工程力學(xué)第一章受力分析課件

工程力學(xué)

1A工程力學(xué)1A力學(xué)無處不在電力系統(tǒng)技術(shù)汽車技術(shù)航空航天土木工程機(jī)械工程水利工程船舶工程…2A力學(xué)無處不在電力系統(tǒng)技術(shù)2A3A3A4A4A5A5A6A6A海洋鉆井平臺7A海洋鉆井平臺7A和平號空間站8A和平號空間站8A高速列車9A高速列車9A攔海大型水壩10A攔海大型水壩10A世界最高的橋梁11A世界最高的橋梁11A12A12A引言研究的對象構(gòu)件：組成機(jī)械與結(jié)構(gòu)的零，構(gòu)件構(gòu)件桿件板件塊體13A引言研究的對象構(gòu)件：組成機(jī)械與結(jié)構(gòu)的零，構(gòu)件構(gòu)件桿件板件塊引言力及其作用效應(yīng)力：物體間的相互機(jī)械運(yùn)動。機(jī)械運(yùn)動：物體在空間的位置隨時間的變化。力按作用方式劃分：外力體積力(Ｎ/m3)表面力分布力集中力(Ｎ)線分布力(Ｎ/m)面分布力(Ｎ/m2)14A引言力及其作用效應(yīng)力：物體間的相互機(jī)械運(yùn)動。機(jī)械運(yùn)動：力的內(nèi)效應(yīng)（變形）：使物體的形狀發(fā)生變化

力的外效應(yīng)（運(yùn)動）：使物體的運(yùn)動狀態(tài)改變引言力及其作用效應(yīng)15A力的內(nèi)效應(yīng)（變形）：使物體的形狀發(fā)生變化力的外效應(yīng)（運(yùn)動）變形——構(gòu)件尺寸與形狀的變化彈性變形：外力解除后可以消失的變形塑性變形（塑性變形）：外力解除后不能消失的變形16A變形——構(gòu)件尺寸與形狀的變化彈性變形：外力解除后可以消失的變引言構(gòu)件的三種失效模式失效或破壞：構(gòu)件在外力作用下喪失正常功能強(qiáng)度失效:抵抗破壞的能力剛度失效:抵抗變形的能力穩(wěn)定性失效:保持原有變形（平衡）形式的能力17A引言構(gòu)件的三種失效模式失效或破壞：構(gòu)件在外力作用下喪失正?！芯苛Φ耐庑?yīng)。研究物體的機(jī)械運(yùn)動的一般規(guī)律的科學(xué)。靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)理論力學(xué)材料力學(xué)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性—研究力的內(nèi)效應(yīng)。研究物體在外力作用下的變形和失效規(guī)律。靜力學(xué)﹢材料力學(xué)工程力學(xué)工程力學(xué)是研究構(gòu)件在外力作用下的平衡、變形和破壞的規(guī)律。18A—研究力的外效應(yīng)。研究物體的機(jī)械運(yùn)動的一般靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)、靜力學(xué)Statics研究對象：剛體(Rigidbody)19A靜力學(xué)研究對象：剛體(Rigidbody)19A

靜力學(xué)的任務(wù)：

靜力學(xué)的研究內(nèi)容：研究物體平衡的一般規(guī)律

1.物體受力分析2.力系的簡化3.力系的平衡條件

20A靜力學(xué)的任務(wù)：第一章靜力學(xué)基本概念與物體受力分析研究物體平衡的一般規(guī)律21A第一章靜力學(xué)基本概念與物體受力分析研究物體平衡的一般剛體：在力的作用下不變形的物體。BWACG§1-1靜力學(xué)基本概念22A剛體：在力的作用下不變形的物體。BWACG§1-1靜力學(xué)箭頭的長度表示力的大小箭頭的方向表示力的方向箭頭的始端（末端）表示力的作用點(diǎn)（箭頭所沿著的直線表示力的作用線）力的單位:N(SI)和kN力的作用線FO定位矢量力的三要素：力的大小力的方向力的作用點(diǎn)滑移矢量自由矢量力是矢量23A箭頭的長度表示力的大小力的單位:N(SI)和力系：

作用在物體上的一群力。等效力系：

兩個力系分別作用于同一物體其效應(yīng)相同。力系的簡化：

對一個比較復(fù)雜的力系求與它等效的簡單力系的過程稱為力系的簡化。平衡力系：

一個作用于剛體而使其保持平衡的力系稱為平衡力系。24A力系：等效力系：力系的簡化：平衡力系：24A平面力系：

諸力作用線在同一平面，否則稱為空間力系。平行力系：

諸力作用線彼此平行。任意力系：

諸力作用線任意分布的力系。匯交力系：

諸力作用線匯交于一點(diǎn)。25A平面力系：平行力系：任意力系：匯交力系：25A平衡： 物體相對于慣性參考系靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。（一般取固連在地球上的參考系）剛體的平衡條件： 剛體處于平衡狀態(tài)時作用于剛體上的力系應(yīng)滿足的條件。26A平衡：剛體的平衡條件：26A公理1力的平行四邊形法則F1F2FRF1F2F1F2FRFR§1-2靜力學(xué)公理

作用在物體上的同一點(diǎn)的兩個力，可以合成為一個合力。合力作用點(diǎn)也是該點(diǎn)，合力的大小和方向，由這兩個力為邊構(gòu)成的平行四邊形的對角線確定。FR=F1

+F227A公理1力的平行四邊形法則F1F2FRF1F2F1F2F公理2二力平衡條件作用在剛體上的兩個力，使剛體保持平衡的充分必要條件是：兩個力大小相等，方向相反，且在同一直線上,即

F1=-F2ABF1F228A公理2二力平衡條件作用在剛體上的兩個力，使剛體保持平衡CDFDFC

只在兩點(diǎn)受力而處于平衡的物體叫二力構(gòu)件或二力桿。二力構(gòu)件FCFD

二力構(gòu)件不論其形狀如何，其所受的兩個力的作用線，必沿著兩力作用點(diǎn)的連線。

AB29ACDFDFC只在兩點(diǎn)受力而處于平衡的物體叫二力構(gòu)

在已知力系上加上或減去一個任意的平衡力系，將不會改變原力系對剛體的作用效應(yīng)。推理1力的可傳性

作用于剛體上某點(diǎn)的力，可以沿著它的作用線推移到剛體內(nèi)的另一點(diǎn)，而不改變力對剛體的作用效應(yīng)。公理3加減平衡力系原理FF2=-F1=FF1F2FF30A在已知力系上加上或減去一個任意的平衡力系，將不會改變推理2三力平衡匯交定理

作用于剛體上三個相互平衡的力，若其中兩個力的作用線匯交于一點(diǎn)，則此三力必在同一平面內(nèi)，且三個力的作用線匯交一點(diǎn)。31A推理2三力平衡匯交定理作用于剛體上三個相互平衡的

公理4作用與反作用定理

作用力與反作用力總是同時存在，且大小相等、方向相反、沿同一直線，分別作用在兩個相互作用的物體上。注意：本公理與公理2(二力平衡條件）是有區(qū)別的。PFTPT’F32A公理4作用與反作用定理作用力與反作用力總是同時公理5剛化原理變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變形體剛化為剛體，其平衡狀態(tài)保持不變。

剛體的平衡條件是變形體平衡的必要而非充分條件。FFFFFFFF33A公理5剛化原理變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變自由體：位移不受限制的物體。非自由體：位移受限制的物體。約束：對非自由體的某些位移起限制作用的周圍物體。約束反力(反力)：約束對物體作用的力。

§1-3約束和約束反力

約束反力的大小﹑方向﹑作用點(diǎn):作用點(diǎn):

約束與非自由體的接觸點(diǎn)（面）方向：和約束所能限制位移方向相反大?。?/p>

隨已知力的變化而變化34A自由體：位移不受限制的物體。非自由體：位移受限制的物體。被動力：

未知的約束反力。主動力：

已知力（載荷﹑重力等）靜力學(xué)中主動力系+被動力系=平衡力系

約束反力的大小可由平衡條件（平衡方程）求得求約束反力的大小是靜力學(xué)的一個重要任務(wù)35A被動力：未知的約束反力。主動力：已知力（載荷﹑重力等）光滑支承面對物體的約束反力，作用在接觸點(diǎn)處，方向沿接觸表面的公法線(法線)，并指向受力物體。稱為法向反力，用FN或N表示。ABFAFB常見的約束類型1.光滑接觸表面約束FNC36A光滑支承面對物體的約束反力，作用在接觸點(diǎn)處，方向沿接觸表面的

繩索對物體的約束反力，作用在接觸點(diǎn)，方向沿著繩索背離物體。

當(dāng)鏈條或膠帶繞在輪子上，對輪子的約束反力沿輪緣的切線方向背離輪子。APAF’FPT2T1T2’T1’2.柔性約束 37A繩索對物體的約束反力，作用在接觸點(diǎn)，方向沿著繩索

特點(diǎn)：軸可以在孔內(nèi)任意轉(zhuǎn)動，也可以沿孔的軸線移動；但軸承阻礙著軸沿徑向向外移動。徑向軸承3.光滑鉸鏈約束（1）向心軸承38A特點(diǎn)：軸可以在孔內(nèi)任意轉(zhuǎn)動，也可以沿孔的軸線移動；但軸承

方向不能確定的約束反力通常用兩個未知的正交分力X和Y表示。AYAXA約束反力的方向往往預(yù)先不能確定，但是，無論它朝向何方，其作用線必垂直于軸線并通過軸心。NxNy39A方向不能確定的約束反力通常用兩個未知的正交分力X(2)圓柱鉸鏈和固定鉸鏈支座

圓柱鉸鏈由銷釘將兩個鉆有同樣大小孔的構(gòu)件連接而成。

若鉸鏈連接中有一個固定在地面或機(jī)架上，則稱為固定鉸鏈支座。1、銷釘2、構(gòu)件40A(2)圓柱鉸鏈和固定鉸鏈支座

圓柱鉸鏈由3

滾動支座（輥軸支座）實(shí)物簡圖約束力NNN41A3滾動支座（輥軸支座）實(shí)物簡圖約束力NNN41A4空間約束約束反力未知量約束類型AFAAFAxFAyA徑向軸承圓柱鉸鏈鐵軌蝶鉸鏈42A4空間約束約束反力未知量約束類型(1)球鉸鏈實(shí)物簡圖約束力FxFzFy43A(1)球鉸鏈實(shí)物簡圖約束力FxFzFy43A(2)止推軸承約束力FxFzFy44A(2)止推軸承約束力FxFzFy44A1.光滑接觸表面約束FNC2.柔性約束

AP3

滾動支座和固定鉸支座NNyNx45A1.光滑接觸表面約束FNC2.柔性約束 AP3滾動支

分離體：把研究對象從有聯(lián)系的周圍物體中分離出來，得到解除約束的物體，稱為分離體，這一過程又叫取分離體。

受力圖：把研究對象所受的所有力（主動力和約束反力）全部畫出來的圖稱為受力圖。

§1-4物體的受力分析和受力圖

46A分離體：把研究對象從有聯(lián)系的周圍物體中分離出來，得到解確定研究對象一、物體受力分析的過程取分離體分析受力畫受力圖47A確定研究對象一、物體受力分析的過程取分離體分析受力畫受力圖4

受力圖舉例例1-1

試畫出圖示重為P的石磙的受力圖。ABABFFpFAFB48A受力圖舉例例1-1試畫出圖示重為P的石磙的受力圖。AABC試畫出圖示自重為P，AC邊承受均布風(fēng)力（單位長度上的力的載荷集度為q）的屋架的受力圖。PqYAXANB例1-2

qABC49AABC試畫出圖示自重為P，AC邊承受均布風(fēng)力（單位長度上圖示梁AB自重為P，B端上一重物重Q，CD桿自重不計，試分別畫出桿CD和梁AB的受力圖。例1-3

QPCDABFDFCABFD’YAXAPQ50A圖示梁AB自重為P，B端上一重物重Q，CD桿自重不計，試分別PCABD圖示為不計自重的三鉸剛架，試分別畫出剛架AC和剛架CB的受力圖。例1-4

PDCAYAXAYCXCYBXBXC

’BCYC’51APCABD圖示為不計自重的三鉸剛架，試分別畫出剛架AC和PCABDPDCABCFCFBFC’FA

解二52APCABDPDCABCFCFBFC’FA解二52A圖示為不計自重的三鉸剛架。試分別畫出剛架AC、剛架CB及整體的受力圖。

作用在鉸C上的集中載荷P，可以認(rèn)為作用在C銷上。下面就研究對象的三種不同選取方法分別進(jìn)行討論。CABPQ例1-5

53A圖示為不計自重的三鉸剛架。試分別畫出剛架AC、剛架CBAC（1）銷C與剛架AC一起作為研究對象

銷C與哪邊剛架一起作為研究對象，集中載荷P就畫在哪邊剛架的鉸C上。CBFB’FCFC’YAXAPQ54AAC（1）銷C與剛架AC一起作為研究對象ACCB（2）銷C與剛架CB一起作為研究對象XCYCXC’YC’PQYBXBYAXA55AACCB（2）銷C與剛架CB一起作為研究對象XCYC（3）專門分析銷C的受力CBACPQXC1’YC1’XC1YC1YAXAFB’FCF’C56A（3）專門分析銷C的受力CBACPQXC1’YC1’XC（4）整體受力圖對于集中力作用在中間鉸上的情況，分析時，不將銷與二力構(gòu)件放在一起作為研究對象，可使分析簡單。CABPQYAXAFB’YBXBFB’57A（4）整體受力圖對于集中力作用在中間鉸上的情況，分析時，不將一張完整的受力圖應(yīng)該包含的內(nèi)容：1研究對象，即有分離體圖。

2所有的主動力和約束反力。

3注有所有主動力和約束反力的符號。

畫受力圖的步驟：2明確研究對象，取分離體，畫分離體圖。

3在分離體上，畫上所有的主動力。4在分離體上，按約束性質(zhì)畫上所有約束反力。6校核。

1觀察有無二力構(gòu)件。5畫出作用和反作用力之間的關(guān)系。58A一張完整的受力圖應(yīng)該包含的內(nèi)容：1研究對象，即有分離體圖幾個物體用銷釘連接——約束力過柱鉸中心，方向未知，可用其正交分量表示。兩物體鉸接解除鉸鏈約束59A幾個物體用銷釘連接——約束力過柱鉸中心，兩物體鉸接解除鉸鏈約1解除柱鉸的約束時，視各被連接物均只與銷釘聯(lián)系，而各被連接物之間相互無聯(lián)系。2銷釘不可略去，解除約束時銷釘可單獨(dú)取為分離體，也可與某一物體連在一起，其余被連接物視為從銷釘上摘下。3若鉸鏈處作用了主動力，則主動力視為作用于銷釘上。60A1解除柱鉸的約束時，視各被連接物均只與銷釘聯(lián)系，而各被連接圖示的各桿與輪自重不計，物塊重P。按以下三種情況畫受力圖。例1-6PDⅡⅠBCKθEA1）各構(gòu)件的受力圖2）AB桿、輪Ⅰ、輪Ⅱ銷釘B和物塊在一起的受力圖3）整體受力圖61A圖示的各桿與輪自重不計，物塊重P。按以下三種情況畫受力圖。例PⅡⅠBCDKθEAPFF’T1’T1T2T2’NBYNBXNBY’NBX’T3T3’ND’NDNB’NBNCXNCY

NCX’NCY’NA

NEY

NEX

62APⅡⅠBCDKθEAPFF’T1’T1T2T2’NBYNBXPⅡⅠBCDKθEAT3’ND’NDNBNCX’NCY’NA

NEY

NEX

PⅡⅠBCθANCXNCY

T3NB’NA

NEY

NEX

63APⅡⅠBCDKθEAT3’ND’NDNBNCX’NCY’2.取分離體、畫受力圖的注意事項(xiàng)（1）根據(jù)所選研究對象取分離體，分離體上的每個力都要有出處。（2）分離體的受力圖上只畫該分離體所受的外力，即只畫該分離體受的主動力和其他部分對分離體的作用力，不要畫分離體內(nèi)部各部分之間的相互作用力（內(nèi)力）。（3）注意鉸鏈連接時銷釘不可忽略，銷釘可單獨(dú)作為分離體，也可跟隨某個被連接物，鉸鏈處的主動力作用于銷釘上。（4）解除約束時的相互約束力要體現(xiàn)作用力與反作用力的關(guān)系。64A2.取分離體、畫受力圖的注意事項(xiàng)（1）根據(jù)所選研究對（5）對多個物體組成的物體系統(tǒng)，注意首先找出其中的全部二力桿（體）。（6）注意利用三力匯交定理，確定未知約束力的方向。（7）受力圖上不要隨便移動力的作用點(diǎn)，便于檢查。（8）同一處若有幾個不同的約束提供的約束力共同作用時，不要以合力的形式畫出。（9）方位確定、指向未定的約束力可假定其指向；方向未定的，可用其正交分量表示。（10）分析受力時，除特別說明或已給出外，一般不考慮摩擦力和自重。65A（5）對多個物體組成的物體系統(tǒng)，注意首先找出其中的全部二力桿工程力學(xué)

66A工程力學(xué)1A力學(xué)無處不在電力系統(tǒng)技術(shù)汽車技術(shù)航空航天土木工程機(jī)械工程水利工程船舶工程…67A力學(xué)無處不在電力系統(tǒng)技術(shù)2A68A3A69A4A70A5A71A6A海洋鉆井平臺72A海洋鉆井平臺7A和平號空間站73A和平號空間站8A高速列車74A高速列車9A攔海大型水壩75A攔海大型水壩10A世界最高的橋梁76A世界最高的橋梁11A77A12A引言研究的對象構(gòu)件：組成機(jī)械與結(jié)構(gòu)的零，構(gòu)件構(gòu)件桿件板件塊體78A引言研究的對象構(gòu)件：組成機(jī)械與結(jié)構(gòu)的零，構(gòu)件構(gòu)件桿件板件塊引言力及其作用效應(yīng)力：物體間的相互機(jī)械運(yùn)動。機(jī)械運(yùn)動：物體在空間的位置隨時間的變化。力按作用方式劃分：外力體積力(Ｎ/m3)表面力分布力集中力(Ｎ)線分布力(Ｎ/m)面分布力(Ｎ/m2)79A引言力及其作用效應(yīng)力：物體間的相互機(jī)械運(yùn)動。機(jī)械運(yùn)動：力的內(nèi)效應(yīng)（變形）：使物體的形狀發(fā)生變化

力的外效應(yīng)（運(yùn)動）：使物體的運(yùn)動狀態(tài)改變引言力及其作用效應(yīng)80A力的內(nèi)效應(yīng)（變形）：使物體的形狀發(fā)生變化力的外效應(yīng)（運(yùn)動）變形——構(gòu)件尺寸與形狀的變化彈性變形：外力解除后可以消失的變形塑性變形（塑性變形）：外力解除后不能消失的變形81A變形——構(gòu)件尺寸與形狀的變化彈性變形：外力解除后可以消失的變引言構(gòu)件的三種失效模式失效或破壞：構(gòu)件在外力作用下喪失正常功能強(qiáng)度失效:抵抗破壞的能力剛度失效:抵抗變形的能力穩(wěn)定性失效:保持原有變形（平衡）形式的能力82A引言構(gòu)件的三種失效模式失效或破壞：構(gòu)件在外力作用下喪失正?！芯苛Φ耐庑?yīng)。研究物體的機(jī)械運(yùn)動的一般規(guī)律的科學(xué)。靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)理論力學(xué)材料力學(xué)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性—研究力的內(nèi)效應(yīng)。研究物體在外力作用下的變形和失效規(guī)律。靜力學(xué)﹢材料力學(xué)工程力學(xué)工程力學(xué)是研究構(gòu)件在外力作用下的平衡、變形和破壞的規(guī)律。83A—研究力的外效應(yīng)。研究物體的機(jī)械運(yùn)動的一般靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)、靜力學(xué)Statics研究對象：剛體(Rigidbody)84A靜力學(xué)研究對象：剛體(Rigidbody)19A

靜力學(xué)的任務(wù)：

靜力學(xué)的研究內(nèi)容：研究物體平衡的一般規(guī)律

1.物體受力分析2.力系的簡化3.力系的平衡條件

85A靜力學(xué)的任務(wù)：第一章靜力學(xué)基本概念與物體受力分析研究物體平衡的一般規(guī)律86A第一章靜力學(xué)基本概念與物體受力分析研究物體平衡的一般剛體：在力的作用下不變形的物體。BWACG§1-1靜力學(xué)基本概念87A剛體：在力的作用下不變形的物體。BWACG§1-1靜力學(xué)箭頭的長度表示力的大小箭頭的方向表示力的方向箭頭的始端（末端）表示力的作用點(diǎn)（箭頭所沿著的直線表示力的作用線）力的單位:N(SI)和kN力的作用線FO定位矢量力的三要素：力的大小力的方向力的作用點(diǎn)滑移矢量自由矢量力是矢量88A箭頭的長度表示力的大小力的單位:N(SI)和力系：

作用在物體上的一群力。等效力系：

兩個力系分別作用于同一物體其效應(yīng)相同。力系的簡化：

對一個比較復(fù)雜的力系求與它等效的簡單力系的過程稱為力系的簡化。平衡力系：

一個作用于剛體而使其保持平衡的力系稱為平衡力系。89A力系：等效力系：力系的簡化：平衡力系：24A平面力系：

諸力作用線在同一平面，否則稱為空間力系。平行力系：

諸力作用線彼此平行。任意力系：

諸力作用線任意分布的力系。匯交力系：

諸力作用線匯交于一點(diǎn)。90A平面力系：平行力系：任意力系：匯交力系：25A平衡： 物體相對于慣性參考系靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。（一般取固連在地球上的參考系）剛體的平衡條件： 剛體處于平衡狀態(tài)時作用于剛體上的力系應(yīng)滿足的條件。91A平衡：剛體的平衡條件：26A公理1力的平行四邊形法則F1F2FRF1F2F1F2FRFR§1-2靜力學(xué)公理

作用在物體上的同一點(diǎn)的兩個力，可以合成為一個合力。合力作用點(diǎn)也是該點(diǎn)，合力的大小和方向，由這兩個力為邊構(gòu)成的平行四邊形的對角線確定。FR=F1

+F292A公理1力的平行四邊形法則F1F2FRF1F2F1F2F公理2二力平衡條件作用在剛體上的兩個力，使剛體保持平衡的充分必要條件是：兩個力大小相等，方向相反，且在同一直線上,即

F1=-F2ABF1F293A公理2二力平衡條件作用在剛體上的兩個力，使剛體保持平衡CDFDFC

只在兩點(diǎn)受力而處于平衡的物體叫二力構(gòu)件或二力桿。二力構(gòu)件FCFD

二力構(gòu)件不論其形狀如何，其所受的兩個力的作用線，必沿著兩力作用點(diǎn)的連線。

AB94ACDFDFC只在兩點(diǎn)受力而處于平衡的物體叫二力構(gòu)

在已知力系上加上或減去一個任意的平衡力系，將不會改變原力系對剛體的作用效應(yīng)。推理1力的可傳性

作用于剛體上某點(diǎn)的力，可以沿著它的作用線推移到剛體內(nèi)的另一點(diǎn)，而不改變力對剛體的作用效應(yīng)。公理3加減平衡力系原理FF2=-F1=FF1F2FF95A在已知力系上加上或減去一個任意的平衡力系，將不會改變推理2三力平衡匯交定理

作用于剛體上三個相互平衡的力，若其中兩個力的作用線匯交于一點(diǎn)，則此三力必在同一平面內(nèi)，且三個力的作用線匯交一點(diǎn)。96A推理2三力平衡匯交定理作用于剛體上三個相互平衡的

公理4作用與反作用定理

作用力與反作用力總是同時存在，且大小相等、方向相反、沿同一直線，分別作用在兩個相互作用的物體上。注意：本公理與公理2(二力平衡條件）是有區(qū)別的。PFTPT’F97A公理4作用與反作用定理作用力與反作用力總是同時公理5剛化原理變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變形體剛化為剛體，其平衡狀態(tài)保持不變。

剛體的平衡條件是變形體平衡的必要而非充分條件。FFFFFFFF98A公理5剛化原理變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變自由體：位移不受限制的物體。非自由體：位移受限制的物體。約束：對非自由體的某些位移起限制作用的周圍物體。約束反力(反力)：約束對物體作用的力。

§1-3約束和約束反力

約束反力的大小﹑方向﹑作用點(diǎn):作用點(diǎn):

約束與非自由體的接觸點(diǎn)（面）方向：和約束所能限制位移方向相反大?。?/p>

隨已知力的變化而變化99A自由體：位移不受限制的物體。非自由體：位移受限制的物體。被動力：

未知的約束反力。主動力：

已知力（載荷﹑重力等）靜力學(xué)中主動力系+被動力系=平衡力系

約束反力的大小可由平衡條件（平衡方程）求得求約束反力的大小是靜力學(xué)的一個重要任務(wù)100A被動力：未知的約束反力。主動力：已知力（載荷﹑重力等）光滑支承面對物體的約束反力，作用在接觸點(diǎn)處，方向沿接觸表面的公法線(法線)，并指向受力物體。稱為法向反力，用FN或N表示。ABFAFB常見的約束類型1.光滑接觸表面約束FNC101A光滑支承面對物體的約束反力，作用在接觸點(diǎn)處，方向沿接觸表面的

繩索對物體的約束反力，作用在接觸點(diǎn)，方向沿著繩索背離物體。

當(dāng)鏈條或膠帶繞在輪子上，對輪子的約束反力沿輪緣的切線方向背離輪子。APAF’FPT2T1T2’T1’2.柔性約束 102A繩索對物體的約束反力，作用在接觸點(diǎn)，方向沿著繩索

特點(diǎn)：軸可以在孔內(nèi)任意轉(zhuǎn)動，也可以沿孔的軸線移動；但軸承阻礙著軸沿徑向向外移動。徑向軸承3.光滑鉸鏈約束（1）向心軸承103A特點(diǎn)：軸可以在孔內(nèi)任意轉(zhuǎn)動，也可以沿孔的軸線移動；但軸承

方向不能確定的約束反力通常用兩個未知的正交分力X和Y表示。AYAXA約束反力的方向往往預(yù)先不能確定，但是，無論它朝向何方，其作用線必垂直于軸線并通過軸心。NxNy104A方向不能確定的約束反力通常用兩個未知的正交分力X(2)圓柱鉸鏈和固定鉸鏈支座

圓柱鉸鏈由銷釘將兩個鉆有同樣大小孔的構(gòu)件連接而成。

若鉸鏈連接中有一個固定在地面或機(jī)架上，則稱為固定鉸鏈支座。1、銷釘2、構(gòu)件105A(2)圓柱鉸鏈和固定鉸鏈支座

圓柱鉸鏈由3

滾動支座（輥軸支座）實(shí)物簡圖約束力NNN106A3滾動支座（輥軸支座）實(shí)物簡圖約束力NNN41A4空間約束約束反力未知量約束類型AFAAFAxFAyA徑向軸承圓柱鉸鏈鐵軌蝶鉸鏈107A4空間約束約束反力未知量約束類型(1)球鉸鏈實(shí)物簡圖約束力FxFzFy108A(1)球鉸鏈實(shí)物簡圖約束力FxFzFy43A(2)止推軸承約束力FxFzFy109A(2)止推軸承約束力FxFzFy44A1.光滑接觸表面約束FNC2.柔性約束

AP3

滾動支座和固定鉸支座NNyNx110A1.光滑接觸表面約束FNC2.柔性約束 AP3滾動支

分離體：把研究對象從有聯(lián)系的周圍物體中分離出來，得到解除約束的物體，稱為分離體，這一過程又叫取分離體。

受力圖：把研究對象所受的所有力（主動力和約束反力）全部畫出來的圖稱為受力圖。

§1-4物體的受力分析和受力圖

111A分離體：把研究對象從有聯(lián)系的周圍物體中分離出來，得到解確定研究對象一、物體受力分析的過程取分離體分析受力畫受力圖112A確定研究對象一、物體受力分析的過程取分離體分析受力畫受力圖4

受力圖舉例例1-1

試畫出圖示重為P的石磙的受力圖。ABABFFpFAFB113A受力圖舉例例1-1試畫出圖示重為P的石磙的受力圖。AABC試畫出圖示自重為P，AC邊承受均布風(fēng)力（單位長度上的力的載荷集度為q）的屋架的受力圖。PqYAXANB例1-2

qABC114AABC試畫出圖示自重為P，AC邊承受均布風(fēng)力（單位長度上圖示梁AB自重為P，B端上一重物重Q，CD桿自重不計，試分別畫出桿CD和梁AB的受力圖。例1-3

QPCDABFDFCABFD’YAXAPQ115A圖示梁AB自重為P，B端上一重物重Q，CD桿自重不計，試分別PCABD圖示為不計自重的三鉸剛架，試分別畫出剛架AC和剛架CB的受力圖。例1-4

PDCAYAXAYCXCYBXBXC

’BCYC’116APCABD圖示為不計自重的三鉸剛架，試分別畫出剛架AC和PCABDPDCABCFCFBFC’FA

解二117APCABDPDCABCFCFBFC’FA解二52A圖示為不計自重的三鉸剛架。試分別畫出剛架AC、剛架CB及整體的受力圖。

作用在鉸C上的集中載荷P，可以認(rèn)為作用在C銷上。下面就研究對象的三種不同選取方法分別進(jìn)行討論。CABPQ例1-5

118A圖示為不計自重的三鉸剛架。試分別畫出剛架AC、剛架CBAC（1）銷C與剛架AC一起作為研究對象

銷C與哪邊剛架一起作為研究對象，集中載荷P就畫在哪邊剛架的鉸C上。CBFB’FCFC’YAXAPQ119AAC（1）銷C與剛架AC一起作為研究對象ACCB（2）銷C與剛架CB一起作為研究對象XCYCXC’YC’PQYBXBYAXA120AACCB（2）銷C與剛架CB一起作為研究對象XCYC（3）專門分析銷C的受力CBACPQXC1’YC1’XC1YC1YAXAFB’FCF’C121A（3）專門分析銷C的受力CBACPQXC1’YC1’XC（4）整體受力圖對于集中力作用在中間鉸上的情況，分析時，不將銷與二力構(gòu)件放在一起作為研究對象，可使分析簡單。CABPQYAXAFB’YBXBFB’122A（4）整體受力圖對于集中力作用在中間鉸上的情況，分析時，不將一張完整的受力圖應(yīng)該包含的內(nèi)容：1研究對象，即有分離體圖。

2所有的主動力和約束反力。

3注有所有主動力和約束反力的符號。

畫受力圖的步驟：2明確研