(nèi)力圖,彎曲應(yīng)力強(qiáng)度,（幾種典型截面最大彎曲切應(yīng)力的計(jì)算公式）,關(guān)于中性軸對(duì)稱截面,不對(duì)稱于中性軸截面，應(yīng)分別計(jì)算截面上的最大拉、應(yīng)力,材料力學(xué)部分,3、桿件的基本變形,彎曲變形的計(jì)算,1. 積分法,2. 疊加法,莫爾積分、圖乘法、卡氏定理,*3. 單位載荷法,載荷疊加法、位移疊加法,撓曲線近似微分方程、邊界條件、連續(xù)性條件,撓曲線曲率,撓曲線的變形量：,撓度 w 轉(zhuǎn)角 ,求解方法：,材料力學(xué)部分,3、桿件的基本變形,截面幾何性質(zhì),靜矩,極慣性矩,慣性矩,慣性半徑,平行移軸公式,慣性積,轉(zhuǎn)軸公式,（了解）,對(duì)應(yīng)各基本變形的截面性質(zhì),剛度,截面系數(shù),形心主慣性矩

9、,材料力學(xué)部分,3、桿件的基本變形,復(fù)雜圖形應(yīng)用疊加原理計(jì)算,4、一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài) 強(qiáng)度理論, 斜截面上的應(yīng)力, 主應(yīng)力、主平面,點(diǎn)、面的概念,主應(yīng)力、主平面、主單元體的概念,應(yīng)力狀態(tài)分類,根據(jù)三個(gè)主應(yīng)力不為0的個(gè)數(shù),單向、二向、三向應(yīng)力狀態(tài),材料力學(xué)部分,4、一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài) 強(qiáng)度理論, 應(yīng)力圓,應(yīng)力圓和單元體的對(duì)應(yīng)關(guān)系,圓上一點(diǎn)，體上一面； 圓上半徑，體上法線； 轉(zhuǎn)向一致，數(shù)量一半； 直徑兩端，垂直兩面。,應(yīng)力圓作法,主應(yīng)力、主平面方位,根據(jù)任兩斜截面上的應(yīng)力（ , ）確定應(yīng)力圓上兩點(diǎn)，從而作出整個(gè)應(yīng)力圓。,材料力學(xué)部分, 三向應(yīng)力圓, 最大剪應(yīng)力, 廣義胡克定律,材料力學(xué)部分,4、一點(diǎn)的應(yīng)力

10、狀態(tài) 強(qiáng)度理論,材料力學(xué)部分,4、一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài) 強(qiáng)度理論,4、一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài) 強(qiáng)度理論,統(tǒng)一形式：,最大拉應(yīng)力理論,最大伸長(zhǎng)線應(yīng)變理論,最大切應(yīng)力理論,畸變能密度理論,材料力學(xué)部分,1、組合變形解題步驟,外力分析：外力向形心簡(jiǎn)化并沿主慣性軸分解；,內(nèi)力分析：求每個(gè)外力分量對(duì)應(yīng)的內(nèi)力圖，確定危險(xiǎn)面；,應(yīng)力分析：畫危險(xiǎn)面應(yīng)力分布圖，疊加；,強(qiáng)度計(jì)算：建立危險(xiǎn)點(diǎn)的強(qiáng)度條件，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。,5、組合變形,材料力學(xué)部分,拉伸（壓縮）與彎曲的組合,引起軸向壓縮,把力 向形心處等效地簡(jiǎn)化,引起在對(duì)稱面xy中的彎曲,引起在對(duì)稱面xz中的彎曲,1、拉伸（壓縮）與一個(gè)面內(nèi)彎曲的組合,材料力學(xué)部分,5、組合變形,正方形截面,2、兩相互垂直平面內(nèi)的彎曲（斜彎曲）,一般截面,材料力學(xué)部分,5、組合變形,圓形截面,3、彎曲與扭轉(zhuǎn),統(tǒng)一形式：,材料力學(xué)部分,5、組合變形,(圓形截面),5、連接件的強(qiáng)度條件,剪切的強(qiáng)度條件,擠壓