构件静力分析
构件的静力分析共99页文档
构件的静力分析
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Байду номын сангаас
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露
凝
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氛
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高
风
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7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
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吁
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我
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浮
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。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
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6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
机电技术应用专业机械基础课程第二章--构件的静力分析教案
机电技术应用专业机械基础课程第二章--构件的静力分析教案案场各岗位服务流程销售大厅服务岗：1、销售大厅服务岗岗位职责：1)为来访客户提供全程的休息区域及饮品;2)保持销售区域台面整洁;3)及时补足销售大厅物资,如糖果或杂志等;4)收集客户意见、建议及现场问题点；2、销售大厅服务岗工作及服务流程阶段工作及服务流程班前阶段1）自检仪容仪表以饱满的精神面貌进入工作区域2）检查使用工具及销售大厅物资情况，异常情况及时登记并报告上级。
班中工作程序服务流程行为规范迎接指引递阅资料上饮品（糕点）添加茶水工作1）眼神关注客人，当客人距3米距离侯客迎询问客户送客户要求注意事项时，应主动跨出自己的位置迎宾，然后15度鞠躬微笑问候：“您好！欢迎光临！”2）在客人前方1-2米距离领位，指引请客人向休息区，在客人入座后问客人对座位是否满意：“您好！请问坐这儿可以吗？”得到同意后为客人拉椅入座“好的，请入座！”3）若客人无置业顾问陪同，可询问：请问您有专属的置业顾问吗？，为客人取阅项目资料，并礼貌的告知请客人稍等，置业顾问会很快过来介绍，同时请置业顾问关注该客人；4）问候的起始语应为“先生-小姐-女士早上好，这里是XX销售中心，这边请”5）问候时间段为8:30-11:30 早上好11:30-14:30 中午好 14:30-18:00下午好6）关注客人物品，如物品较多，则主动询问是否需要帮助（如拾到物品须两名人员在场方能打开，提示客人注意贵重物品）；7）在满座位的情况下，须先向客人致歉，在请其到沙盘区进行观摩稍作等待；阶段工作及服务流程班中工作程序工作要求注意事项饮料（糕点服务）1）在所有饮料（糕点）服务中必须使用托盘；2）所有饮料服务均已“对不起，打扰一下，请问您需要什么饮品”为起始；3）服务方向：从客人的右面服务；4）当客人的饮料杯中只剩三分之一时，必须询问客人是否需要再添一杯，在二次服务中特别注意瓶口绝对不可以与客人使用的杯子接触；5）在客人再次需要饮料时必须更换杯子；下班程序1）检查使用的工具及销售案场物资情况，异常情况及时记录并报告上级领导；2）填写物资领用申请表并整理客户意见；3）参加班后总结会；4）积极配合销售人员的接待工作，如果下班时间已经到，必须待客人离开后下班；1.3.3.3吧台服务岗1.3.3.3.1吧台服务岗岗位职责1）为来访的客人提供全程的休息及饮品服务；2）保持吧台区域的整洁；3)饮品使用的器皿必须消毒；4）及时补充吧台物资；5）收集客户意见、建议及问题点；1.3.3.3.2吧台服务岗工作及流程阶段工作及服务流程班前阶段1）自检仪容仪表以饱满的精神面貌进入工作区域2）检查使用工具及销售大厅物资情况，异常情况及时登记并报告上级。
甘肃省三校生对口升学考试历年高考真题专题二：构件的静力分析
专题二、杆件的静力分析（历年高考真题）1.力是物体之间的相互作用，离开了物体，力是不能存在的。
（）（2017年高考真题，判断题，2分）2.如图２所示，人在拉车时，在相同的作用力下，夹角越小的情况下，车子移动的效果更明显，这种现象用哪个力学公理可以解释（）（2013年高考真题，单选题，3分）Ａ作用力与反作用力定律Ｂ二力平衡公理Ｃ力的平行四边形法则Ｄ力的平移定理3.作用力与反作用力等大反向，作用在同一直线及物体上。
（（）（2013年高考真题，判断题，3分））4.二力平衡条件中的二力、力偶中的两个力、作用力和反作用力都是等值反向的，试问三者有何区别？（2015年高考真题，简答题4分）5.构件在外力作用下，单位面积上的内力称为应力，记作σ，其单位是（）（2013年高考真题，单选题，3分）ＡＮＢＭＰａＣｍｍ２Ｄｋｇ6.以下哪一个是应力的单位（）（2017年高考真题，单选3分）A. N(牛）B. Pa（帕）C. N·m（牛·米）D. mm（毫米）7.应力（名词解释题4分，2018年高考真题）8.图４所示，攻螺纹时，不能用一只手扳动扳手，如图（ａ），必须用双手握住扳手两端，而且用力要相等，以免丝锥折断，如图（ｂ）。
这种现象可以用力的平移定理来解释。
（）（2014年高考真题，判断题，2分）9.图８所示为某汽车操纵系统的刹车装置。
已知工作阻力ＦＲ＝１５００Ｎ，驾驶员脚的蹬力Ｆ＝２１２Ｎ，尺寸ａ＝３００ｍｍ，ｂ＝６０ｍｍ，α＝４５°。
试求工作阻力ＦＲ、蹬力Ｆ对Ｏ点的力矩。
（６分）（2014年高考真题）10.力偶（名词解释题4分，2018年高考真题）11.常见约束的类型有哪些？（4分）（2017年高考真题）。
静力弹塑性分析(Pushover分析)两种方法剖析
静力弹塑性分析(Pushover分析)■简介Pushover分析是考虑构件的材料非线性特点，分析构件进入弹塑性状态直至到达极限状态时结构响应的方法。
Pushover分析是最近在地震研究及耐震设计中经常采用的基于性能的耐震设计(Performance-BasedSeismicDesign,PBSD)方法中最具代表性的分析方法。
所谓基于性能的耐震设计就是由用户及设计人员设定结构的目标性能(targetperformance)，并使结构设计能满足该目标性能的方法。
Pushover分析前要经过一般设计方法先进行耐震设计使结构满足小震不坏、中震可修的规范要求，然后再通过pushover分析评价结构在大震作用下是否能满足预先设定的目标性能。
计算等效地震静力荷载一般采用如图2.24所示的方法。
该方法是通过反应修正系数(R)将设计荷载降低并使结构能承受该荷载的方法。
在这里使用反应修正系数的原因是为了考虑结构进入弹塑性阶段时吸收地震能量的能力，即考虑结构具有的延性使结构超过弹性极限后还可以承受较大的塑性变形，所以设计时的地震作用就可以比对应的弹性结构折减很多，设计将会更经济。
目前我国的抗震规范中的反应谱分析方法中的小震影响系数曲线就是反应了这种设计思想。
这样的设计方法可以说是基于荷载的设计(force-baseddesign)方法。
一般来说结构刚度越大采用的修正系数R越大，一般在1~10之间。
但是这种基于荷载与抗力的比较进行的设计无法预测结构实际的地震响应，也无法从各构件的抗力推测出整体结构的耐震能力，设计人员在设计完成后对结构的耐震性能的把握也是模糊的。
基于性能的耐震设计中可由开发商或设计人员预先设定目标性能，即在预想的地震作用下事先设定结构的破坏程度或者耗能能力，并使结构设计满足该性能目标。
结构的耗能能力与结构的变形能力相关，所以要预测到结构的变形发展情况。
所以基于性能的耐震设计经常通过评价结构的变形来实现，所以也可称为基于位移的设计(displacement-baseddesign)。
静力分析的基本概念与方法
静⼒分析的基本概念与⽅法第⼀章静⼒分析的基本概念与⽅法【基本概念】⼒的概念，刚体、变形体、平衡的概念，约束的概念。
【基本内容】⼒的运动效应与变形效应，加减平衡⼒系原理及应⽤，⼒的可传性及其限制，⼆⼒构件与⼆⼒平衡条件及其应⽤，⼏种典型约束及相应的约束⼒，取隔离体作受⼒图，约束⼒的分析与计算。
重点掌握静⼒分析的基本⽅法，以及正确取隔离体作受⼒图。
【课程精讲】⼀、关于⼒、⼒的平衡以及约束的概念和定义⼒——物体间的相互机械作⽤。
⼒的两种效应——是使物体的运动状态或速度发⽣变化；⼆是使物体发⽣变形。
前者称为运动效应；后者称为变形效应。
对于刚体只产⽣运动效应；对于变形体则既可能产⽣运动效应⼜可能产⽣变形效应。
⼒的可传性——只要保持⼒的⼤⼩和⽅向不变，则⼒的作⽤点可以沿着⼒的作⽤线移动，⽽不改变⼒对物体的运动效应。
⼒的可传性只对运动效应⽽⾔，即只有当物体或物体的⼀部分被抽象为刚体时，才是正确的。
当研究⼒对物体的变形效应时，⼒的可传性便不再成⽴。
平衡——物体对于参考系保持静⽌或作等速直线运动。
⼆⼒平衡条件——作⽤在刚体上的两个⼒，其平衡条件是：两个⼒⼤⼩相等、⽅向相反并沿同⼀直线作⽤。
在两个⼒作⽤下处于平衡状态的构件称为“⼆⼒构件”。
不平⾏三⼒的平衡条件——作⽤在刚体上同⼀平⾯内三个互不平⾏⼒平衡的必要与充分条件是：三⼒作⽤线汇交于⼀点，且⼒三⾓形封闭。
加减平衡⼒系原理——在作⽤于刚体上的任意⼒系上，加上或减去任何平衡⼒系，并不改变原⼒系对刚体的运动效应。
加减平衡⼒系所得到的⼒系与原⼒系互为等效⼒系。
等效⼒系和加减平衡⼒系原理对于变形效应是不成⽴的。
约束——对构件运动形成限制的物体称为构件的约束。
不同的约束，在构件上产⽣不同的约束⼒。
柔性约束——绳索、⽪带、链条等构成的约束。
柔性约束只产⽣沿着绳索、⽪带、链条⽅向受拉的约束⼒。
⽆摩擦刚性约束——约束物与被约束的构件均为刚性，⽽且⼆者接触⾯的摩擦忽略不计，故⼜称为光滑⾯刚性约束。
有限元-结构静力学分析概述.
预条件求解器（PCG）
属于间接迭代法，收敛精度主要依赖于收敛准则，适用于静态、稳态、瞬 态和子空间特征值分析，特别适合于结构分析，对于一些非线性分析也有 较好的效果，在接触分析中当使用罚函数法及增强的拉格朗日法时也能使 用。但对于拉格朗日法的接触分析以及不可压缩材料时不能使用。（适用 于实矩阵、对称矩阵，不使用于复矩阵、非对称矩阵） PCG求解器特点： 1）由于不需要矩阵分析，所需内存比稀疏矩阵法少。2）对于中等或大尺 寸模型，只要迭代合理，PCG比稀疏矩阵求解器快。3）需要核内求解。4 ）其很依赖于刚度矩阵的良性度，如矩阵为良性则求解速度好，反之效率 较低，其单元长宽比要最好在10：1下。4）所需内存较大，一般为JCG的2 倍，对于I/O要求较小。5）和其他迭代求解器相比，一般求解速度是JCG 的4-10倍（固体结构单元）一般迭代次数在1500下速度优于稀疏求解法， 超过1500则认为矩阵病态，可考虑使用其他求解器 PCG不为默认求解器，需要使用eqslv,PCG激活，其并行度在2cpu时性能 可提高10-30%,最高支持到16cpu，最高性能提高8倍。
ANSYS求解器的设置选项
稀疏矩阵求解器(Sparse Director Solver)
稀疏矩阵求解法是使用消元为基础的直接求解法，在 ANSYS10.0中其为默认求解选项。其可以支持实矩阵与复矩 阵、对称与非对称矩阵、拉格朗日乘子。其支持各类分析， 病态矩阵也不会造成求解的困难。稀疏矩阵求解器由于需要 存储分解后的矩阵因此对于内存要求较高。其具有一定的并 行性，可以利用到4-8cpu 其具有3种求解方式：核内求解，最优核外求解，最小核外 求解。强烈推荐使用核内求解，此时基本不需要磁盘的输入 与输出，能大幅度提高求解速度；而核外求解会受到磁盘输 入/输出速度的影响。对于复矩阵或非对称矩阵一般需要通常 求解2倍的内存与计算时间。
静力学分析
静力学分析静力学，也称作定力学，是一门多学科的工程学，它结合了力学，材料科学和数学等学科，是研究物体在其外力作用下的稳定性和变形的力学问题。
静力学分析主要是指用各种方法分析这些物体在其外力作用下，特别是在平衡状态下的运动特性，即运动状态相对稳定。
静力学分析的基本内容包括力平衡分析，动力学分析，接触力学分析以及材料强度检测等。
力平衡分析是用来求取物体在其外力作用下的位移，角移动，静力和振动特性的基本方法，这些特性将大大影响物体在该状态下的稳定性和变形。
动力学分析是根据物体在作用力作用下的状态变化及其状态转换而研究物体在外力作用下的动态分析，用以判断物体在多维空间中的运动特性，从而可以研究物体在作用力作用下的变形。
接触力学分析是指分析物体在其外力作用下，特别是接触力作用下的运动特性，如滑动、粘着等，以及恢复力和磨损等，用以判断物体在作用外力的条件下的变形，从而研究物体的稳定性及其运动特性。
材料强度检测指研究物体在外力作用下，特别是强度作用下的变形，其主要内容是分析物体在强度力作用下的变形特性，以及它们在外力作用下强度变化的规律。
与流体力学有所不同，静力学分析更多地关注物体在平衡状态或者稳定状态下的运动特性，而不同的外力更多的影响物体系的变形和运动特性。
静力学分析的基本原理涉及到力，力矩，位移，弯矩以及波动等各种物理运动的变化。
它以求解这些变量的解析解为基础，求解它们之间的关系，从而探究物体在外力作用下的变形，位移等事物。
力学分析可以用到几乎所有的工程应用领域，以及涉及到结构构件，机电系统，机械控制系统等系统研究中，从而帮助研究人员选择最优解，减小力学系统的损耗，达到更高的运行效率。
此外，静力学分析也可以用来分析以下几种类型的物体：机械结构，组件，机械设备，声学装置，伺服系统，传感器，流体机械，以及电气系统等等。
它可以从不同的角度来研究物体的性能变化，比如从力学，材料科学，电学，声学和计算机科学等角度，从而更好地掌握物体的运动特性。
01[1].1静力分析基础
力偶不能与力平衡，力偶只能与力偶相平衡
2)力偶中两个力对其作用面P内任意一点之矩的代 数和，等于该力偶的力偶矩： Mo（F）+Mo（F′）= M =±Ｆd 3)力偶对刚体的运动效应只与力偶矩的大小和力偶 在作用面内的转向有关.
第一章汽车常用构件力学分析
力偶的等效变换
刚体上力偶等效的条件： ①力偶矩大小相等；
1.力矩
例1-1:力矩的计算 MO（FP）= -Ｆpa = -193.7×0.38= -73.61 Ｎ· ｍ MO（F）=Ｆbsinα = 1700×0.05×sin60 o = 73.61 Ｎ· ｍ
第一章汽车常用构件力学分析
2.力偶
实例：钳工用丝锥攻螺纹
A
O
B
力偶的形成
第一章汽车常用构件力学分析
二力构件
二力平衡公理揭示了作用于物体上最简单的
力系平衡时所应满足的条件。 工程上受两个力作用而平衡的刚体称为“二 力构件”或“二力体”。二力构件平衡时其 所受的两个力必沿着两个力作用点的连线， 而且两力大小相等，方向相反。 如课本图1-5所示，当该支架中杆AC、BC自重 不计时，即属二力构件，受力如图所示。 图1-6中杆CD也是二力构件
第一章汽车常用构件力学分析
教学目标:
1）了解静力分析的基础知识，掌握基本 概念和定理。 2）掌握构件（物体）的受力分析方法， 并能正确地画出构件或物系的受力图。 3）认识构件（物体）的平衡规律，掌握 应用平衡条件求解工程力学问题的方法。
第一章汽车常用构件力学分析
第一节 静力分析的基本概念与定理
教学目标： 1、熟悉静力分析的研究对象、内容， 2、掌握刚体、平衡、力的概念 3、掌握五个公理 4、力矩 力偶的基本概念、定理 教学内容: 静力分析的基本概念 力、刚体及平衡的概念 静力学公理 力矩 力偶的基本概念、定理
货架静力分析报告模板
货架静力分析报告模板1. 引言本次报告旨在对货架进行静力学分析，评估其承载能力和安全性。
通过详细的测试和计算，我们将为您提供关于该货架的结构强度和稳定性的评估。
2. 货架参数货架的参数如下：- 高度：H- 宽度：W- 深度：D- 负荷：P请注意，以上参数将在分析中使用。
3. 静力学原理在进行分析之前，我们需要了解货架的静力学原理。
这将帮助我们理解如何计算和评估其结构的稳定性和强度。
静力学原理中的关键概念包括：- 重力：物体受到的引力，可简化为质量和重力加速度的乘积。
- 支反作用：当一个力作用在物体上时，物体会受到一个相等大小、方向相反的反作用力。
- 力的合成：多个力作用在同一对象上时，可以将它们合成为一个等效的力，其大小和方向是原来各力的矢量和。
4. 货架分析根据静力学原理，我们将对货架进行详细的分析，并计算其结构的强度和稳定性。
4.1 负荷计算首先，我们将计算货架上的总负荷。
这包括货物本身的重量以及额外施加在货架上的荷载。
总负荷P = 货物重量+ 额外荷载4.2 垂直方向的力平衡考虑到重力，我们需要确保货架在垂直方向上的力平衡，以避免结构的破坏。
根据静力学原理，垂直方向上的力平衡方程为：ΣFy = 0其中，ΣFy是所有垂直方向上的力的合力。
根据该方程，我们可以计算出垂直方向上的受力情况。
4.3 水平方向的力平衡除了垂直方向的力平衡，我们还需要确保货架在水平方向上的力平衡，以保持稳定性。
根据静力学原理，水平方向上的力平衡方程为：ΣFx = 0其中，ΣFx是所有水平方向上的力的合力。
根据该方程，我们可以计算出水平方向上的受力情况。
4.4 结构强度的评估为了评估货架的结构强度，我们需要计算其构件的受力情况。
这包括垂直支撑杆、连接件等。
通过应用静力学方程，我们可以计算出每个构件受力的大小和方向。
然后，我们将与构件的材料性能进行对比，以评估其结构强度是否能够满足设计要求。
5. 结果与讨论在本次静力学分析中，我们成功地计算了货架的结构强度和稳定性。
梁的受力分析及静态试验1
第一章绪论LI引言随着现代社会的进展，经济的提高和科技的进步，我们我国的土木工程建设项目正处于新的高潮期，重大的工程结构，如超大跨桥梁、超高层建筑、大型场馆和大型水利工程等正在不断建成，桥梁工程的进展如今更是突飞猛进。
梁是由支座支撑的主要承受弯矩和剪力的构件。
在机械，建筑等工程中存在大量受弯曲的杆件，例如起重机大梁，火车轮轴等，主要承受的外力以横向力为主。
社会的飞速进展给人们带来了诸多的便利，同时，也使我们我国的建筑土木行业得到了空前的进展，在建筑结构中，不管从它的承载力还是构造等，梁的地位显得尤为重要，由于在建筑结构中，梁是最具有典型特征的元素，它以多种形态展现在人们面前，以线性受力体系为主要的特征。
1. 2国内外梁受力分析讨论的现状20世纪以来，世界各地也相继兴建了很多以斜拉桥、悬索桥为主的大跨桥粱结构。
斜拉桥的主跨也从当时的100米左右进展到了现在的上千米。
90年月到现在，仅我们我国建筑的主跨在400米以上的斜拉桥也已有几十座。
现在世界上跨度超过IOOO米的悬索桥则更是不计其数。
由于这些大跨桥梁不仅可以满意更大流量的交通要求，并且造型轻快美观。
一般都是作为城市交通运输的重要枢纽工程和标志性建筑，投资特别巨大，对国民经济持续、稳定的进展有着特别重要的作用，这些结构假如一旦发生损坏，就会造成特别重大的人员伤亡和经济损失，并且也会产生极坏的社会影响，桥梁损坏造成的严峻损失也将是难以估量的。
桥梁在长期运营过程中也不行避开的会受到环境和有害化学物质的侵蚀，并要承受车辆，风暴、地震、破坏、爆炸、疲惫等因素的作用，这些因素使桥梁的自身性能不断退化，从而导致结构的各部分在没有达到设计年限就发生不同程度的损伤和劣化。
其中，循环荷载作用下的疲惫损伤累积和有损结构在动力荷载作用下的裂纹失稳扩展是造成很多桥梁发生灾难性事故的主要缘由，据美国土木工程协会(ASCE)统计斟，80%〜90%钢结构的破坏与疲惫损伤有关。
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吊车结构中的直杆-二力平衡实例
1.1 静力分析基础-公理
本公理1 只适用刚体。对于变形体，它只是平衡的必 要条件，而不是充分条件。如图(a)所示的软绳受两个等 值、反向、共线的拉力作用可以平衡，而如图(b)所示的 软绳受两个等值、反向共线的压力作用就不能平衡。
(a)
(b)
1.1 静力分析基础-公理
机械基础—构件的静力分析
案例导入
如图所示为一工件的夹紧机构，工件能否被夹紧直接 关系到工件的加工精度，其工作过程为活塞杆D在压力油 作用下，推动摆杆AOB绕O点转动， AOB杆的A端推动钳 子钳子夹紧工件。
第一章 构件的静力分析
1
静力学分析基础
2
平面汇交力系
3 力矩与平面力偶系
4
平面任意力系
5
空间力系简介
3 物体的受力分析和受力图绘制
4
合力投影定理、力的平移定理、 平面任意力系的简化。
1.1 静力分析基础-概念
机器的运行是由于力的作用引起的，构件的受力情况 直接影响机器的工作能力。
力是物体间相互的机械作用。力的作用有两种效应： 使物体的机械运动状态发生变化和使物体的形状发生改变， 前者称为运动效应，后者称为变形效应。
1.2 平面汇力交系
1.2.1 平面汇交力系 平面汇交力系：在平面力系中,各力作用线均汇交于一
点的力系。
平面汇交力系的工程实例
1.2 平面汇力交系
1. 平面汇交力系合成的几何法 FR＝F1+ F2+…+ Fn＝∑Fi
1.2 平面汇力交系
2.平面汇交力系平衡的几何条件 1）平面汇交力系平衡的必要和充分条件是:该力系的
二力杆：在两个力的作用下保持平衡的构件称为二力 构件，因为工程上，大多数二力构件是杆件，所以常简称 为二力杆。二力杆可以是直杆，也可以是曲杆。
二力杆的受力特点是：两个力的方向必在二力作用点 的连线上。
二力杆实例-曲杆
1.1 静力分析基础-公理
2.公理2 加减平衡力系公理 在任意一个力系上，可随意加上或减去一平衡力系，
的有向线段表示 （3）力的单位为N（牛顿）或kN（千牛），通
常用黑体字母（如F 表示）代表力矢，以字母 F 代表力的大小。
力的表示法
1.1 静力分析基础-概念
（4）按力与物体接触的面积可为：集中力、分布载荷
集中力
分布载荷
1.1 静力分析基础-概念
5.力系的概念 （1）力系是指作用于物体上的一群力。 （2）平衡力系：物体在力系的作用下处于平衡状态 ，
铰链，简称铰。通常在两个构件连接处用一个小圆圈表示 铰链。
中间铰链
中间铰链实例
1.1 静力分析基础-约束
3）约束的特点：与固定铰链支座约束特点相同。 4）约束反力的方向：它的约束反力与固定铰链约束
反力有相同，可以用两个通过铰心大小未知的正交力Fx、
Fy来表示。
中间铰链符号表示
1.1 静力分析基础-约束
光滑面约束
1.1 静力分析基础-约束
（3）约束特点：只限制物体在接触点沿接触面的公法 线方向指向约束物体的运动，而不限制物体沿接触面切线 方向的运动。
（4）约束反力的方向：通过接触点沿接触面公法线方 向并指向被约束物体。通常用FN表示。
1.1 静力分析基础-约束
案例1-1 重力为P的圆球放在木板AC与墙壁AB之间， 如图3-10所示。设板AC重力不计，试作出木板与球的受 力图。
光滑铰链约束反力的表示
1.1 静力分析基础-约束
（4）若铰链所联接的构件中有一个是二力构件，则铰 链约束反力必须按公理1画在两个力作用点的连线上。
1.1 静力分析基础-约束
工程中常见光滑铰链约束的主要有以下三种类型： （1）固定铰链支座 1）实例观察：门与门框联接、铡刀与刀架联联特点。 2）概念：若相联的两个构件有一固定，则称为固定铰
1.1 静力分析基础-约束
案例分析——柔性约束实例：带传动
1.1 静力分析基础-约束
2.光滑面约束 （1）观察实例：当摩擦忽略不计，观察啮合齿轮的齿
面 、自行车车轮与地面接触的特点。
齿轮的啮合
自行车车轮与地面接触
1.1 静力分析基础-约束
（2）概念：光滑平面或曲面对物体所构成的约束称为光 滑面约束。
力系是指作用于被研究物体上的一组力。物体平衡时 的力系称为平衡力系。
平衡是运动的特殊情形，是指物体相对于惯性
参考系（如地面）保持静止或匀速直线运动的状态。 1.1.1 静力学基本概念
1.刚体：就是在力的作用下不变形的物体。 2.由若干个刚体组成的系统称为物体系统，简称物系。Biblioteka 1.1 静力分析基础-概念
不会改变原力系对刚体的作用效应。 本公理成为力系简化的基本方法之一 。
推论1 力的可传性原理 作用于刚体上的力可以沿其作用线移至刚体内任一点，
而不改变原力对刚体的作用效应。
1.1 静力分析基础-公理
3.公理3 力的平行四边形法则 作用于刚体同一点的两个力可以合成为一个合力，合
力也作用于该点，其大小和方向由以这两个力为邻边所构 成的平行四边形的对角线所确定。
力在坐标轴上投影
1.2 平面汇力交系
2）投影的正负号规定为：从a到b（或从a1到b1）的指向 与坐标轴正向相同为正，相反为负。
力在坐标轴上投影
1.2 平面汇力交系
3）力在坐标轴上投影的大小： 若已知F的大小及其与x轴所夹的锐角α，则有
Fx F cos
Fy
F
sin
（3—3）
若已知Fx、Fy值，可求出F 的大小和方向，即
（4）约束反力的方向：一般可用两个大小未知的正交
约束分力FAx、FAy和一个约束力偶MA来表示
固定端约束的力学模型
1.1 静力分析基础-受力图
基本概念 （1）受力分析：是指在静力学中，分析所要研究的构件
（称为研究对象）上受哪些作用力，并确定每个力的作用位 置和方向的过程。 （2）分离体：解除约束后的物体称为分离体。 （3）构件的受力图：在分离体上画出它所受的全部主动 力和约束反力，这种表示构件受力情况的简明图形称为构 件的受力图。
1.1 静力分析基础-受力图
1.绘制受力图的一般步骤为： （1）确定研究对象，解除约束，画出研究对象的分离体
简图； （2）根据已知条件，在分离体简图上画出的全部主动力； （3）在分离体的每一约束处，根据约束的类型画出约束
反力。
1.1 静力分析基础-受力图
案例1-3 如图所示，木板在水沟中挑起一重为G的球， 接触处的光滑无摩擦，试分别用图表示出木板、球的受力 情况。
a ) 曲柄压力机外观结构图
b ) 曲柄压力机机构运动示意图
曲柄压力机
1.1 静力分析基础-约束
1. 约束与约束反力 （1）约束：一物体的空间位置受到周围物体的限制时，
这种限制就称为约束。 （2）约束反力：约束限制物体运动的力称为约束反力
或约束力。
桥梁结构图
1.1 静力分析基础-约束
1）约束反力作用点：在约束与被约束物体的接触处 2）约束反力的方向：总是与该约束所限制的运动或 运动趋势的方向相反。 3）约束反力的大小：是未知的，在静力学中，可用 平衡条件由主动力求出。
案例分析
1.2 工程中常见约束
1.1 静力分析基础-约束
3.光滑铰链约束 （1）实例观察：门窗所用的活页、铡刀与刀架的联接
特点。 （2）概念：采用光滑圆柱定位销将两个构件相联接而
形成的约束。
光滑铰链约束
铡刀机构
1.1 静力分析基础-约束
（3）约束反力：常用两个通过铰链中心大小未知方向
正交的分力Fx、Fy来表示。
合力等于零
FR＝F1+ F2+…+ Fn＝∑Fi =0
（3-2）
2）平面汇交力系平衡的几何条件:力系中各力组成的 力多边形自行封闭
1.2 平面汇力交系
2.平面汇交力系平衡的几何条件
1.2 平面汇力交系
3. 平面汇交力系合成的解析法与平衡的解析条件 （1）力在坐标轴上的投影
1）定义：F在x轴和y轴上的投影分别计作Fx、Fy 。
（3）活动铰链支座 1）实例观察：桥梁、屋架等结构的联接特点。 2）概念：在固定铰链支座下面装上几个辊轴，使它能
在支承面上任意移动 ，就构成了活动铰支座。
活动铰链支座
活动铰链支座实例
1.1 静力分析基础-约束
3）约束的特点：它只能限制构件沿支承面法向的运动， 而不能限制切线方向的运动 。
4）约束反力的方向：通过铰链中心并与支承面相垂直， 通常用FN来表示。
1.1 静力分析基础-受力图
2.画受力图时，须注意以下几点： （1）必须明确研究对象 （2）不要多画力，也不要漏画力 （3）受力图上不能再带约束 （4）不要错画力的方向 （5）分析两物体之间的作用力与
反作用力时，应遵循作用、反作用关系。 （6）正确判断二力构件。
1.2 平面汇力交系
【案例导入】如图所示液压夹紧机构中，B、C、D、E 为光滑铰链。根据上单元所学知识，你已能分析机构中各 构件的受力情况，并画出各构件的受力图。如果已知力F 及机构平衡时角度，你能否求此时工件H所受的压紧力？
1.1 静力分析基础-公理
力的三角形法则： 三角形的两个边分别表示两个分力，第三边表示合力，
合力的作用点仍在汇交点。
1.1 静力分析基础-公理
推论2 三力平衡汇交定理 物体受三个力作用而平衡时，此三个力的作用线必汇
交于一点。 三个力矢量按首尾连接的顺序构成一封闭三角形。
1.1 静力分析基础-公理
这种力系成为平衡力系。 （3）力系的简化：将复杂的力系进行简化，而作用效
应不变的过程称为力系的简化。 （4）等效力系：若两个力系对物体的作用效应相同，