1、第一章 静力学公理和物体的受力分析 基本概念 刚体静力学基本公理 约束和约束力 物体的受力分析和受力图公理 1 力的平形四边形法则作用在物体上同一点的两个力,可以合成为一个合力。合力的作用点仍在该点,其大小和方向由此两力为边构成的平行四边形的对角线确定。公理2 二力平衡公理作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是:这两个力的大小相等,方向相反,且作用在同一直线上。F1= F2公理3 加减平衡力系公理在已知力系上加上或减去任意的平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用。公理4 作用与反作用定律两物体间相互作用的力,大小相等,方向相反,作用线沿同一直线。F1= F2公理5 刚化公理变形体
2、在某一力系作用下处于平衡,如将其刚化为刚体,其平衡状态保持不变。工程常见的约束1.光滑接触面 (线、点) 的约束(光滑接触约束) 及约束力切线法线约束力沿接触面公法线方向2.柔性约束及约束力由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束 .柔索只能受拉力,又称张力。用 FTA表示。3.圆柱铰链约束及约束力固定支座、滚动支座、销钉、 轴承等( 1) 径向轴承(向心轴承)约束特点: 轴在轴承孔内,轴为非自由体、轴承孔为约束。( 2) 固定铰链支座光滑圆柱铰链N约束特点:通过球与球壳将构件连接,构件可以绕球心任意转动,但构件与球心不能有任何移动。4.球型铰链约束及约束力(1 )球铰链5. 固定端约束固定端约束
3、 平面两正交分力和一约束力矩 X、Y、MPABXYM四、受力分析和受力图隔离体图、 受力图、解力学问题的方法:几何法解析法矢量分析法ADBABCTQAxNAyNADBTQAR例题A BCADBTQAxNAyNMAQQ第二章平面汇交力系与平面力偶系汇交力系的平衡1.汇交力系平衡的充要条件01=niiRFF力多边形自行闭合力多边形自行闭合2.汇交力系平衡的几何条件oF1F2F3F4F5平面力对点之矩的概念及计算一、平面力对点之矩(力矩)力矩作用面1.大小:力 F与力臂的乘积2.方向:转动方向两个要素:( )0M FFh= ur( )0M FrF= uur ur r ur二、汇交力系的合力矩定理12
4、R inFFFF F=+ur ur ur ur urL12Ri nrF rF rF rF rF=+r ur r ur r ur r ur r urL即( ) ( )R iOOM FMF=uur ur uur ur平面汇交力系( ) ( )R iOOM FMF=uur ur uur ur三、力矩与合力矩的解析表达式() ( ) ( )yxOO OM FMF MF=ur ur ur( ) ( )RiOOM FMF=ur ursin cosxF yF = yxxF yF= ()( )ROiiyixM FxFyF= ur第三章平面任意力系1. 力的平移定理()BBM MF Fd=ur 3-1 平面任意
5、力系的简化2. 平面任意力系向作用面内一点简化 主矢和主矩11 110()F FMMF=uurur ur22 220()FF MMF=uurur ur0()nn nnFF MMF=uurur urnni1 i1R iiFFF= uuruurur()iOiOMMMF= urR iiF FF= uururur主矢()iOOM MF=ur主矩RxixixxF FFF= uuruurururRy iy iyyF FFF= uuruururur如何求出主矢、主矩?主矢大小22()()RixiyFFF= +方向cos( , )ixRRFFiF=uurrcos( , )iyRRFFjF=uurr作用点: 作
6、用于简化中心上主矩()iOOM MF=ur() (x y )(32)iOo iyixMMF FF= ur22()()(3 1)cos( , ) cos( , )RRRxyyxRRFFFFFFi F jFF=+=uurr urr平面任意力系平衡的充要条件是:力系的主矢和对任意点的主矩都等于零即00RoFM= =uur3-2 平面任意力系的平衡条件和平衡方程22()(), ()iRxyOOFFFMMF=+ = ur因为有000xyoFFM=平面任意力系平衡方程的三种形式一般式000xyAFFM=二矩式000xABFMM =A,B 两个 取矩点连线,不得与投影轴垂直三矩式000ABCMMM=A,B,C 三个取矩点,不得共线第四章空间力系