第一章緒論與靜力學(xué)公理和物體的受力修訂副本

理論力學(xué)：緒論一、理論力學(xué)的研究對象及內(nèi)容二、理論力學(xué)課程的重要性三、理論力學(xué)的學(xué)習(xí)方法二、理論力學(xué)的研究對象及內(nèi)容（一）、理論力學(xué)的研究對象理論力學(xué)：研究物體機械運動一般規(guī)律的學(xué)科。機械運動：物體在空間的位置隨時間的改變；平衡是特殊情況。（二）、理論力學(xué)的傳統(tǒng)內(nèi)容（1）、靜力學(xué)（2）、運動學(xué)（3）、動力學(xué)二、理論力學(xué)的重要性（一）、是學(xué)習(xí)其它力學(xué)課程（材力、結(jié)力、彈力）及專業(yè)課（混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)）的基礎(chǔ)；（二）、是現(xiàn)代工程技術(shù)的基礎(chǔ)。三、理論力學(xué)的學(xué)習(xí)方法（一）、注意理解力學(xué)的基本概念、把握

基本理論、掌握基本方法；（二）、做筆記、按時認(rèn)真完成每次作業(yè)、并更正每次作業(yè)。

[二點要求]：第一篇靜力學(xué)靜力學(xué)的任務(wù)：1。研究作用在剛體上的力系的簡化與合成。2。研究剛體在力系作用下的平衡條件。這二個問題，是貫穿整個靜力學(xué)的主線?？珊喎Q為合成問題與平衡問題。材料力學(xué)的任務(wù)：研究構(gòu)件的強度、剛度、穩(wěn)定性，使結(jié)構(gòu)或機械正常工作。第二篇材料力學(xué)靜力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域：1、桁架第一篇靜力學(xué)靜力學(xué)的應(yīng)用：

2、滑動摩擦靜力學(xué)的應(yīng)用：

2、滑動摩擦靜力學(xué)的應(yīng)用：

3、滾動摩擦力：物體間相互的機械作用，作用效果使物體的機械運動狀態(tài)或形狀發(fā)生改變．力的三要素：大小、方向、作用點.力是矢量．平衡：物體相對慣性參考系（如地面）靜止或作勻速直線運動．(1)力的大小。指物體間相互作用的強弱程度。國際單位制(SI)中，力的單位為牛（N)或千牛（KN)。(2)力的方向。通常包含力的方位和指向兩個含義。(3)力的作用點。力的作用點是指力在物體上作用的位置。通常用黑體字母F表示力矢量，而普通字母F表示力的大小。剛體：在力的作用下，其內(nèi)部任意兩點間的距離始終保持不變的物體.[幾個基本概念]：F1.投影計算已知力F與x軸的夾角為，如圖1.2所示，則F在x，

（1-1）力的投影是代數(shù)量。力F的分力與其投影之間有下列關(guān)系：力F的解析表達(dá)式為y軸上的投影分別為

其中，分別i，j為x，y軸的單位矢量。（1-2）如已知力F在平面內(nèi)兩正交軸上的投影Fx和Fy，則由式（1-2）可求出力F的大小和方向余弦分別為

（1-3）Fy圖1.2圖1.3F在空間問題中，往往需要計算力在三個正交直角坐標(biāo)軸上的投影。若已知力F與直角坐標(biāo)系Oxyz三軸間的夾角分別為、、，則力在三個軸上的投影等于力F的大小乘以與各軸夾角的余弦，即

（1-4）當(dāng)力F與坐標(biāo)軸Ox，Oy間的夾角不易確定時，可把力F先投影到坐標(biāo)平面Oxy上，得到力Fxy，然后再把這個力投影到x，y軸上。在圖1.3中，已知角與，則力F在三個坐標(biāo)軸上的投影分別為

（1-5）

（1-6）Fy圖1.2圖1.3FxFFy圖1.2圖1.3F二、約力系力系尤是一賢組力冷的總連稱。認(rèn)根據(jù)鉤力系傘中諸肅力作耐用線遣的分杏布狀認(rèn)況可鍋將力仍系分精為平面釘力系和空間蘆力系。平云面力筐系即郊諸力剛作用寄線位乒于同耗一平凍面內(nèi)狗的力蛙系稱霜為；濕空間取力系內(nèi)作用哪線不堆在同晝一平貼面內(nèi)沉的力南系稱春為；坦作用徑線匯域交于先一點話的力柔系稱梢為匯交碗力系；作汽用線商相互裝平行斯的力高系稱蜘為平行鍛力系；作欺用線餃既不斑完全居平行謀，也泉不完惠全交苗與一蘭點的言力系夫稱為一般抵力系；全蠢部由老力偶件組成剪的力喜系稱初為力偶洋系。如待果某槳兩個率力系耐分別猴作用躍于同吹一物董體上惡，其捐效應(yīng)板相同雷，則適這兩縣個力壓系稱秘為等效乎力系。物翅體處扒于平紛衡狀詢態(tài)的淺力系疫稱為平衡婚力系。公理因1困二力者平衡備公理變形便體：厚為必歪要不駱充分宗條件作用田在剛體團上的兩膠個力浙，使棵剛體藍(lán)保持善平衡煎的必娛要和權(quán)充分妥條件斯是：這兩釋個力息的大小滾相等堪，方霸向相醋反，顧且作倚用在慰同一雅直線上?！?將-1抗靜芝力學(xué)岸公理第一仔章他靜力稅學(xué)公冠理和摟物體漏的受榨力分院析二力凝桿：未只在白兩個倍力作喊用下嗎平衡晉的剛妹體叫逼二力勸桿。二力桿公理編2加減川平衡故力系羅公理推論力的支可傳夏性原爆理力是享滑動盾矢量泡，力陷不能評從一摸個剛耳體沿遲其作潑用線狡移至迅另一道個剛它體上黨。在已宏知力橋系上鮮加上慘或減起去任言意的況平衡胖力系傾，并史不改飛變厡礎(chǔ)力系兩對剛剪體的倆作用目。作用鐮于剛導(dǎo)體上偷某點拴的力屢，可贊以沿休著它自的作用聽線移到剛體并內(nèi)任意根一點面，并翼不改泄變該雀力對朽剛體滿的作刻用。公理陷3力的體平行些四邊稀形法戶則作用總在物佳體上友同一油點的看兩個歇力，灣可以布合成禽為一耐個合蕩力。愧合力憤的作鈔用點失也在飽該點紀(jì)，合捆力的報大小鐵和方捆向，蛙由這柱兩個侍力為謠邊構(gòu)翼成的煙平行諷四邊蹦形的擠對角嗽線確志定，回如圖垮所示猜。合力(合力的大小與)(矢量的和)亦可短用力三都角形求得戚合力占矢1耳有兩悉個成算α（弱0<琴α<頑18邪0）慣的兩丘個力篇N1夸、N怕2，掀把兩扛個力浪首尾染相連暖（三窯角形毛的兩咬個邊覽），能其合強力Q旬的方翼向和俊大小摟為從煌N1砍的起勞點到腦N2腐的終鞋點（侮三角詞形的隙第三芳條）緣瑞。圖還1侵2螺有N杯1、乘N2皮……緒N個滋力，斯將其茫順序德首尾剩相連雞，其跪合力津Q的束方向彩和大薦小為蛾從N謊1的掩起點位到N悲的終步點。懷若其藍(lán)合力直為零好，則砌N1江、N艇2…鋤…N驅(qū)首尾元相連哀將組洲成一段個封奪閉的巧多邊麻形。沸圖2推論三力揭平衡楊匯交獅定理平衡時必與共線則三力必匯交O點，且共面．作用捐于剛坑體上擦三個相互愿平衡的力妙，若鎮(zhèn)其中抖兩個袋力的逗作用接線匯御交于捏一點拾，則淚此三桌力必封在同斷一平丙面內(nèi)千，且印第三敵個力忙的作棉用線姻通過糾匯交受點。公理脅4作用誰和反張作用建定律作用相力和泄反作既用力強總是素同時攔存在都，同報時消脂失，等值蜘、反妹向、納共線，作歡用在引相互漁作用貢的兩井個物肥體上用．在畫徐物體建受力估圖時娘要注膛意此資公理熔的應(yīng)耳用．問題護(hù)：作鳥用與硬反作通用力川是不脖是一鼓對平魄衡力疤？公理永5剛化便原理柔性惱體（久受拉認(rèn)力平奔衡）剛化棚為剛場體（念仍平解衡）反之礦不一浙定成茂立剛體刻（受焰壓平讀衡）柔性型體（圾受壓貪不能絲式平衡眼）變形黎體在某問一力瓣系作租用下嘩處于紙平衡送，如翻將此迫變形河體剛盡化為販剛體制，其稅平衡暑狀態(tài)遺保持病不變號?！?鋒-3力矩蟻力偶帝及力極偶矩一、拐力對長點的惱矩1．平劣面力對點源的矩圖1.9力對虜點的練矩是敵度量仗力使素剛體先繞此露點轉(zhuǎn)錢動效看應(yīng)的徹物理事量。如圖1.團9所示舅，力與點在同掠一平摔面內(nèi)花，點稱為到力君的作赴用線漫的垂矮直距恨離在平上面問意題中按力對僅點的財矩的蒜定義價如下推：力閃對點于之矩都是一冷個代數(shù)噸量，它編的絕放對值控等于廳力的爬大小欠與力舌臂的泳乘積導(dǎo)，它愿的正趣負(fù)可與按下許法確改定：檔力使扯物體圣繞矩疲心逆鵝時針禁轉(zhuǎn)向肌轉(zhuǎn)動惱時為瀉正，蒜反之拜為負(fù)風(fēng)。力對于君點號MO(F)示，錘即（1-災(zāi)9）其中矩心，點稱為力臂，的矩太以記其中顯然慨，力春的作殿用線駝通過訂矩心六，即工力臂密等于聾零時東，它甲對矩鑼心的珍力矩精等于慨零。掉力矩銹的單揪位常細(xì)用或。為三姿角形OA諸B的面客積。2.空間錦力對您點的伐矩矢在空獵間情筑況下缺，力產(chǎn)對點黎之矩遲的轉(zhuǎn)欲動效固應(yīng)由奮以下夸三方崗面共吳同決煤定：力矩碰的大蚊小，羞力矩液的轉(zhuǎn)插向，愁力矩與作用腎面的妖方位。這逼稱為船空間旗力對腫點之雅矩的駝三要桂素。這三桶要素副用一昨個代老數(shù)量像不能頑完整銷表達(dá)迅，必減須用力矩卵矢MO(F)來描撈述。盈即（1-獨10）作用宏點的頁矢徑蓋，矢烏積r×的模等于藝力的大賢小與驚力臂的乘紋積（灑或三送角形的面意積的懇兩倍貿(mào)）；僑其方紋位和代力矩扮作用秘面的肺法線久的方致向相淘同；而矢量捷的指扁向按鋼右手您螺旋勿法則抖來確貌定。取上式等為力毒對點炎的矩除的矢逐積表任達(dá)式升。如圖1.徑10所示璃，r表示帥力zkixyrFoABh圖1.103.空間減力對尿軸的啟矩在工光程中金，經(jīng)掀常遇章到剛葬體繞酷定軸貍轉(zhuǎn)動園的情巖形，足為了飄度量景力對扔繞定芽軸轉(zhuǎn)汽動剛房誠體的濫作用境效果壩，必歲須了課解力作對軸掀的矩繩的概監(jiān)念。理如圖1.需11所示陡，為著求力F對固供定軸z的矩茂，將F分解咐為Fz和Fxy（此戰(zhàn)力即簡為力F在平鑰面Ox剪y上的全投影棕）。繪由經(jīng)宰驗可燃知，罩分力Fz對z軸的趨矩為鄰零；檢只有億分力Fxy對z軸有吊矩，等于決力Fxy對平利面Ox投y與琴Z軸的秒交點的矩?，F(xiàn)義用符旁號Mz(F)表示鳴力對軸的陜矩，權(quán)即（1-耳13）力對鳥軸的醉矩的擁定義餡如下旦：力披對軸虛的矩確是力儲使剛閥體繞潔該軸差轉(zhuǎn)動攤效果蒜的度咬量，編是一首個代數(shù)喊量，其絕翻對值等于巴該力泊在垂目直于云該軸賽的平否面上術(shù)的投焰影對士于這灰個平藍(lán)面與房誠該軸硬的交且點的圓矩。圖1.11其正負(fù)背號可按右售手螺將旋規(guī)鋤則確謊定，租拇指魚指向伏與z軸一纏致為抗正，俘反之胡為負(fù)匹。力對贈軸的華矩等寨于零的情堅況：（1）當(dāng)卵力與揭軸相漂交時拋；（2）當(dāng)肢力與推軸平塘行時到。即內(nèi)當(dāng)力昌與軸射在同木一平稍面時香，力屈對該識軸的晶矩等感于零難。力對桐軸的斃矩的譜單位榴為二、私力偶哨及力得偶矩圖1.12大小瘦相等淘，方欄向相蘇反，婦作用確線平鍵行的絕兩個距力稱廣為力信偶。描力偶界是常亂見的喂一種過特殊耍力系觀，例鼠如圖1.旗12所示申的作慨用在軌汽車互方向始盤上凡的兩葬個力愉。力披偶只鼻能使抽物體宏轉(zhuǎn)動約，它既不量能合六成為異一個陵力，毅也不螞能與獅一個倦力平誰衡。力糞和力穗偶是仿靜力驅(qū)學(xué)的疲兩個白基本劑要素漁。力偶匹對物菊體的何轉(zhuǎn)動遲效應(yīng)幅用力偶角矩度量衰。它軋等于竿力偶給中力弱的大掙小與講兩個央力之柏間的賽距離目（力抓偶臂犧）的盲乘積邪，記拼為，簡記伯為M，如撥圖1.告13所示護(hù)，有（1-姻17）1.平面支力偶力偶極矩是袍代數(shù)凳量。取筋逆時目針轉(zhuǎn)念向為碑正，伍反之襲為負(fù)溜。力倚偶矩道的單激位與棍力矩驚相同炮，也疫是或如圖1.恒14取任骨一點據(jù)為矩犬心，負(fù)則力萄偶對蠢該點掛的矩食為可知桃，力氏偶對巾任一烤點的維矩等幼于力代偶矩濁而與私矩心謎位置賠無關(guān)遞。d圖1.13圖1.14力偶灣在平必面內(nèi)蕉的轉(zhuǎn)組向不勤同，活其作峽用效餐應(yīng)也嚴(yán)不相梅同。卸因此妖，平面厭力偶對物開體的板作用史效應(yīng)另，由若以下噴兩個淺因素菊決定勾：（1）力偶窯矩的骨大小灰；（2）力道偶在耗作用斯平面斬內(nèi)的押轉(zhuǎn)向僻。在同一泊平面鞠內(nèi)的劑兩個盛力偶，如雁力偶辟矩相澇等，驢則兩稠力偶蟲等效崗。由鞭此可普得兩休個推皆論：（1）力寒偶可恐在其蠻作用魄面內(nèi)宿任意茶移轉(zhuǎn)諒，而內(nèi)不改拜變它襖對物中體的去作用而。（2）只駱要保拍持力介偶矩殖不變難，可蓮任意形改變后力的悼大小法和力低偶臂材的長植短，他而不伯改變努力偶網(wǎng)對物寧體的芽作用葡。由此越可見麻，力穩(wěn)偶的梯臂和傷力的屑大小擠都不閃是力籃偶的濃特征臣量，只有蔽力偶蛇矩是掉力偶律作用艷的唯畫一度遷量。今夸后常格用圖1.絕15所示飽的符啟號表少示力珠偶，M為力四偶的明矩。d圖1.15圖1.162.力偶伏矩矢空間總力偶對剛提體的蜜作用狐除了榮與力合偶矩混大小涌有關(guān)炎外，寶還與齡其作用寇面的禽方位兄及力畏偶的橋轉(zhuǎn)向有關(guān)進(jìn)，可艇用力偶克矩矢來度夠量，射記作M。計程算表佳明，力偶行對空功間任園一點愈的矩郵矢都桂等于賄力偶疊矩矢懲，與凳矩心挑位置千無關(guān)傲。（1-累18）學(xué)由米于矢M無需側(cè)確定亞矢的襪初端玻位置臟，這英樣的鞋矢量批稱為校自由艇矢量鋸，如吹圖1.診16所示苦。由揮此可價知，只力偶駛對剛歡體的黨作用康完全蕩由力袖偶矩允矢所饑決定溝?？臻g改力偶覽的等登效條賠件可押敘述沒為：逗兩個羅力偶省的力成偶矩績矢相汁等，拼則它瓜們彼臉此等勸效。自由看體非自活由體約束：對非烤自由拼體的繁位移拔起限細(xì)制作灘用的怕物體僚.約束縮慧（反襪）力：約束莖對非音自由說體的概作用巾力．約束讓（反赤）力大小明——答待定方向樹——筑與該云約束叢所能腔阻礙樂的位麥移方炒向相隆反作用笨點——接觸孕處約束水力是缺被動真力，殖那么亡什么昏是主口動力闊？§1鹽-2眨約束森和約鑰束力1、統(tǒng)光春滑接巷觸面及約束成（具舍有光熱滑接兆觸面凳（線勞、點逆）的六約束培）工程候常見膝的約孝束約束只能承受壓力，作用點在接觸處；方向沿接觸處的公法線并指向物體，故稱為法向約束力，用表示．2嬸、余由柔洗軟的彼繩索跟、膠狀帶或斷鏈條毅等構(gòu)銀成的柔性腔體約子束柔索只能受拉力，又稱張力.用表示．柔索章對物卸體的運約束督力沿遣著柔嚷索背很向被寧約束孟物體奇．皮帶列對輪苦的約剝束力儉沿輪降緣的音切線梳方向忽，為妨拉力計．1）搞徑膨向軸搞承（趣向心點軸承沈）約束貫特點第：軸在摔軸承秒孔內(nèi)捎，軸手為非革自由帥體、轟軸承騰孔為幫約束加．3夕、光理滑鉸融鏈約乎束（尼徑向擔(dān)軸承膚、圓據(jù)柱鉸生鏈、吩固定皮鉸鏈讀支座掏等）（2）光滑雜圓柱鉛鉸鏈約束斧特點：由兩往個各末穿孔疫的構(gòu)園件及痕圓柱劇銷釘唐組成抵，如扮剪刀百．約束覆力：光滑桿圓柱萌鉸鏈謊：為輪孔與辦軸的挎配合耐問題鼻，作富用在飲垂直論于圓悶柱銷斯釘?shù)奈浧矫婷鑳?nèi)，噴過銷上釘中黎心，劫可用亞兩個資正交痛分力夏表示衰．其中有作用與反作用關(guān)系一般扣不必堪分析不銷釘私受力晉，當(dāng)壩要分扔析時絞，必吧須把驚銷釘唱單獨熊取出坦．（3）固定局鉸鏈凝支座約束計特點：由上歐面構(gòu)鹽件1督或2肢之爽一與箱地面王或機景架固飛定而莖成．約束爪力：值與圓謹(jǐn)柱鉸他鏈相洪同以上懶三種筑約束礦（經(jīng)壞向軸行承、騎光滑繼圓柱貨鉸鏈黨、固踢定鉸禮鏈支項座）極其約精束特杯性相蹄同，笨均為抖軸與擠孔的京配合屬問題舌，都顛可稱撿作光扎滑圓談柱鉸避鏈．4滾動渡支座約束些特點：在上紹述固使定鉸秒支座蹄與光洲滑固吵定平年面之鋸間裝金有光動滑輥習(xí)軸而暑成．約束泰力：過銷檔釘中壟心，鏈⊥光謙滑面食，指春向不孤定．5鏈桿濁約束鏈桿協(xié)是兩茫端用棉鉸與啦其他桑構(gòu)件炸相連煤，不疤計自卡重且障中間新不受擴力的丹桿件。ACBABFNAFNB由于忍鏈桿鏈只在低兩個蹦鉸處座受力特，因凝此為東二力鳥構(gòu)件6、其粱他光遮滑鉸柜鏈約側(cè)束類溉型1）杠徑行向軸癢承（竊向心違軸承膠）約束所特點衛(wèi)：軸在棉軸承插孔內(nèi)甜，軸奪為非付自由希體、爺軸承忽孔為亞約束獸．2）程止推粉軸承約束抽特點剪：止推榮軸承神比徑慚向軸油承多還一個幼軸向少的位濤移限責(zé)制．約束力：比徑向軸承多一個軸向的約束反力，亦有三個正交分力．3)配球壘鉸鏈約束華特點械：通與過球瓶與球睛殼將五構(gòu)件伐連接溝，構(gòu)殼件可月以繞質(zhì)球心叉任意象轉(zhuǎn)動客，但廣構(gòu)件挎與球刊心不谷能有肉任何忌移動糟．約束眨力：當(dāng)頑忽略訂摩擦答時，陵球與鳴球座且亦是涂光滑跡約束榴問題．約束再力通化過接免觸點架,并寶指向?qū)幥蛐牧R,是快一個搬不能乳預(yù)先號確定滾的空教間力衡.可熄用三解個正筒交分花力表捷示．（2）柔索約束——張力球鉸聽鏈——空間孕三正涌交分堵力止推弄軸承——空間銳三正撐交分己力（4）滾動支座——⊥光滑面（3）光滑鉸鏈——（1）光滑面約束——法向約束力§1構(gòu)-3居物體平的受諷力分飽析和塔受力蔬圖在受乖力圖提上應(yīng)雷畫出苦所有俘力，主動極力和晝約束