靜力學(xué)基本知識(約束)

靜力學(xué)CAI課件吉林大學(xué)工程力學(xué)系第一篇靜力學(xué)主要研究三個問題：1.物體的受力分析2.力系的等效替換和簡化3.剛體在各種力系作用下的平衡條件及其應(yīng)用靜力學(xué)研究物體在力系作用下的平衡規(guī)律.

第一章靜力學(xué)基本知識

§1-1力的概念

力是物體間的相互作用，這種作用使物體的運動狀態(tài)和形狀發(fā)生改變。

力使物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的效應(yīng)稱為外效應(yīng)---運動效應(yīng)。

力使物體形狀發(fā)生改變的效應(yīng)稱為內(nèi)效應(yīng)----變形效應(yīng)。力的三要素：力的大小，方向和作用點。

§1-2靜力學(xué)公理公理1力的平行四邊形法則

作用在物體上同一點的兩個力，可以合成為一個合力，合力也作用于該點，其大小和方向由這兩個力矢為邊所構(gòu)成的平行四邊形的對角線確定。

公理2二力平衡條件

作用在剛體上的兩個力，使剛體處于平衡的必要和充分條件是：這兩個力大小相等，方向相反，且作用在同一直線上等值，反向，共線！在兩個力作用下平衡的剛體——二力構(gòu)件；二力構(gòu)件受力沿力作用點連線方向！AB二力構(gòu)件ABAB二力構(gòu)件承受外力與本身形狀無關(guān)；公理3加減平衡力系原理

在作用于剛體的已知力系中，加上或去掉任意的平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用。

推理1力的可傳性

作用于剛體上某點的力，可以沿其作用線移至剛體內(nèi)任一點，而不改變它對于剛體的作用。

推理2三力平衡匯交定理

當(dāng)剛體受三個力而處于平衡時，若其中兩個力的作用線匯交于一點，則第三個力作用線必交于同一點，且三個力的作用線在同一平面內(nèi)。F2F1OF1F2和作用線匯交于O點，重力mg作用線也穿過O點。AB公理4作用與反作用定律AB兩個物體相互作用的力，一個記為；另一個記為，等值，反向，共線！有：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，則平衡狀態(tài)不變.變形體遵從剛體平衡條件！剛體平衡條件對變形體而言，只是必要條件！§1-3約束和約束反力

一、柔索約束

柔索對物體的約束力，作用在接觸

點，方向沿著柔索背離物體。

二、光滑面約束光滑面約束對被約束物體的約束力作用在接觸點處，其方向沿接觸面在該點的公法線上，并指向物體。約束力的方向總是與該約束所能阻礙的運動方向相反?。。?/p>

圓柱鉸鏈和固定鉸鏈支座對物體的約束力，通過鉸鏈中心，方向不定。

2、向心軸承同上FO

三、光滑鉸鏈約束

1.圓柱鉸鏈和固定鉸鏈支座OO四、輥軸支座約束

OO

約束力只能沿光滑支撐面的法線方向，并通過鉸鏈中心。O五、光滑球鉸鏈約束

球鉸鏈對物體的約束力過球心，大小，方向不定。FOXooYOZoO用投影表示力:

§1-4物體的受力分析和受力圖（1）對象明確，分離徹底。

根據(jù)問題的要求，研究對象可以是一個物體，或幾個相聯(lián)系的物體組成的物體系統(tǒng)。

在明確研究對象之后，必須將其周圍的約束全部解除，單獨畫出它的簡單圖形。（2）力不能憑空產(chǎn)生，有力必有施力物體

（3）根據(jù)每個約束單獨作用時，由該約束本身的特性確定約束的方向。（4）不畫內(nèi)力，只畫外力。內(nèi)力是所取研究對象內(nèi)部各物體間的相互作用力；外力是研究對象以外的物體對研究對象的作用力。（5）物體之間的相互作用力應(yīng)滿足作用與反作用定律。