一工程力學(xué)C緒言+靜力學(xué)公理受力分析

1、任課教師：任課教師： 胡新宇胡新宇 Engineering Mechanics工程力學(xué)工程力學(xué)C C理論力學(xué)的靜力學(xué)理論力學(xué)的靜力學(xué)材料力學(xué)材料力學(xué)靜力學(xué)靜力學(xué)研究物體的受力與平衡的規(guī)律。研究物體的受力與平衡的規(guī)律。通過平衡關(guān)系，解決構(gòu)件外力的計(jì)算問題。通過平衡關(guān)系，解決構(gòu)件外力的計(jì)算問題。從而為對(duì)構(gòu)件的后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。從而為對(duì)構(gòu)件的后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。材料力學(xué)材料力學(xué)研究物體（主要是構(gòu)件）在外力作研究物體（主要是構(gòu)件）在外力作用下的變形與破壞（或失效）的規(guī)用下的變形與破壞（或失效）的規(guī)律，為合理設(shè)計(jì)構(gòu)件提供基本理論律，為合理設(shè)計(jì)構(gòu)件提供基本理論與方法。與方法。1 1、具有足夠的、具有足夠的強(qiáng)

2、度強(qiáng)度 構(gòu)件在外載荷作用下，抵抗破壞的能力。比如，儲(chǔ)氣罐構(gòu)件在外載荷作用下，抵抗破壞的能力。比如，儲(chǔ)氣罐不應(yīng)爆破，橋梁不應(yīng)垮塌等。不應(yīng)爆破，橋梁不應(yīng)垮塌等。破壞破壞斷裂或變形過量不能恢復(fù)。斷裂或變形過量不能恢復(fù)。2 2、具有足夠的、具有足夠的剛度剛度 構(gòu)件在外載荷作用下，抵抗變形的能力。例如，機(jī)床主構(gòu)件在外載荷作用下，抵抗變形的能力。例如，機(jī)床主軸不應(yīng)變形過大，否則影響加工精度。軸不應(yīng)變形過大，否則影響加工精度。3 3、滿足、滿足穩(wěn)定性穩(wěn)定性要求要求 構(gòu)件在某種外載荷作用下，保持原有平衡狀態(tài)的能力。構(gòu)件在某種外載荷作用下，保持原有平衡狀態(tài)的能力。 例如，柱子不能被壓彎等。例如，柱子不能被壓彎等

3、。喪失穩(wěn)定（失穩(wěn)）喪失穩(wěn)定（失穩(wěn)） 構(gòu)件除要求安全工作之外，同時(shí)還應(yīng)考慮合理地構(gòu)件除要求安全工作之外，同時(shí)還應(yīng)考慮合理地使用和節(jié)約材料，即還要有經(jīng)濟(jì)方面的要求。使用和節(jié)約材料，即還要有經(jīng)濟(jì)方面的要求。 材料力學(xué)的材料力學(xué)的主要任務(wù)主要任務(wù)就是合理解決二者的矛盾。就是合理解決二者的矛盾。 即：即：材料力學(xué)就是為受力構(gòu)件提供強(qiáng)度、剛度和材料力學(xué)就是為受力構(gòu)件提供強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算的理論基礎(chǔ)，從而為構(gòu)件選用適當(dāng)?shù)牟牧?，穩(wěn)定性計(jì)算的理論基礎(chǔ)，從而為構(gòu)件選用適當(dāng)?shù)牟牧?，確定合理的形狀和尺寸，以達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又安全的要求。確定合理的形狀和尺寸，以達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又安全的要求。理論力學(xué)之靜力學(xué)理論力學(xué)之靜力學(xué)材料

4、力學(xué)材料力學(xué)課時(shí)分配：課時(shí)分配：2020學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)5050學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)：數(shù)學(xué)基礎(chǔ)：微積分和解常系數(shù)微分方程。微積分和解常系數(shù)微分方程。1.1.剛體剛體（Rigid Body）的概念的概念2.2.力力(Force)的概念的概念 （力不能脫離物體而存在）（力不能脫離物體而存在）AFeF（）AF3.3.平衡平衡(Equilibrium)的概念的概念公理一（二力平衡公理）公理一（二力平衡公理）BABA公理二（加減平衡力系公理）公理二（加減平衡力系公理） 公理三（力的平行四邊形法則）公理三（力的平行四邊形法則） OOCBA O公理四（作用與反作用定律）公理四（作用與反作用定律） 公理五（剛化原理）公理

5、五（剛化原理） ABC齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)凸輪傳動(dòng)凸輪傳動(dòng)繩索繩索皮帶皮帶鏈鏈條條AA鉸鉸ABCFB2xFB2yxB1F FyB1F F2ByF2B xFBBBFB1yFB1x2ByF2B xFBByFBxFBN輥軸支座對(duì)物體的約束反力：輥軸支座對(duì)物體的約束反力：垂直于支承面，且通過鉸鏈垂直于支承面，且通過鉸鏈中心（指向不定，通常假定向上）中心（指向不定，通常假定向上）。 鏈桿：鏈桿： 兩端兩端用用光滑鉸鏈光滑鉸鏈與其與其它物體連接的它物體連接的剛桿剛桿； 不計(jì)自重不計(jì)自重； 桿上桿上無無其它其它主動(dòng)力主動(dòng)力作用。作用。鏈桿鏈桿鏈桿的約束反力：鏈桿的約束反力：沿鏈桿兩鉸鏈的沿鏈桿兩鉸鏈的連線方向，

6、指向不定（通常假定）連線方向，指向不定（通常假定）。 鏈桿約束簡圖鏈桿約束簡圖 鏈桿約束反力鏈桿約束反力DCABC請(qǐng)問請(qǐng)問AC、BC桿是否為二力桿桿是否為二力桿DCBAA AB BF FNF FxF FyF Fz球鉸鏈簡化符號(hào)：球鉸鏈簡化符號(hào)：F FxF FyF FzF FxF FyM M ：ABCPACBFTAFNBFNBFFCBACBACBAFNBFFAFAxFAyP例例 題題 1例例 題題 2BAFCCBACFFCFBFAFCFB FAxFAyFACFCFAxFAyFAxFAyFEEF FDF FFBFDABCDEHPCAEFCBADEFBFCP。FAF FA CBCAABCDCBPCB

7、DAQFCF FAF FCAPFBxFByFCFCxFCyQCyF FCxF FFDxFDyFABBxF FByF FFAxFAyFAFDxFDyFAxFAyEF AxF FAyF FCFABECFNDFNEFTBNEFFAxFAyFACGA處是固定鉸鏈支座，桿AB和繩BH的重量都忽略不計(jì)。試分別畫出球C和桿AB的受力圖。AB 、BDA，B，C，DABBDFT1FT2FT1FCxFCyFCFCFAxFAyFBxFByFT2FDxFDyxFByFBBCCDEBDOB。FAFExFEyFCFBCFFExFEyFDxFDyFTTFDyFDxFFBxFByBBFBxFByFFAB 1. 靜力學(xué)研究作用于物體上力系的平衡。靜力學(xué)研究作用于物體上力系的平衡。 物體的受力分析；物體的受力分析； 力系的等效替換（或簡化）；力系的等效替換（或簡化）； 建立各種力系的平衡條件。建立各種力系的平衡條件。2. 力是物體間相互的機(jī)械作用，這種作用使物體的力是物體間相互的機(jī)械作用，這種作用使物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化（包括變形）。機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化（包括變形）。3. 靜力學(xué)公理是力學(xué)的最基本、最普遍的客觀規(guī)律。靜力學(xué)公理是力學(xué)的最基本、最普遍的客觀規(guī)律。 公理公理 1 二力平衡條件二力平衡條件 公理公理 2 加減平衡力系原理加減平衡力系原理 公理公理 4 作