理论力学复静力学.ppt

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1、1、周日上午周日上午3-4节课节课104教室答疑，只解答课程内容，教室答疑，只解答课程内容，不回答任何有关考试的问题；不回答任何有关考试的问题；2、考试时间请关注建工系网上的考试通知。考试时间请关注建工系网上的考试通知。静力学：静力学：研究物体的受力分析、力系的等效替换（或简化）、建立各种力系的平衡条件的科学 1、物体的受力分析：分析物体（包括物体系）受哪些力，每个力的作用位置和方向，并画出物体的受力图 2、力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系等效代替一个复杂力系 3、建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的平衡条件，并应用这些条件解决静力学实际问题几个基本概念：刚体：刚体：在力的作用下，其

2、内部任意两点间的距离始终保持不变的物体.力力：物体间相互的机械作用，作用效果使物体的机械运动状态发生改变力的三要素：大小、方向、作用点.力是矢量 力系力系：一群力.可分为：平面汇交（共点）力系，平面平行力系，平面力偶系，平面任意力系；空间汇交（共点）力系，空间平行力系，空间力偶系，空间任意力系 平衡平衡：物体相对惯性参考系（如地面）静止或作匀速直线运动（1）（2）（3）静力学公理和物体的受力分析静力学公理和物体的受力分析静力学公理静力学公理公理公理1 1 力的平行四边形法则 公理公理2 2 二力平衡条件(二力构件的概念二力构件的概念)公理公理3 3加减平衡力系原理推理推理1力的可传性推理推理2

3、 2三力平衡汇交定理公理公理4 4作用和反作用定律公理公理5 5刚化原理刚化原理约束约束：对非自由体的位移起限制作用的物体.约束力约束力：约束对非自由体的作用力约束力大小待定方向与该约束所能阻碍的位移方向相反作用点接触处约束和约束反力约束和约束反力（2）柔索约束张力球铰链空间三正交分力止推轴承空间三正交分力（4）滚动支座 光滑面（3）光滑铰链（1）光滑面约束法向约束力物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图在受力图上应画出所有力，主动力和约束力（被动力）画受力图步骤：3、按约束性质画出所有约束（被动）力1、取所要研究物体为研究对象（隔离体），画出其简图2、画出所有主动力一.多个汇交力的合成

4、力多边形规则第二章 平面任意力系二.平面汇交力系平衡的几何条件平衡条件平面平面汇交力系平衡汇交力系平衡的几何条件是：该力系的力多的几何条件是：该力系的力多边形自行封闭边形自行封闭.图示两个力三角形中三个力的关系是否一样？图b中三个力自行封闭，能否说此力系一定是平衡力系？一.力在坐标轴上的投影与力沿轴的分解平面汇交力系合成与平衡的解析法力F沿轴OX、OY的分力和力在两轴上的投影有何区别？对图a、b都成立吗？.平面汇交力系的平衡方程平衡条件平衡方程 平面力对点之矩的概念和计算一、平面力对点之矩（力矩）力矩作用面，O称为矩心，O到力的作用线的垂直距离h称为力臂1.大小：力F与力臂的乘积2.方向：转动

5、方向两个要素：力对点之矩力对点之矩是是一个代数量，它的绝对值等于力的大小与力臂的乘积，它的正负：力使物体绕矩心逆时针转向时为正，反之为负.常用单位Nm或kNm二、平面力系的合力矩定理合力对任一点之矩等于各分力对合力对任一点之矩等于各分力对同一点之矩的代数和同一点之矩的代数和计算力F对点A和B的力矩 平面力偶理论力偶和力偶矩1.力偶由两个等值、反向、不共线的（平行）力组成的力系称为力偶力偶，记作2.力偶矩力偶中两力所在平面称为力偶作用面力偶两力之间的垂直距离称为力偶臂平面力偶系的合成和平衡条件平面力偶系平衡的必要和充分条件是：所有各力偶矩的代数和等于零.平衡方程1、力的平移定理平面任意力系向作用

6、面内一点简化可以把作用在刚体上点A的力F平行移到任一点B，但必须同时附加一个力偶，这个附加力偶的矩等于原来的力F对新作用点B的矩.2、平面任意力系向作用面内一点简化主矢和主矩主矢主矩主矢与简化中心无关，而主矩一般与简化中心有关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平面任意力系的平衡条件和平衡方程因为平面任意力系的平衡方程1、平面任意力系的平衡方程掌握：由平衡方程求解支掌握：由平衡方程求解支座约束力。座约束力。掌握课后作业题掌握课后作业题平面任意力系平衡方程的三种形式一般式二矩式两个取矩点连线，不得与投影轴垂直两个取矩点连线，不得与投影轴垂直三矩式三个取矩点，不得共线

7、三个取矩点，不得共线如何求解支座反力？注意分析二力构件1、各杆件为直杆，各杆轴线位于同一平面内；2、杆件与杆件间均用光滑铰链连接；3、载荷作用在节点上，且位于桁架几何平面内；4、各杆件自重不计或均分布在节点上在上述假设下，桁架中每根杆件均为二力杆节点法与截面法1、节点法2、截面法关于平面桁架的几点假设：平面简单桁架的内力计算空间汇交力系的合力与平衡条件合矢量（力）投影定理空间汇交力系的合力 第三章第三章空间力系空间力系合力的大小方向余弦平衡方程1、力对点的矩以矢量表示 力矩矢 力对点的矩和力对轴的矩力对点的矩和力对轴的矩(3)作用面：力矩作用面.(2)方向:转动方向(1）大小:力F与力臂的乘积

8、三要素：合力矩定理合力矩定理:合力对某一点之矩等于合力对某一点之矩等于各分力对同一点之矩的矢量和。各分力对同一点之矩的矢量和。2.力对轴的矩 力与轴相交或与轴平行（力与轴在同一平面内），力对力与轴相交或与轴平行（力与轴在同一平面内），力对该轴的矩为零该轴的矩为零.即，力对点的矩矢在过该点的某轴上的投影，等于力对该轴的矩.3 3、力对点的矩与力对过该点的轴的矩的关系力对点的矩与力对过该点的轴的矩的关系 空间力偶空间力偶1 1、力偶矩以矢量表示、力偶矩以矢量表示,力偶矩矢力偶矩矢空间力偶的三要素（1）大小：力与力偶臂的乘积；（3）作用面：力偶作用面的方位。（2）方向：转动方向；力偶矩矢 3 3力偶

9、系的合成与平衡条件力偶系的合成与平衡条件为合力偶矩矢，等于各分力偶矩矢的矢量和.空间力偶系平衡的充分必要条件是:合力偶矩矢等于零，即 称为空间力偶系的平衡方程.空间任意力系向一点的简化空间任意力系向一点的简化主矢和主矩主矢和主矩1 1 空间任意力系向一点的简化空间任意力系向一点的简化其中，各 ，各一空间汇交与空间力偶系等效代替一空间任意力系.主矢主矩1）合力2 2 空间任意力系的简化结果分析（最后结果）空间任意力系的简化结果分析（最后结果）当 最后结果为一个合力.（2）合力偶当 时，最后结果为一个合力偶。此时与简化中心无关。（3）力螺旋当 时（4）平衡当 时，空间力系为平衡力系空间平行力系简化

10、的最终结果可能是什么？可能合成为力螺旋吗？一主矢和一主矩。最后结果可为一合力、合力偶或平衡。空间任意力系的平衡方程空间任意力系的平衡方程空间任意力系平衡的充要条件：该力系的主矢、主矩分别为零.1.空间任意力系的平衡方程空间任意力系平衡的充要条件：所有各力在三个坐标轴中每一个轴上的投影的代数和等于零，以及这些力对于每一个坐标轴的矩的代数和也等于零.传动轴用两个止推轴承支持，每处止推轴承处有三传动轴用两个止推轴承支持，每处止推轴承处有三个未知约束反力，共个未知约束反力，共6个未知量。而空间力系的平衡方个未知量。而空间力系的平衡方程恰好有程恰好有6个，是否为静定问题？为什么？个，是否为静定问题？为什

11、么？重重 心心1 1 计算重心坐标的公式计算重心坐标的公式对均质物体，均质板状物体，有称为重心或形心公式滑动摩擦滑动摩擦静滑动摩擦力的特点1 方向：沿接触处的公切线，2 大小：3（库仑摩擦定律）与相对滑动趋势反向；第四章第四章摩擦摩擦动滑动摩擦的特点1 方向：沿接触处的公切线，与相对滑动趋势反向；2 大小：（对多数材料，通常情况下）仍为平衡问题，平衡方程照用，求解步骤与前面基本相同几个新特点2 严格区分物体处于临界、非临界状态；3 因 ，问题的解有时在一个范围内1 画受力图时，必须考虑摩擦力；考虑滑动摩擦时物体的平衡问题考虑滑动摩擦时物体的平衡问题重点重点:课后习题课后习题静滚动摩阻（擦）滚动摩阻（擦）的概念滚动摩阻（擦）的概念最大滚动摩阻（擦）力偶滚动摩阻（擦）系数，长度量纲不作重点要求不作重点要求