力的性質(zhì)及物體受力分析

力的性質(zhì)及物體受力分析第一頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日

受力分析

力系的等效

力系的簡(jiǎn)化

力系的平衡剛體靜力學(xué)的基礎(chǔ)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)第二頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日1.1：力的性質(zhì)一、力的概念1.力:是指物體間相互的機(jī)械作用(是物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)發(fā)生改變的原因)。2.力對(duì)物體的作用效應(yīng)外效應(yīng):運(yùn)動(dòng)和平衡內(nèi)效應(yīng):變形力的三要素:大小、方向、作用點(diǎn)（線）力的單位：N、KN、MN、Kg、t。力的分類：①集中力P②分布力q③集中力偶m第三頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日二、力矩力對(duì)點(diǎn)之矩:是指力使物體繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的量度表示方法:平面內(nèi):力對(duì)點(diǎn)之矩為標(biāo)量空間內(nèi):力對(duì)點(diǎn)之矩為失量------------------3.合力矩定理:合力對(duì)某一點(diǎn)之矩等于其分力對(duì)同一點(diǎn)之矩的代數(shù)和。第四頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日2.1.3力偶1.力偶:是指兩個(gè)等值、反向、平行的力所組成的力；是表示物體轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的量度。2.表示方法：規(guī)定：逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正第五頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日3.力偶的基本性質(zhì)（1）組成力偶的兩個(gè)力沒有合力，力偶不能與一個(gè)力等效，力偶只能與力偶等效。（2）不改變力偶的力偶矩，力偶在同一剛體上任意轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)，不改變對(duì)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)效果。（3）組成力偶的兩個(gè)力在任一軸上投影的代數(shù)和等于零。4.力偶的等效：在同一平面內(nèi)的兩個(gè)力偶，如果它們的力偶矩大小相等，力偶的轉(zhuǎn)向相同，則這兩個(gè)力偶等效。5.力偶三要素：力偶矩的大小；力偶的轉(zhuǎn)向；力偶的作用面。6.力偶表示方法：（1）在作用面內(nèi)兩個(gè)力表示；（2）用一帶箭頭的弧線表示。箭頭表示力偶的轉(zhuǎn)向，M表示力偶矩的大小。返回下一張上一張小結(jié)第六頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日2.1.4靜力學(xué)公理1.公理一（二力平衡公理）

作用在同一物體上的兩個(gè)力成平衡的必要與充分條件是：這兩個(gè)力的大小相等、方向相反、作用在一條直線上。見圖(a)(b)

注：二力平衡公理只適用于單一剛體，而不適用于變形體、剛體系。二力桿（二力構(gòu)件）：僅受二力作用而處于平衡的桿件或構(gòu)件。2.公理二（加減平衡公理）

在作用于剛體上的任一力系中，加上或減去任意一個(gè)平衡力系，并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的效應(yīng)。返回下一張上一張小結(jié)第七頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日3.推論1（力的可傳性原理）

作用在剛體上的力，可以沿其作用線移至剛體內(nèi)任意一個(gè)點(diǎn)，并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的效應(yīng)。4公理三（力的平行四邊形法則）

作用在物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力可以合成為該點(diǎn)的一個(gè)合力，它的大小和方向由以這兩個(gè)力的矢量為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線來(lái)表示。如圖（a)所示另外還可以利用力的三角形法則來(lái)表示如圖(b)(c)所示返回下一張上一張小結(jié)第八頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日5.推論2（三力平衡匯交定理）

剛體受同平面內(nèi)互不平行的三個(gè)力作用而處于平衡時(shí)，則此三力的作用線必匯交于一點(diǎn)。注：該定理所講的只是共面不平行的三個(gè)力平衡的必要條件，而不是充分條件，即若共面的不平行的三個(gè)力的作用線匯交于一點(diǎn)，它們不一定組成平衡力系。返回下一張上一張小結(jié)第九頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日

6.公理四（作用與反作用定理）

兩個(gè)物體間相互作用的力，總是同時(shí)存在的，它們的大小相等，指向相反，并沿同一直線分別作用在這兩個(gè)相互作用的物體上。

7.公理五（剛化原理）

變形體在已知力系作用下平衡時(shí)，若將此變形體視為剛體（剛化），則其平衡狀態(tài)不變。注：此公理的適用條件為剛體。第十頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日2.1.5約束與約束反力1.約束：限制非自由體某些方向上發(fā)生位移的其他物體稱為非自由體的約束。2.工程中幾種常見的約束及其約束反力平面約束：（1）柔性體約束（繩索、皮帶、鏈條等）（2）光滑接觸面（線、點(diǎn)）約束（3）光滑圓柱鉸鏈約束和固定鉸支座約束（4）滾動(dòng)鉸支座約束 （5）鏈桿約束和鏈桿約束 （6）固定（嵌入）端約束 （7）定向約束（雙鏈桿約束）空間約束：（1）空間球鉸約束 （2）空間柱狀鉸約束和蝶狀鉸約束 （3）空間固定端約束 （4）滑動(dòng)軸承約束和止推軸承(5)彈性約束第十一頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日柔性約束纜索第十二頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日纜索FR第十三頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日纜索第十四頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日纜索第十五頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日光滑面約束第十六頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日光滑面約束FR第十七頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日滑槽與銷釘?shù)谑隧?yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日滑槽與銷釘FR第十九頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日用鉸鏈連接的桿FR第二十頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日銷釘銷釘(鉸鏈)第二十一頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日銷釘(鉸鏈)FRyFRx第二十二頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日鉸第二十三頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日鉸第二十四頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日恐龍骨骼的鉸鏈連接第二十五頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日輥軸FR(實(shí)際約束中FR方向也可以向下)第二十六頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日固定鉸支座第二十七頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日固定鉸支座AFAyFAx第二十八頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日滾珠(柱)軸承FRyFRx第二十九頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日滑動(dòng)軸承第三十頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日止推軸承返回下一張上一張小結(jié)第三十一頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日球鉸FRyFRxFRz返回下一張上一張小結(jié)第三十二頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日活頁(yè)鉸(蝶形鉸)約束返回下一張上一張小結(jié)第三十三頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日固定端(插入端)約束返回下一張上一張小結(jié)第三十四頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日2.1.6物體的受力分析、受力圖1.受力分析：就是定性分析研究對(duì)象可能受到的全部主動(dòng)力和約束反力。2.受力分析的方法：是解除研究對(duì)象的約束，畫出研究對(duì)象的受力圖。3.受力圖：在研究對(duì)象（分離體）上畫出其所受的全部主動(dòng)力和約束反力。4.畫約束反力的有關(guān)注意事項(xiàng)：（1）根據(jù)約束的性質(zhì)來(lái)畫；（2）根據(jù)力的有關(guān)性質(zhì)來(lái)畫

①作用力與反作用力②力偶的性質(zhì)③三力平衡匯交定理返回下一張上一張小結(jié)第三十五頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日受力分析示例(1)返回下一張上一張小結(jié)第三十六頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日取隔離體W返回下一張上一張小結(jié)第三十七頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日畫受力圖FRAFRBABW返回下一張上一張小結(jié)第三十八頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日受力分析示例(2)ABF2F1F3確定A、B二處的約束力返回下一張上一張小結(jié)第三十九頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日ABF2F1F3FAyFAxFRB取隔離體畫受力圖第四十頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日受力分析示例(3)2.比較AB桿與BC桿的受力。1.畫出圓盤的受力圖；返回下一張上一張小結(jié)第四十一頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)A盤的受力圖返回下一張上一張小結(jié)第四十二頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日CFR1′FCyFCxFAxFAy二桿的受力圖WFR2FR1返回下一張上一張小結(jié)第四十三頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日CFCyFCxBC桿的受力圖FByFBxCFR1′FCyFCxFAxFAy第四十四頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日FR1′FAxFAyAB桿的受力圖FBx′FBy′CFR1′FCyFCxFAxFAy返回下一張上一張小結(jié)第四十五頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日FR1′FAxFAyCFCyFCx受力分析中的作用與反作用FBx′FBy′FByFBx返回下一張上一張小結(jié)第四十六頁(yè)，共五十頁(yè)，2022年，8月28日CFCyFCxFByFBxBC桿受力返回下一張上一張小結(jié)第