1zh靜力學(xué)公理、受力分析

1、第一章第一章 本章的本章的主要內(nèi)容主要內(nèi)容： * *靜力學(xué)的靜力學(xué)的基本概念基本概念和和公理公理； * *物體的物體的受力分析。受力分析。 具體內(nèi)容：具體內(nèi)容： * *剛體和力的概念剛體和力的概念 * *靜力學(xué)公理靜力學(xué)公理 * *約束和約束反力約束和約束反力 * *物體的受力分析和受力圖物體的受力分析和受力圖重點(diǎn)：熟練掌握約束分析、物體的受力分析、受力圖重點(diǎn)：熟練掌握約束分析、物體的受力分析、受力圖工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析1-11-1剛體和力的概念剛體和力的概念1 1 剛體的概念剛體的概念受力時(shí)受力時(shí)不變形不變形的物體的物體

2、剛體內(nèi)任意兩點(diǎn)之間剛體內(nèi)任意兩點(diǎn)之間的距離保持不變。的距離保持不變。u 剛體是剛體是理想模型理想模型。u 能否作為能否作為剛體剛體取決于所研究問題的性質(zhì)。取決于所研究問題的性質(zhì)。u 理論力學(xué)研究剛體；材料力學(xué)研究變形體。理論力學(xué)研究剛體；材料力學(xué)研究變形體。2 2 質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)：具有質(zhì)量，其大小和形狀可忽略不計(jì)的：具有質(zhì)量，其大小和形狀可忽略不計(jì)的 物體。物體。u 質(zhì)點(diǎn)也是質(zhì)點(diǎn)也是理想模型理想模型。u 能否作為能否作為質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)取決于所研究問題的性質(zhì)。取決于所研究問題的性質(zhì)。工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析質(zhì)點(diǎn)系質(zhì)點(diǎn)系

3、：具有一定聯(lián)系的一群質(zhì)點(diǎn)。：具有一定聯(lián)系的一群質(zhì)點(diǎn)。不變質(zhì)點(diǎn)系：各質(zhì)點(diǎn)間的距離保持不變的質(zhì)點(diǎn)不變質(zhì)點(diǎn)系：各質(zhì)點(diǎn)間的距離保持不變的質(zhì)點(diǎn)系系( (剛體剛體) )?？勺冑|(zhì)點(diǎn)系：質(zhì)點(diǎn)間的距離可變的質(zhì)點(diǎn)系?？勺冑|(zhì)點(diǎn)系：質(zhì)點(diǎn)間的距離可變的質(zhì)點(diǎn)系。3 3 平衡平衡是指物體相對于是指物體相對于慣性參考系慣性參考系保持保持靜止靜止或作或作勻速勻速直線運(yùn)動直線運(yùn)動的的狀態(tài)狀態(tài)。 工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析4 4 力力力力是物體間相互的是物體間相互的機(jī)械作用機(jī)械作用。這種作用有。這種作用有兩種兩種效應(yīng)效應(yīng)：使物體的使物體的運(yùn)動狀態(tài)運(yùn)動狀態(tài)或或/ /和和

4、形狀形狀發(fā)生變化。發(fā)生變化。內(nèi)效應(yīng)內(nèi)效應(yīng)外效應(yīng)外效應(yīng)力的三要素：力的三要素：大小，方向，作用點(diǎn)。大小，方向，作用點(diǎn)。工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析（是定位矢量）（是定位矢量）工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析有向線段長度代表力的大小有向線段長度代表力的大小線段的方位和指向代表力的方向線段的方位和指向代表力的方向 線段的起點(diǎn)或終點(diǎn)表示力的作用線段的起點(diǎn)或終點(diǎn)表示力的作用點(diǎn)點(diǎn) 力是定位矢量力是定位矢量, ,用有向線段表示用有向線段表示用黑體大寫字母F表示力矢量用白體字母F表示力的大小

5、。 在國際單位制中，力的單位為牛頓（N） 5 5 力系力系平衡力系：平衡力系：作用在物體上的作用在物體上的一群力。一群力。如果物體在一力系作用下保持平衡，如果物體在一力系作用下保持平衡，則稱這個(gè)力系為則稱這個(gè)力系為平衡力系平衡力系。等效力系：等效力系： 如果兩個(gè)力系的作用效果完全相同，如果兩個(gè)力系的作用效果完全相同，則稱這兩個(gè)力系為則稱這兩個(gè)力系為等效力系等效力系。合力：合力：如果如果一個(gè)力一個(gè)力與與一個(gè)力系一個(gè)力系，則這個(gè)力稱為這個(gè)力系的則這個(gè)力稱為這個(gè)力系的合力合力；而力系中的力稱為此合力的而力系中的力稱為此合力的分力分力。工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜

6、力學(xué)公理和物體的受力分析公理公理：是反復(fù)為實(shí)踐所證實(shí)的、而為人們所公認(rèn)：是反復(fù)為實(shí)踐所證實(shí)的、而為人們所公認(rèn)的真理（相對真理）。的真理（相對真理）。公理公理 1 力的平行四邊形法則力的平行四邊形法則作用于物體上作用于物體上同一點(diǎn)同一點(diǎn)的的兩個(gè)力兩個(gè)力可合成一個(gè)可合成一個(gè)合力合力，此合力也作，此合力也作用于該點(diǎn)，合力的大小和方向用于該點(diǎn)，合力的大小和方向由以這兩個(gè)力為邊所構(gòu)成的平由以這兩個(gè)力為邊所構(gòu)成的平行四邊形的對角線來表示。行四邊形的對角線來表示。21FFFR1-2 1-2 靜力學(xué)公理靜力學(xué)公理AFRF2F1AFRF2F1* *是力系簡化的基礎(chǔ)，適于剛體、變形體是力系簡化的基礎(chǔ)，適于剛體、變

7、形體工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析公理公理 2 二力平衡公理二力平衡公理作用于剛體上的作用于剛體上的兩個(gè)力兩個(gè)力，使剛體，使剛體平衡平衡的的充分必充分必要條件要條件是：這兩個(gè)力的是：這兩個(gè)力的大小相等大小相等、方向相反方向相反、作用在同一直線上作用在同一直線上。 對對剛體剛體，上面的條件是，上面的條件是充充分必要條件分必要條件。對。對變形體變形體是是必必要條件要條件，而，而非非充分條件充分條件。工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析表明了作用于剛體上表明了作用于剛體上最簡單力最簡單力

8、系平衡系平衡時(shí)必須滿足的時(shí)必須滿足的條件。條件。對剛體有些平衡問題可歸結(jié)對剛體有些平衡問題可歸結(jié)為二力平衡的問題。為二力平衡的問題。 二力構(gòu)件二力構(gòu)件( (二力桿二力桿) )二力桿二力桿工程上，將工程上，將受兩個(gè)力受兩個(gè)力作用并作用并處于平衡處于平衡的物體的物體稱為稱為二力構(gòu)件二力構(gòu)件。二力構(gòu)件二力構(gòu)件因?yàn)樵诠こ躺?，大多?shù)因?yàn)樵诠こ躺?，大多?shù)二力構(gòu)件二力構(gòu)件是桿件，所以是桿件，所以常簡稱為常簡稱為二力桿二力桿。工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析在已知力系上在已知力系上加上加上或或減去減去任意一個(gè)任意一個(gè)平衡力系平衡力系，并并不改變不改變原

9、力系對剛體的作用。原力系對剛體的作用。推論推論1 力的可傳性原理力的可傳性原理公理公理 3 加減平衡力系加減平衡力系公理公理作用于作用于剛體剛體上的力，可沿其作用線移到同一剛上的力，可沿其作用線移到同一剛體內(nèi)的任一點(diǎn)，而不改變它對剛體的作用效應(yīng)。體內(nèi)的任一點(diǎn)，而不改變它對剛體的作用效應(yīng)。故：故： 對剛體，力的三要素為：對剛體，力的三要素為：大小大小, 方向方向, 作用線。作用線。證明：證明：AABFBAFBF2F2F1工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分

10、析* *力的可傳性力的可傳性原理原理只適用于只適用于剛體剛體。工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析作用于作用于剛體剛體上相互上相互平衡平衡的三個(gè)力，的三個(gè)力，若其中若其中兩個(gè)力的作用線匯交于一兩個(gè)力的作用線匯交于一點(diǎn)點(diǎn)，則此，則此三力必在同一平面內(nèi)三力必在同一平面內(nèi)，且且第三個(gè)力的作用線通過匯交點(diǎn)第三個(gè)力的作用線通過匯交點(diǎn)。推論推論2 2：三力平衡匯交定理：三力平衡匯交定理 FR 設(shè)設(shè) 、 的作用線交于的作用線交于O點(diǎn)；點(diǎn)； 將將 、 沿作用線移至沿作用線移至O點(diǎn)；點(diǎn)；證明證明 的作用線通過的作用線通過O O點(diǎn)。點(diǎn)。 由于由于 與與 共線，

11、共線， 且且 與與 及及 共面，共面，所以：所以： 、 和和 共面。共面。證畢證畢 合成：合成： 由二力平衡公理，由二力平衡公理， 與與 共線共線1F2F1F2F21FFFR3FRF3F3FRFRF1F2F1F2F3F工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析公理公理4 4 作用力和反作用力定律作用力和反作用力定律即：即：、且且。作用力作用力與與反作用力反作用力總是總是同時(shí)存在同時(shí)存在，兩力的，兩力的大大小相等小相等，方向相反方向相反，沿著同一條直線沿著同一條直線，分別分別作用在作用在兩個(gè)相互作用的物體上兩個(gè)相互作用的物體上。表示物體間的相互作用

12、；表示物體間的相互作用；與二力平衡的區(qū)別：作用在不同的物體上。不組與二力平衡的區(qū)別：作用在不同的物體上。不組成平衡力系；成平衡力系；對剛體、變形體都適用。對剛體、變形體都適用。工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析公理公理5 5 剛化原理剛化原理 變形體在某一力系作用下處于變形體在某一力系作用下處于平衡平衡時(shí)，如將時(shí)，如將此此變形體變形體剛化為剛化為剛體剛體，則，則平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)保持不變保持不變。F F1 1F F2 2鋼絲繩鋼絲繩即即: :在在某一力系作用下，某一力系作用下，變形體變形體平衡平衡剛體剛體平衡平衡* *剛體平衡條件對變形體而

13、言是必要的而不是剛體平衡條件對變形體而言是必要的而不是充分條件充分條件意義：意義： 建立起建立起剛體平衡剛體平衡與與變形體平衡變形體平衡的的聯(lián)系聯(lián)系。F F1 1F F2 2剛化為剛體平剛化為剛體平 衡保持不變衡保持不變工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析 約束的概念約束的概念 自由體自由體非自由體非自由體更一般地：更一般地：對非自由體的運(yùn)動預(yù)加的對非自由體的運(yùn)動預(yù)加的限制條件限制條件稱稱 為約束。為約束。位移不受限制的物體。位移不受限制的物體。位移受到限制的物體。位移受到限制的物體。對非自由體的某些位移起限制作用的對非自由體的某些位移起限

14、制作用的周周圍物體圍物體稱為約束。稱為約束。1- 3 1- 3 約束和約束反力約束和約束反力工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析約束反力的約束反力的： 大小大小未知未知； 方向方向總是與總是與約束所限制的約束所限制的物體的物體的位移位移方向方向相反相反； 作用點(diǎn)作用點(diǎn)在物體與約束相在物體與約束相接觸接觸的那一的那一點(diǎn)點(diǎn)。約束反力約束反力 受力分類受力分類約束約束施加于施加于被約束物體被約束物體的力（的力（約束對約束對被約束物體的作用）被約束物體的作用）稱為稱為約束反力約束反力。主動力主動力除約束反力以外的力稱為除約束反力以外的力稱為主動力主

15、動力。一般。一般而言在靜力學(xué)問題中主動力是已知的，而言在靜力學(xué)問題中主動力是已知的，可以是集中力，也可以是分布力?？梢允羌辛Γ部梢允欠植剂?。工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析1 1 光滑接觸面約束光滑接觸面約束FNFN約束反力約束反力作用在接觸點(diǎn)處作用在接觸點(diǎn)處，方向，方向沿公法線，沿公法線，指向指向被約束物體。被約束物體。P PFNFNAFNB單面約束：單面約束：雙面約束：雙面約束：約束力約束力指向指向可確定；可確定；約束力指向無法事約束力指向無法事先確定。先確定。工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力

16、學(xué)公理和物體的受力分析滑塊受雙面約束工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析單面約束只能限制物體沿一個(gè)方向的運(yùn)動單面約束只能限制物體沿一個(gè)方向的運(yùn)動 ，約束，約束反力方向一般能事先確定。反力方向一般能事先確定。 雙面約束的約束反力方向只能假設(shè)，其真實(shí)方向雙面約束的約束反力方向只能假設(shè)，其真實(shí)方向由計(jì)算值的正負(fù)號確定。由計(jì)算值的正負(fù)號確定。NBF2 2 柔索約束柔索約束工程實(shí)際中的：工程實(shí)際中的：繩索繩索、皮帶皮帶、鏈條鏈條等。等。理想化：理想化： 繩索約束繩索約束 柔軟柔軟只能受拉，不能受壓；只能受拉，不能受壓； 不計(jì)自重不計(jì)自重。繩索約束為繩

17、索約束為單面單面約束。約束。工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析特點(diǎn)特點(diǎn) : :只能承受拉力，不能承受壓力；只能承受拉力，不能承受壓力； 約束力是沿其中心線的拉力約束力是沿其中心線的拉力 約束約束被約束被約束物體物體 皮皮帶帶約約束束工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析約束約束被約束物體被約束物體工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析3 3 光滑圓柱形鉸鏈約束光滑圓柱形鉸鏈約束包括向心軸承、中間圓柱鉸鏈、固定鉸鏈支座等包括向心軸承、中間

18、圓柱鉸鏈、固定鉸鏈支座等向心軸承向心軸承該約束的特點(diǎn)該約束的特點(diǎn)：軸承（約束）限制了：軸承（約束）限制了軸（被約束物體）沿軸承徑相向外的軸（被約束物體）沿軸承徑相向外的位移；位移；但不能限制軸的轉(zhuǎn)動以及沿軸中心線但不能限制軸的轉(zhuǎn)動以及沿軸中心線的移動。的移動。P PFN軸承軸承（約束）（約束）軸（被約軸（被約束物體）束物體）軸承軸承（約束）（約束）軸（被約軸（被約束物體）束物體）AAF方向不定方向不定AAxFAyF工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析A AF FAxAxF FAyAyA A軸（被約軸（被約束物體）束物體）AAxFAyF軸承軸

19、承（約束）（約束）AAF方向不定方向不定軸（被約軸（被約束物體）束物體）軸承軸承（約束）（約束）工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析 中間圓柱鉸鏈中間圓柱鉸鏈 用銷釘連接兩個(gè)鉆有相同大小孔徑的構(gòu)件，就構(gòu)成了中間圓柱鉸鏈約束。特點(diǎn)特點(diǎn) 圓柱形銷釘約束，圓柱形銷釘約束，允許兩構(gòu)件繞銷釘軸允許兩構(gòu)件繞銷釘軸線有相對轉(zhuǎn)動；線有相對轉(zhuǎn)動；也允許構(gòu)件沿銷釘軸也允許構(gòu)件沿銷釘軸線的移動。線的移動。工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析鉸鏈鉸鏈鉸鏈鉸鏈實(shí)際生活中經(jīng)常見到此類約束：實(shí)際生活中經(jīng)常見到此類約束

20、：工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析 銷釘對構(gòu)件的約束反力，其作用點(diǎn)在接觸處，總銷釘對構(gòu)件的約束反力，其作用點(diǎn)在接觸處，總是沿銷釘?shù)膹较?，指向其中心。是沿銷釘?shù)膹较?，指向其中心?也可將圓柱鉸鏈約束用兩個(gè)大小未知的正交分力也可將圓柱鉸鏈約束用兩個(gè)大小未知的正交分力表示，其作用點(diǎn)在圓柱的中心上。表示，其作用點(diǎn)在圓柱的中心上。工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析 將中間鉸鏈相連的兩構(gòu)件之一固定在支承物上，便將中間鉸鏈相連的兩構(gòu)件之一固定在支承物上，便成為固定柱鉸鏈支座約束，簡稱固定鉸支座。

21、成為固定柱鉸鏈支座約束，簡稱固定鉸支座。固定柱鉸鏈支座固定柱鉸鏈支座工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析簡圖簡圖及約及約束力束力表示表示固定柱鉸鏈支座固定柱鉸鏈支座工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析約束只限制被約束物體沿支承面法線方向的運(yùn)動約束只限制被約束物體沿支承面法線方向的運(yùn)動 滾動柱鉸鏈支座滾動柱鉸鏈支座( (簡稱滾動支座、又稱輥軸支座）簡稱滾動支座、又稱輥軸支座） 該約束的性質(zhì)與光滑面約束相同該約束的性質(zhì)與光滑面約束相同工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第

22、一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析如：如：屋架結(jié)構(gòu)屋架結(jié)構(gòu)簡化為：簡化為：該約束在工程中應(yīng)用于允許結(jié)構(gòu)的跨度自該約束在工程中應(yīng)用于允許結(jié)構(gòu)的跨度自由伸長或縮短的結(jié)構(gòu)中由伸長或縮短的結(jié)構(gòu)中簡圖及約束反力表示：簡圖及約束反力表示：滾動支座約束反力滾動支座約束反力的方向沿支承面法線，作用點(diǎn)的方向沿支承面法線，作用點(diǎn)在鉸鏈中心，指向（或背離在鉸鏈中心，指向（或背離) )被約束物體。被約束物體。工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析 的實(shí)際方的實(shí)際方向也可以向下向也

23、可以向下是是 雙面約束雙面約束RF4. 4. 光滑球鉸鏈光滑球鉸鏈汽車變速器的操縱桿底部是一個(gè)典型的光滑球鉸鏈約束。汽車變速器的操縱桿底部是一個(gè)典型的光滑球鉸鏈約束。不計(jì)摩擦?xí)r，實(shí)質(zhì)是光滑面約束不計(jì)摩擦?xí)r，實(shí)質(zhì)是光滑面約束工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析該約束特點(diǎn)該約束特點(diǎn)：使被約束：使被約束構(gòu)件的球心不能有任何構(gòu)件的球心不能有任何的位移，但構(gòu)件可繞球的位移，但構(gòu)件可繞球心任意地轉(zhuǎn)動。心任意地轉(zhuǎn)動。 該約束的約束反力作用于接觸點(diǎn)，方向沿徑向指向該約束的約束反力作用于接觸點(diǎn)，方向沿徑向指向球心，也可用三個(gè)大小未知的正交分力表示。球心，也可

24、用三個(gè)大小未知的正交分力表示。工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析結(jié)構(gòu)簡圖與約束反力如下圖示：結(jié)構(gòu)簡圖與約束反力如下圖示：4. 4. 光滑球鉸鏈光滑球鉸鏈5 止推軸承止推軸承（向心止推軸承）（向心止推軸承）工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析 工程上，把只受兩個(gè)力作用，且處于平衡狀態(tài)的剛體工程上，把只受兩個(gè)力作用，且處于平衡狀態(tài)的剛體稱為二力桿或二力構(gòu)件。二力桿所受的兩個(gè)力必定大小相稱為二力桿或二力構(gòu)件。二力桿所受的兩個(gè)力必定大小相等、方向相反等、方向相反,并沿兩個(gè)受力點(diǎn)的連線。并沿兩個(gè)

25、受力點(diǎn)的連線。 兩端用光滑鉸鏈與物體連接，中間不受力兩端用光滑鉸鏈與物體連接，中間不受力(且不計(jì)自重且不計(jì)自重)的的剛性直桿稱為鏈桿（作為約束）。剛性直桿稱為鏈桿（作為約束）。 鏈桿是二力桿，既能受拉，又能受壓，因此，鏈桿的約束鏈桿是二力桿，既能受拉，又能受壓，因此，鏈桿的約束的約束反力力沿其中心線，指向事先難以確定，通常假設(shè)它的約束反力力沿其中心線，指向事先難以確定，通常假設(shè)它受拉。受拉。6 鏈桿約束鏈桿約束工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析AFBFBFAF約束（鏈桿）約束（鏈桿）被約束物體被約束物體 受力分析：受力分析：將研究的物體或

26、物體系統(tǒng)從與其聯(lián)將研究的物體或物體系統(tǒng)從與其聯(lián)系的物體中分離出來，分析它的受力狀態(tài)。系的物體中分離出來，分析它的受力狀態(tài)。兩個(gè)步驟：兩個(gè)步驟：選擇研究對象，取分離體選擇研究對象，取分離體 解除它受到的全部約束，將其從周圍的約束解除它受到的全部約束，將其從周圍的約束中分離出來，并畫出相應(yīng)的簡圖，這一過程稱中分離出來，并畫出相應(yīng)的簡圖，這一過程稱為取分離體。為取分離體。工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析1-4 1-4 物體的受力分析和受力圖物體的受力分析和受力圖受力分析受力分析（為什么）（為什么）是是靜力學(xué)靜力學(xué)中中最重要最重要的一步。的一步

27、。受力分析的步驟（如何進(jìn)行受力分析）受力分析的步驟（如何進(jìn)行受力分析）工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析 畫受力圖畫受力圖 在分離體圖上，先畫上所有的主動力，再依據(jù)去在分離體圖上，先畫上所有的主動力，再依據(jù)去掉的約束特征，逐個(gè)畫上相應(yīng)的約束力，然后標(biāo)明掉的約束特征，逐個(gè)畫上相應(yīng)的約束力，然后標(biāo)明各力的符號各力的符號, ,這個(gè)簡圖稱為受力圖。這個(gè)簡圖稱為受力圖。畫受力圖時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：畫受力圖時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1） 明確研究對象，畫出它所受的主動力。明確研究對象，畫出它所受的主動力。 （2） 一定要按照上節(jié)所講的約束類型去畫各約一

28、定要按照上節(jié)所講的約束類型去畫各約束力的作用線和指向。束力的作用線和指向。 （3） 在物系問題中，宜先畫整體受力圖，再畫在物系問題中，宜先畫整體受力圖，再畫各物體的受力圖，各分離體之間的作用力必須滿各物體的受力圖，各分離體之間的作用力必須滿足作用與反作用定律的關(guān)系。足作用與反作用定律的關(guān)系。 （4） 內(nèi)力不畫在分離體上。內(nèi)力不畫在分離體上。 （5） 如果分離體與二力桿相連，一定要按二力如果分離體與二力桿相連，一定要按二力桿的特點(diǎn)去畫它對分離體的作用力。桿的特點(diǎn)去畫它對分離體的作用力。工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析畫受力圖畫受力圖已知球

29、重已知球重W，各處光滑。，各處光滑。試畫出球的受力圖。試畫出球的受力圖。解：解：FRARAFRBRBWl 畫出球的簡圖畫出球的簡圖l 畫主動力畫主動力l 畫出約束力畫出約束力工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析已知構(gòu)件已知構(gòu)件AB作用的主作用的主動力動力：試畫出試畫出AB AB 桿的受力圖。桿的受力圖。解：解：321,FFF工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析1F2F3Fl 畫出畫出AB的簡圖的簡圖l 畫主動力畫主動力l 畫出約束力畫出約束力工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體

30、的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析例例3 簡支梁簡支梁AB兩端分別固定在兩端分別固定在鉸鏈支座與滾動支座上。在鉸鏈支座與滾動支座上。在C處作用一集中力處作用一集中力F，梁的自重，梁的自重不計(jì)。試畫出此梁的受力圖。不計(jì)。試畫出此梁的受力圖。 解：解：取梁取梁AB為研究對象為研究對象 梁梁AB受三個(gè)力作用而平衡，如果作出力受三個(gè)力作用而平衡，如果作出力F、FB作用作用線的交點(diǎn)線的交點(diǎn)D，則，則A處反力處反力FA的作用線必過的作用線必過D點(diǎn)。點(diǎn)。 ABCFABCFAyFAxFBFABCDFFBFA工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析 例

31、例4 多跨梁多跨梁ABC由由ADB、BC兩個(gè)簡單的梁組合而成，受集兩個(gè)簡單的梁組合而成，受集中力中力F和均布載荷和均布載荷q，試畫整體及梁，試畫整體及梁ADB、BC段的受力圖。段的受力圖。整體受力圖整體受力圖FqABDCFAyFAxFDFC工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析梁ADB段的受力圖梁BC段的受力圖qABDFAyFAxFDFByFBxFqBCFBxFByFC工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析 例例5 構(gòu)架中構(gòu)架中BC桿上有一導(dǎo)槽，桿上有一導(dǎo)槽，DE桿上的銷釘可在其中滑桿上的銷

32、釘可在其中滑動。設(shè)所有接觸面均光滑，各桿的自重均不計(jì)，試畫出整體動。設(shè)所有接觸面均光滑，各桿的自重均不計(jì)，試畫出整體及桿及桿AB、BC、DE的受力圖。的受力圖。畫出整體的受力圖畫出整體的受力圖B、D、H 處的約束力均為內(nèi)力，不畫出處的約束力均為內(nèi)力，不畫出 FAyFAxFCxFAyF工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析導(dǎo)槽給銷釘?shù)募s束力應(yīng)垂直于導(dǎo)槽 畫出桿AB的受力圖畫BC桿受力圖 畫出DE的受力圖FAyFAxFCxFCyFBxFDyFByFDxFBxFByFNHFNHFDxFDyF工程力學(xué)工程力學(xué)/ /第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析第一