機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)1 靜力學(xué)基礎(chǔ)(1)課件

機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)湖南電子科技職院第一講靜力學(xué)基礎(chǔ)（一）目錄

靜力學(xué)簡介1

靜力學(xué)基本概念2

靜力學(xué)基本定律3

靜力學(xué)基礎(chǔ)一、工程力學(xué)研究內(nèi)容（一）研究物體機(jī)械運(yùn)動一般規(guī)律

機(jī)械運(yùn)動——物體在空間的位置隨時間的變化例如：汽車的行駛、齒輪的嚙合等。

（二）研究有關(guān)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性理論

（三）包括靜力學(xué)、材料力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的有關(guān)內(nèi)容。航空航天

靜力學(xué)基礎(chǔ)

靜力學(xué)基礎(chǔ)

靜力學(xué)基礎(chǔ)

靜力學(xué)基礎(chǔ)靜力學(xué)?研究機(jī)械運(yùn)動的特殊情況：物體處于平衡的問題?包括如何將工程實(shí)際中比較復(fù)雜的力系加以簡化以及物體平衡的條件?靜力學(xué)是學(xué)習(xí)材料力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的基礎(chǔ)如何學(xué)習(xí)本課程?善于觀查分析，具有一定抽象思維?會應(yīng)用所學(xué)的定理和公式，多做習(xí)題?理論聯(lián)系實(shí)踐

靜力學(xué)基礎(chǔ)

受力分析

力系的等效

力系的簡化

力系的平衡剛體靜力學(xué)的基礎(chǔ)動力學(xué)的基礎(chǔ)

工程設(shè)計的基礎(chǔ)

靜力學(xué)基礎(chǔ)力系的簡化

平衡問題在工程中應(yīng)用力系的平衡第一章靜力學(xué)基礎(chǔ)靜力學(xué)是研究物體在力系作用下平衡規(guī)律的科學(xué)。

受力分析研究內(nèi)容§1.1靜力學(xué)基本概念平衡的概念剛體的概念力的概念力系的概念等效的概念靜力學(xué)基本概念剛體的概念

一、剛體的概念

所謂剛體是指在力的作用下不發(fā)生變形的物體。

大小不改變

形狀無變化二、質(zhì)點(diǎn)的概念

所謂質(zhì)點(diǎn)，是指具有一定質(zhì)量而形狀與大小可忽略不計的物體。

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力的概念

1．定義：力是物體間的相互機(jī)械作用，這種作用可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)或使物體發(fā)生形變。（這種作用，有的是接觸作用，也有的是“場”對物體的作用。）2.力的效應(yīng)：①運(yùn)動效應(yīng)(外效應(yīng)):運(yùn)動形式的改變、運(yùn)動方向的改變、運(yùn)動速度（加速度）的改變等；

②變形效應(yīng)(內(nèi)效應(yīng))：拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪切及組合變形三、力的概念

力的概念

大小：相互作用的強(qiáng)弱；力的單位KN、N方向：自由靜止的質(zhì)點(diǎn)受力后產(chǎn)生的運(yùn)動方向；作用點(diǎn)（作用位置）：AF

力是矢量，本章靜力學(xué)建立在力的矢量數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上，稱為矢量靜力學(xué)。

4.力的表示

力的概念

②圖示法：力是矢量，可以用一個定位的有向線段來表示力。AFKL

印刷體用黑體字，手寫時用或表示。定位有向線段的長短稱為力的大小。定位有向線段箭頭所指方向稱為力的作用方向。A點(diǎn)為該定位有向線段的終點(diǎn)或者起點(diǎn)）稱為力的作用點(diǎn)沿力矢F（定位有向線段）的直線KL稱為力的作用線。返回

力系的概念

力系是作用于同一物體或者物體系統(tǒng)上的一群力的統(tǒng)稱。記為：ABCDF4F1F2F3

力系等效的概念

若兩力系對物體的作用效應(yīng)完全相同，則兩個力系為等效力系。記為：

1.等效的兩個力系可以相互代替，稱為力系的等效替換。

力系等效的概念3.當(dāng)一個力的作用效應(yīng)同一個力系的作用效應(yīng)相同時，該力就稱為該力系的合力。記為：

該力系中各力稱為其合力的分力或分量。求合力的過程稱為力系的合成2.用一個簡單的力系等效替換一個復(fù)雜的力系，這就是力系的簡化。返回3.方向規(guī)定：逆時針轉(zhuǎn)動為正2.表示方法：1.力偶：是指兩個等值、反向、平行的力所組成的力；是表示物體轉(zhuǎn)動效應(yīng)的量度。五、力偶矩

靜力學(xué)基礎(chǔ)平衡的概念

所謂平衡，是指物體相對于慣性參考系保持靜止或做勻速直線運(yùn)動。平衡的概念

物體在力系作用下處于平衡，則稱這個力系為平衡力系。記為：

平衡力系對剛體作用的外效應(yīng)為零。習(xí)慣上說平衡力系中某幾個力和其余各力自平衡。研究剛體上作用力間的相互平衡條件及應(yīng)用是靜力學(xué)的任務(wù)之一。返回二力平衡公理公理一：二力平衡公理

作用在同一剛體上的兩個力，使剛體平衡的充分必要條件是此二力等值、反向、共線。（大小相等）（方向相反）二力平衡公理1.工程上常遇到只受兩個力作用而平衡的構(gòu)件，稱為二力構(gòu)件或二力桿。二力構(gòu)件

*說明：二力平衡公理

2.二力平衡公理是剛體平衡最基本的規(guī)律，也是力系平衡的最基本數(shù)量關(guān)系。應(yīng)用二力平衡，可確定某些未知力的方位。3.二力平衡公理對剛體而言是充要條件，對變形體和多體而言是必要條件。返回加減平衡力系公理公理二：加減平衡力系公理

在已知力系上加上或減去任意的平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用效應(yīng)。推論1：力的可傳性

作用于剛體上的力可沿其作用線移到同一剛體內(nèi)的任一點(diǎn)，而不改變該力對剛體的效應(yīng)。加減平衡力系公理如圖在剛體B點(diǎn)上沿力F的作用線，加上一對平衡力F1和F2，使，即：

，得,故

力是滑移矢量，力的可傳性只限于研究力的外效應(yīng)返回平行四邊形公理公理三：平行四邊形公理

作用于物體上同一點(diǎn)的兩個力可合成一個合力，此合力也作用于該點(diǎn)，合力的大小和方向由以原兩力矢為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對角線來表示。（α為F1和F2的夾角）平行四邊形公理

推廣：求n個共點(diǎn)力之和時，可通過矢量求和的多邊形法則，得力多邊形。將各分力矢首尾相接形成一條折線，得到一個稱為力鏈的開口的力多邊形，加上閉合邊即得到力多邊形。其中，閉合邊上的力矢FR（由折線的起點(diǎn)指向折線的終點(diǎn)）稱為共點(diǎn)力的合力矢量，O點(diǎn)為合力作用點(diǎn)。力多邊形法則求合力，僅適用于匯交力系，且合力作用點(diǎn)仍在原力系匯交點(diǎn)。改變個分力的作圖順序，力多邊形改變，但閉合邊上的力矢FR不變。平行四邊形公理

推論2：三力平衡匯交定律

剛體受三個共面但互不平行的力作用而平衡時，若其中兩力作用線匯交于一點(diǎn)，則另一力的作用線必匯交于同一點(diǎn)，且三力的作用線共面。（必共面，在特殊情況下，力在無窮遠(yuǎn)處匯交——平行力系。）返回作用與反作用公理

公理四：作用與反作用公理

兩物體間的作用力與反作用力總是同時存在的，且兩力的大小相等、方向相反、沿著同一直線，分別作用在相互作用的兩個物體上。

等值、反向、共線、異體、且同時存在[例]吊燈返回