工程力学课件-.ppt

1、第一篇 静力学(刚体)第二篇 构件的承载能力(变形体)第三篇 运动学与动力学第四篇 动载荷下构件的强度计算工程力学主要内容第一篇 静力学一.任务：研究刚体在力系作用下 的平衡规律。二.对象：刚体。刚体：在力的作用下不变形的物体。平衡：物体相对惯性参考系静止或做 匀速直线运动.三、静力学研究三个问题：1、物体的受力分析；2、力系的等效替换和简化；3、平衡条件及其应用第一章 静力学基本知识 第二章 力系的简化 第三章 力系的平衡静力学主要内容第一章 静力学的基本概念与受力分析 1-1 静力学模型1-2 力与力系的基本概念1-3 工程中的约束与约束力1-4 力对点之矩和力对轴之矩1-5 受力分析方法

2、与过程1-1 静力学模型1、力的三要素：大小、方向、作用点。2、力的表示：F3、力的单位：NkN一、力的概念力是物体之间相互的机械作用。集 中 力汽车通过轮胎作用在桥面上的力 Concentrated force 4、力的分类：分 布 力桥面板作用在钢梁的力Distributed force 二、刚体的概念理论上将不变形的物体称为刚体。理想化的力学模型1-2 静力学的基本公理公理1 力的平行四边形法则公理2 二力平衡原理公理3加、减平衡力学原理公理4作用反作用定律公理1 二力平衡原理刚体：平衡等值、反向、共线平衡等值、反向、共线变形体：二力杆二力构件必要充分必要非充分BAAFBF二力构件二力杆

3、二力构件FFFFA公理2 力的平行四边形法则1F2FRR力的三角形法则1Fab2FcR1F2Facb力的多边形法则2F1F3F4FA4Fe2F1Fabc3Fd1R2RRRAF2F1Fcos1FF sin2FF 力的分解BAF加减平衡力系原理 在已知力系上加上或减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。公理3 FF BAF推论1力的可传性FFF BAFFF BAFBAF三力平衡汇交定理 当刚体受到同平面内不平行的三力作用而平衡时，三力的作用线必汇交于一点。推论2三力汇交一点F3F2F1A3A1A2OF3F2F1A3OF1,2作用与反作用定律 两物体间的相互作用力，大小相等，方向相反，作用线沿

4、同一直线，分别作用在两个相互作用的物体上。公理4 AFNAFNNNFF1-3 工程中的约束与约束力自由体：位移不受任何限制的物体非自由体：某位移受到限制的物体限制物体运动的力。约束：限制非自由体某些位移的周围物体约束力：方向准则：该约束与限制物体运动的方向相反。沿着柔索、背离物体1F2F1F2F1F2FP约束力的方向与限制物体运动的方向相反 绳索、链条、皮带等柔索的约束力沿柔索方向，是拉力。PP二、光滑面约束P沿公法线方向、指向物体NF1NF2NF1NF2NF3NF1、光滑圆柱铰链约束三、光滑铰链约束2、固定铰链支座固定铰链支座固定铰链简图AxFyAF3.径向轴承yFxF四.辊轴支座约束（滑动

5、铰支座）滑动铰链支座滑动铰链支座AAF五、光滑球铰链AAxFAyFAzFA机器人机器人拉压杆拉压杆1-5 受力分析方法与过程1、取分离体：将物体从周围的约束中分离出来。2、画所受力：（1）画主动力。（选取研究对象）：（画受力简图）：（2）解除约束、画约束力。一、受力分析：（画受力图）：二、注意：只画外力、不画内力。FPFBNFANFFCRCRPCyFCxFCyFCxFANFBNFFBNFANFP例例1 1ABCDEPAF1NF2NF2NFBF例例2 2 画出C轮、AB杆受力图。未画重力物体重量均不计BACGDGPP例例3 3画出棘轮受力图。棘轮重力不计OXOYPPPADCEBPFFByFAyF

6、AxFBxFCyFCxFByFBxFCyFCxFAyFAxF例例4 4画出 BD与轮的组合体、AC杆,及整体受力图。未画重力物体重量均不计PBFCFCFAFDF错在哪里？例例5 5画出CB、AC杆受力图。未画重力物体重量均不计BFCFPAFDFCFBCPDAACBEDF画出板ABC、杆ED及整体受力图。物体重量均不计例例6 6FFFAxFAyFCFCFAxFAyFDxFDyFEFDxFDyFEACBEDKPMPCFAFEFKFCFAF EF例例7 7KF画出整体及AB、AE受力图。未画重力物体重量均不计2P2PE画出E轮、AE、BC、H轮和重物P、销钉E及整体受力图。未画重力物体重量均不计例例

7、8 8CyFCxF2P杆EyF杆ExF轮EyF轮ExFFByFBxFAyFAxFDyFDxFCxFCyAECDBHP轮EyF轮ExF2P2P杆EyF杆ExF2PEH轮和重物P、销钉E及整体FAyFAxFByFBxHPAECDBHPECDHPF画出AB、AD、AC、销钉A、销钉C及整体受力图。未画重力的物体的重量均不计。例例9 9FACACFFABABCDEFFNBFADxFADyFExFEyFNDADxFADyFACACFABFACF 销钉A、销钉C 及整体受力图ABCDEFABCDEFFCBxFCByFCyFCxFCxFCyFND(1)画出构件BC、AB、销钉B,滑轮及重物的组合体的受力图例

8、例1010BACBDPBPFBCFBCFABFABPFBxFByFABFBCFBxFBy(3)画滑轮、重物、销钉和构件AB的组合体的 受力 图。物体重量均不计(2)画滑轮、重物和销钉的组合体的受力图ACBDPBPPPFBCFABABPFBCFAB不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱 的受力图和系统整体受力图CBAC,解：右拱CB为二力构件，其受力图如图（b）所示例例1010系统整体受力图如图（d）所示取左拱AC,其受力图如图（c）所示此时整体受力图如图（f）所示考虑到左拱AC 三个力作用下平衡，也可按三力平衡汇交定理画出左拱AC 的受力图，如图（e）所示讨论：若左、右两拱都考虑自重，如何画出各受力图？选研究对象，取隔离体；确定主动力或外加荷载；根据约束性质确定约束力。画受力图的步骤：xyoF1-5 力的投影一、力在平面直角坐标轴上的投影xFyFcosFFxcosFFyxyoFxFyF投影是代数量sinFyzoFxyzoFxxFyFzFxyF二、力在空间直角坐标轴上的投影xFyFzFcosFFxcosFFycosFFzsinFFxycossinFFxsinsinFFycosFFzijkkFF jFF iFFzzyyxx，yzoxxFyFzFFzyxFFFFkFjFiFFzyx222zyxFFFFFF FF FFzyxcoscoscos，