基礎(chǔ)力學(xué)ppt課件

靜力學(xué),1、研究對象-靜力學(xué)是研究物體在力系作用下平衡規(guī)律的科學(xué)。,2、研究內(nèi)容-（1）力系的簡化；（2）力系的平衡。,(1)內(nèi)容提要,1.靜力學(xué)中的基本概念,2.靜力學(xué)公理,3.約束和約束力,1-1.靜力學(xué)中的基本概念,一、力的概念,力是物體相互間的機械作用。,運動效應(yīng)（外效應(yīng)）：使物體的運動狀態(tài)改變。（理論力學(xué)）,變形效應(yīng)（內(nèi)效應(yīng)）：使物體發(fā)生變形。（材料力學(xué)）,1、力的定義,2、力的三要素：大小、方向、作用點,力的圖示,普通字母力的大?。‵）,黑體字母力矢。（F）,可用矢量表示力。,遵循矢量的運算法則,采用有向線段表示,用黑體字母表示矢量,力的單位：N，kN,3、等效力系,等效力系：如果作用于物體上的一個力系可用另一個力系代替，而不改變原力系對物體的外效應(yīng)，則這兩個力系稱為等效力系。,力系（F1，F(xiàn)2，F(xiàn)m）與力系（P1，P2，Pn）等效,力系：作用在物體上的若干個力的總稱。,合力：如果一個力FR與一個力系（F1，F(xiàn)2，F(xiàn)n）等效，則力FR稱為力系的合力，而力系中的各力稱為合力FR的分力。,二、剛體的概念,剛體是指在運動中和受力作用后，形狀和大小都不發(fā)生改變，即受力后任意兩點之間距離不變的物體。,對剛體而言力只產(chǎn)生運動效應(yīng)。,1）理想化的力學(xué)模型。,2）不應(yīng)把剛體的概念絕對化。,剛體,變形體,研究塔機不致傾倒，確定所需配重,剛體,變形體,對于塔機和組成塔機的每一根桿件,三、平衡的概念,平衡是指物體在力作用下相對于慣性參考系處于靜止或作勻速直線運動的狀態(tài)。,平衡力系：作用在物體上正好使之保持平衡的力系。,若（F1，F(xiàn)2，F(xiàn)n）使物體平衡，則稱為平衡力系。,平衡條件！,作用在同一剛體二個力，使剛體平衡的充分、必要條件：此二力等值、反向、共線。,一、二力平衡公理,1-2.靜力學(xué)公理,變形體？,二力構(gòu)件（二力體）：只受二力作用而平衡的構(gòu)件或桿件。,受力特點：所受兩力必沿兩力作用點連線。,在作用于剛體上的任一力系中，加上或減去一個平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用效應(yīng)。,二.加、減平衡力系公理,作用在剛體上的力可沿其作用線移動，而不改變該力對剛體的作用效應(yīng)。,力在剛體上的的可傳性,F1=-F2=F,適于同一個剛體,=,=,力對剛體的作用決定于：力的大小、方向和作用線（力是滑動矢量）。,注意：,1、力的可傳性只適用于剛體，而不適用于變形體。,2、力的可傳性只能沿力的作用線移到剛體內(nèi)的任意點，而不能移到別的剛體上。,?,三、力的平行四邊形法則,FR=F1+F2,作用于物體上同一點的兩個力可以合成為作用于該點的一個合力，它的大小和方向，由這兩個力為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對角線來表示。,逆過程也成立。一般正交分解。,剛體受不平行的三力作用而平衡時，此三力作用線必共面且匯交于一點。,三力平衡匯交定理（P27）,證：F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3是不平行的三個相互平衡的力,將力F1，F(xiàn)2移到其匯交點o,力F3應(yīng)與FR12平衡,F3與FR12共線,得合力FR12,兩物體間相互作用的力，總是等值、反向、共線，并分別作用在這兩個物體上。,四.作用與反作用定律,（FN，F(xiàn)N1）是作用力與反作用力。,（G，F(xiàn)N1）是一對平衡力。,五.剛化原理,變形體在已知力系作用下處于平衡，如果設(shè)想將此變形體剛化為剛體，則其平衡狀態(tài)不變。,思考題：,1.區(qū)分異同,力與力等效,大小相同方向相同,大小相同,大小相同方向相同作用線相同,思考題：,2.只適用于剛體的公理或定理有哪些？,3.二力構(gòu)件的定義？與形狀有關(guān)嗎？,二力平衡公理、加減平衡力系公理,力的可傳性、三力平衡匯交定理,1-3約束和約束力,1.自由體與非自由體,非自由體：因受到周圍物體的限制，不能沿某些方向運動的物體。（如燈繩、合頁軸、列車）,自由體：能在空間中自由運動的物體。（飛機、鳥）,一、關(guān)于約束的概念,（1）約束：阻礙物體運動的限制物。,（2）約束力：約束作用于被約束物體上力。,方向：與所限制物體運動趨勢的方向相反。,作用點：約束與被約束物體的接觸處。,約束力大?。何粗?。,2.約束和約束力,主動力：主動引起物體運動或使物體有運動趨勢的力。,1、柔體約束（柔繩、皮帶、鏈條等）,二、工程中常見的幾種約束類型及其約束力,纜索,特征：只限制沿柔索中心線伸長方向的運動。,約束力沿柔索的中心線，背離被約束的物體。（拉力）,2、光滑面約束,F,F,F,約束力通過接觸點，方向沿接觸面的公法線并指向被約束體。,（壓力）,光滑面約束特點：,光滑接觸面約束實例,齒輪嚙合力,滑槽與銷釘,滑槽與銷釘,FR,3光滑圓柱鉸鏈約束,用銷釘連接兩個鉆有相同大小孔徑的構(gòu)件構(gòu)成鉸鏈約束。,當外界載荷不同時，接觸點會變，則約束力的大小與方向均有改變,約束力作用在與銷釘軸線垂直的平面內(nèi)，并通過銷釘中心。方向待定。通常用兩個相互垂直的分力表示。,鏈桿：兩端鉸接，中間不受力的直桿。（二力桿）,反力：沿鏈桿中心線，其指向或被離物體（拉力），或朝向物體（壓力）。,（1）鏈桿約束,（2）固定鉸支座（底座固定）,約束力通過圓孔中心，方向待定。,Fy,Fx,（3）可動鉸支座：底座與支撐面間有輥軸。（輥軸支座）,約束力：垂直于支撐面，通過銷釘中心，指向可假設(shè)。,F,F,鉸鏈連接實例：,4、軸承約束,（1）滑動軸承（slidingbearing）：在滑動摩擦下工作的軸承。,約束力通過軸心，用互相垂直的兩個分力表示。,軸被軸承支承的部分稱為軸頸，與軸頸相配的零件稱為軸瓦。,滾動軸承（rollingbearing）是將運轉(zhuǎn)的軸與軸座之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，從而減少摩擦損失的一種精密的機械元件。滾動軸承一般由外圈，內(nèi)圈，滾動體和保持架組成。,（2）滾動軸承,（A）向心軸承：,主要用于承受徑向載荷的滾動軸承。,（B）止推軸承,約束力用垂直軸向和沿軸向的三個分力表示，方向待定。,除能限制軸沿徑向移動外，還能阻止軸沿軸線方向移動。,止推軸承一般是由兩個止推墊片或更多止推墊片和若干滾動體組成。,1.力的定義力是物體相互間的一種機械作用。,總結(jié),2.力的三要素：大小、方向、作用點。,3.剛體的概念剛體是指在運動中和受力作用后，形狀和大小都不發(fā)生改變，且內(nèi)部各點之間距離不變的物體。,4.平衡的概念平衡是指物體在力作用下相對于慣性參考系處于靜止或作勻速直線平動的狀態(tài)。,總結(jié),5二力平衡公理,7.加、減平衡力系公理,6.二力構(gòu)件（二力體）：只受二力作用而平衡的構(gòu)件或桿件。,二力構(gòu)件受力特點：所受兩力必沿兩力作用點連線。,8.力的可傳性,9.力的平行四邊形法則,總結(jié),10.三力平衡匯交定理剛體受不平行的三力作用而平衡時，此三力作用線必共面且匯交于一點。,11.作用、反作用定律兩物體間相互作用的力，總是等值、反向、共線，并分別作用在這兩個物體上。,1.只要作用在剛體上的三個力匯交于一點，該剛體一定平衡。,2.只要兩個力大小相等，方向相同，則它們對物體的作用效果相同。,3.物體在兩個力作用下平衡的必要與充分條件是這兩個力大小相等、方向相反，沿同一直線。,問題判斷,1、只要作用在剛體上的三個力匯交于一點，該剛體一定平衡。（錯）,2、只要兩個力大小相等，方向相同，則它們對物體的作用效果相同。（