工程力学ppt_绪论+1静力学基本概念和物体的受力分析页PPT文档
工程力学教学课件静力学基础教学PPT

⑤.解方程
二.平衡方程的其它形式
注意:不论采用哪
基本形式
X 0 一矩式 Y 0
m o
0
种形式的平衡方程, 其独立的平衡方程 的个数只有三个, 对一个物体来讲,只
二矩式
X 0 mA 0 mB 0
AB⊥x轴 能解三个未知量,不 得多列!
三矩式
mA mB
0 0
m C
0
A、B、C不共线
逆正 + - 顺负
F • x F (d x) Fd
O. x
三要素: 大小、转向、作用平面
d
③.只要保持力偶矩不变,力偶可以在
作用平面内任意转移; 只要保持力偶
矩不变,可以调整力偶中力和力臂的大 小,而不改变力偶对物体的作用效果。
二.平面力偶系的合成与平衡条件
R
R’
结论: 平面力偶系可以合成, 合成的结果为一合力偶,合力偶的力偶 矩等于各个分力偶的力偶矩的代数和。
N
§1-2. 静力学公理(补充)
1、二力平衡原理 作用于刚体上的两个力平
衡的必要充分条件是----等值、 反向、共线。
F
F '
F=F'
重要名词: 二力杆(二力体,二力构件): 仅在两点受力而处于平衡的 物体或
构件. 用途: 已知两力的作用点,确定其作用线.
2. 加减平衡力系公理: 在作用于刚体的任何一个力系上,加 上或减去一对平衡力系,则不改变原力系对刚体的作用效果.
R
R F1 F2 F1
也可用三角形法则表示: F1
F2
F2
R
4 . 作用与反作用力定律: 任何两物体间的相互作用力总是成对出现, 并且等值,反向,共线, 分别同时作用在两个物体上
工程力学(第二版)PPT吴玉亮主编-第1章 静力学基础

静力学基础
第1章 静力学基础
1.1 力 静力学Байду номын сангаас理
1.1.1 力的概念 力是力学中一个最基本的概念。力对物体的作用效应取决于力的大小、方
向和作用点,力的大小、方向和作用点称力的三要素。力为矢量,通常可用一 段有向线段来表示,如图1-1所示。
第1章 静力学基础
1.1 力 静力学公理
1.1.2 平衡的概念 所谓平衡是指物体相对于地球处于静止或匀速直线运动的状态。显然,平
第1章 静力学基础
1.2 约束与约束反力
1.2.2 约束的类型
1
柔体约束
2
光滑面约束
3
光滑铰链约束
第1章 静力学基础
1.3 物体的受力分析与受力图
在研究静力问题时,必须根据已知条件和待求量,从相关的许多物体中,选择某 一物体作为研究对象,对它进行受力分析。这时可设想将所选择的对象从周围的约束 中分离出来,即解除其约束而代之以相应的约束反力,此称为取分离体。画有分离体 及其所受的全部力的简图,称为受力图。
要正确地画出受力图,必须熟练掌握以下两点。 ① 根据题意选择恰当的研究对象。 ② 取分离体,画出全部主动力和约束反力。画约束反力时,一定要依据约束的 类型和性质。
第1章 静力学基础
1.3 物体的受力分析与受力图
【例1-1】图1-14(a)所示为一压榨机构示意图,它有三个活动构件:杠杆ABC、 连杆CD和滑块D。在杠杆的端部加一力P,不计各构件的自重和接触处的摩擦,试分 别画出杠杆和滑块的受力图。杠杆和滑块的受力如图1-14(b)所示
第1章 静力学基础
1.3 物体的受力分析与受力图
【例1-2】如图1-15(a)所示,装饰施工用的人字梯在A点铰接,又在D、E两点用 水平绳连接。梯子放在光滑的地平面上,人站在梯的F点处,重量为P。如不计梯重, 试分析并画出人字梯整体及分体的受力图。
工程力学课件ppt

机器人需要精确控制其运动状态,通过动力学分析可以优化其运动性能和操作精度。
05
工程实际应用
工程实际中力学的重要性
确保建筑安全
工程力学对于建筑物的设计、施工和结构安全至关重要,它确保 建筑物在各种环境条件下保持稳定和安全。
优化结构成本
通过合理应用工程力学,可以优化结构设计,降低材料成本和施 工成本,提高建筑的经济效益。
04
动力学分析
动力学分析的基本原理
动静力学平衡原理
物体在力的作用下,其运动状态会发生改变,但整体 上仍保持平衡状态。
牛顿运动定律
物体在力的作用下,其加速度与作用力成正比,与物 体质量成反比。
动能定理和势能定理
动能和势能是描述物体运动状态的两种基本方式,动 能定理和势能定理分别描述了它们的变化规律。
机械设计
在机械设计中,工程力学被用于分析机器部件的受力情况、疲劳寿命 和稳定性,以确保机器的安全运行。
工程实际中力学的未来发展趋势
新材料与新工艺
随着新材料和新工艺的发展 ,工程力学将更加注重研究 材料和工艺的本质性能和最 佳组合方式,以实现更高效
、更经济的结构设计。
数值模拟与智能化
随着计算机技术和数值模拟 技术的发展,工程力学将更 加注重通过数值模拟来预测 结构和系统的性能,实现智
动量方程
力等于动量变化率。
能量方程
力等于能量变化率。
03
材料力学
材料力学的基本概念
要点一
材料力学的发展历史
材料力学作为工程力学的一个分支, 有着长久的发展历史,最早可以追溯 到16世纪,而到了19世纪,材料力学 已经发展成为一门独立的学科。
要点二
材料力学的定义
工程力学PPT

o FG
A (a)
o FG
A FN
(b)
1
1
F N1
FG 3
FG 3
F N3
2
2
F N2
(a)
(b)
(三)、光滑圆柱铰链约束(铰或铰链)
1、定义:两个或两个以上的物体通过光滑圆柱形销钉连接在一 起的约束称为铰链约束,简称铰链或铰
FG
(b)
二平衡力
B
图1-8
F TB
(c)
A
F TA
(d)
第三节 力在直角坐标轴上的投影
一、力在直角坐标轴上的投影
1、投影的定义
从F力的两端A和B分别向坐标轴x,y作垂线
力F在x轴上的投影,用Fx表示;
力F在y轴上的投影,用Fy表示
y
y
Fy Fy
b'
B
F
α
a' A
x
O
a
Fx
b
B
F
Fy
α
A
Fx
x
O Fx
在任何外力作用下,大小和形状始终保持不变的 物体
第二节 静力学基本公理
一、公理1:二力平衡条件
作用在同一刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和 充分条件是:这两个力 “等值、反向、共线”
F1
B A F2
F1
B A F2
(a)
(b)
图1-2
二、公理2:加减平衡力系公理
在作用于刚体上的任意力系中,加上或去掉任何一个 平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用效应
工程力学基础课件:第1章 静力学的基本概念与物体受力分析(2)

FAB
B
2.杆BC 的受力图。
A
FBC
B
FBy
F2
D
FBx
G
C
F1
FCB C
3. 滑轮B ( 不带销钉)的受力图。
F2 FBA 30
60
4. 滑轮B ( 带销钉)的受力图。
FBC
B
FBA
B
F1
例5
D
A
K
C
E
BⅠ Ⅱ G
如图所示平面构架,由杆AB , DE及DB铰接而成。钢绳一端拴在K 处,另一端绕过定滑轮Ⅰ和动滑轮 Ⅱ后拴在销钉B上。重物的重量为G, 各杆和滑轮的自重不计。(1)试 分别画出各杆,各滑轮,销钉B以 及整个系统的受力图;(2)画出 销钉B与滑轮Ⅰ一起的受力图;(3) 画出杆AB ,滑轮Ⅰ ,Ⅱ ,钢绳和 重物作为一个系统时的受力图。
光滑斜面上,绳的一端挂着重G2的物块B。试分析物 块B ,球A和滑轮C的受力情况,并分别画出平衡时
各物体的受力图。
E
A
F
G1
HG C
D B
G2
解:1.物块 B 的受力图。
FD
D
2. 球 A 的受力图。
B
E
A
F
HG C
D B
FE E
A F
G1 FF
G1 G2
FH
3.滑轮 C 的受力图。
G2 I
H
G C
(1) 径向轴承(向心轴承)
约束特点:轴在轴承孔内,轴为非自由体、轴承孔为约束。 约束力:当不计摩擦时,轴与孔在接触为光滑接触约束。 约束力作用在接触处,沿径向指向轴心。
(2)光滑圆柱铰链 约束特点:由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成。
工程力学(静力学与材料力学)1静力学基础PPT课件

力和力矩
作用在刚体上的力的效应 与力的可传性
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力和力矩
作用在刚体上的力的效应与力的可传性
力使物体产生两种运动效应:
若力的作用线通过 物体的质心,则力将使物 体在力的方向平移。
若力的作用线不 通过物体质心,则力将 使物体既发生平移又发 生转动。
即可视为集中力;而桥面施
加在桥梁上的力则为分布力。
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力和力矩
力的概念
力是矢量:
矢量的模表示力的大小; 矢量的作用线方位以及箭头表示力的方向; 矢量的始端(或未端)表示力的作用点。
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静力学研究物体的受力与平衡的一般规律,平衡 是运动的特殊情形,是指物体对惯性参考系保持静 止或作匀速直线平动。
静力学的研究模型是刚体。
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工程力学(静力学与材料力学)
第一篇 静力学
第1章 静力学基础
5
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力和力矩
力的概念
力(force)对物体的作用效应取决于力的大小、方 向和作用点。
力的大小反映了物体间相互作用的强弱程度。 国际通用的力的计量单位是“牛顿”简称“牛”,英 文字母N和kN分别表示牛和千牛。
力的方向指的是静止质点在该力作用下开始 运动的方向。沿该方向画出的直线称为力的作用线, 力的方向包含力的作用线在空间的方位和指向。
工程力学
作用在接触点,方向沿绳索背离物体。 2.光滑接触面约束
约束力作用在接触点处, 方向沿公法线,指向受力物体。
3.光滑圆柱铰链约束 4.固定铰链支座约束
5.滑(滚)动铰链支座约束 F 的实际方向 向下或向上
6.球铰约束 • 可用三个相互垂直的分量
即平面汇交力系平衡的解析条件是:力系中各力在两个坐标轴 中每一轴上的投影之代数和均等于零。
∑Fx=0 , ∑Fy=0
§3-1 平面力系中力对点之矩的概念与计算
1. 平面力系中力对点之矩的概念 力矩的性质: (1)力对任一已知点之矩,不会因该力沿作用线移动而改变;
(2)力的作用线如通过矩心,则力矩为零;反之,如果一 个力其大小不为零,而它对某点之矩为零,则此力的 作用线必通过该点;
2、平衡
物体相对惯性参考系静止或作匀速直线运动。
4、力系的概念
力系:作用在物体上的一组力。
力系分类
作用线位置 作用线相互关系
平面力系 空间力系 共线力系、汇交力系 平行力系、任意力系
平衡力系:作用于某物体上使其保持平衡的力系。
等效力系:作用于物体上的一个力系可用另一个力 系代替,而不改变原力系对物体作用的 外效应。
1. 力偶的概念 把大小相等、方向相反、作用线平行的两个力
叫做力偶。并记作(F,F′)。
2. 力偶的性质 (1) 力偶在任何坐标轴上的投影等于零;
(2)力偶对于其作用面内任意一点之矩等于力偶矩,而与所 选距心的位置无关; (3) 只要保持力偶矩不变,力偶可在其作用面内任意移转,且 可以同时改变力偶中力的大小与力偶臂的长短,对刚体的 作用效果不变。
第一章 静力学公理和物体的受力分析
工程力学第一章ppt
绪论
工程力学
第一部分:静力学 第二部分:材料力学
▲ 静力学基础(静力学理论基础,物体受力分析) ▲ 力系的简化(各种力系的简化过程) ▲ 力系的平衡(各种力系的平衡条件及应用) ▲ 应用问题--桁架与摩擦(考虑摩擦的平衡)
静力学基本内容 静力学——研究物体受力及平衡规律。(只研究“力”) Statics 刚体、刚体系
F
sin
cos
Fy Fxy sin F sin sin
例2001-N1,图F3中=a3=00bN=,方m向,如c图= 。求m。各力力3 F在1 三= 1个00坐N标,轴F2上= 的2
投影。
例2001-N1,图F3中=a3=00bN=,方m向,如c图= 。求m。各力力3 F在1 三= 1个00坐N标,轴F2上= 的2
FF1 F2
1)直接分解法
FF1F2F3
F1 F co s
F
2
F
cos
F
3
F
cos
2)二次分解法
F F M F 3 F 1 F 2 F 3
FM F sin
F
1
F
sin
cos
F
2
F
sin
sin
F 3 F c o s
2.力的分解以及与力的投影的关系
将一个力分解为两个(或三个)分力(的过程) 问题:力的投影与力的分解是否相同?
作用在物体上同一点的两个力,可合成一个合力,合力的作用点仍在该点,其 大小和方向由以此两力为边构成的平行四边形的对角线确定。
矢量表示:
FR F1F2
1.2静力学公理
公理2 二力平衡条件:
矢量表示:
作用在刚体上的两个力,使刚体处于平衡的充要条件是,这两个力大小相等,方 向相反,且作用在同一直线上。
工程与材料力学第1章 静力学基本概念与物体受力分析
课程简介工程与材料力学物体在力系作用下的平衡规律变形、内力(内效应)变形固体工程力学第一篇静力学第一章静力学基本概念与受力分析•§1静力学基本概念•§2约束与约束力•§3受力图§1-1 静力学基本概念•刚体:在力作用下不变形的物体,即刚体内部任意两点间的距离保持不变。
当其变形微小而可被忽略时,将其抽象为刚体。
•平衡:物体相对惯性参考系静止或作匀速直线平移。
要使物体处于平衡状态,作用于物体上的力系必须满足一定的条件,这些条件称为力系的平衡条件;作用于物体上正好使之保持平衡的力系则称为平衡力系。
3、力和力系的概念力是物体间的相互机械作用,这种作用使物体的运动状态发生变化,同时使物体发生变形。
确定力的必要因素方向作用点力的作用效应•内效应: 物体的变形。
•外效应:物体运动状态的改变。
注意:1.力作用于可变形的物体时,既有内效应,也可能有外效应。
2.力作用于刚体时,不会有内效“勇气号”火星探测器应,只可能有外效应。
着陆装置•等效力系: 对同一刚体产生相同作用效应的力系},,,{},,,{2121m n P P P F F F L L ⇔•力系:作用在物体上的一组力},,,{21n F F F L }{},,,{R 21F F F F ⇔n L •合力:与某力系等效的力•平衡力系: 作用于刚体保持平衡的力系}{},,,{210F F F ⇔nL 2•自由体:可以在空间任意运动的物体•非自由体:运动受到某些限制的物体§1-2 约束与约束力•约束:使物体位移受到限制的条件。
•约束体:约束非自由体运动的物体。
•列车是非自由体•铁轨是约束体•约束力:约束体作用在非自由体上的力。
•铁轨作用在车轮上的力为约束力•主动力:作用在非自由体上的约束力以外的力。
约束力特点:①大小常常是未知的;②方向总是与约束限制的物体的位移方向相反;③作用点在物体与约束相接触的那一点。
F N1G GF N2(一)柔索-绳索、链条、皮带等柔性体约束只能承受拉力,所以它们的约束反力是作用在接触点,方向沿柔性体轴线,背离被约束物体。
工程力学(静力学与材料力学)第一章:受力分析详解ppt课件
公理4 作用与反作用定理
作用力与反 作用力总是同 时存在,且大 小相等、方向 相反、沿同一 直线,分别作 用在两个相互 作用的物体上。
注意:本公理与公理 2 (二力 平衡条件)是有区别的。
构件
杆件
板件
块体
引言 力及其作用效应
力:物体间的相互机械运动。机械运动:物体在空间 的位置随时间的变化。力按作用方式划分:
体积力 (N/m3) 外 力 表面力 集中力 (N ) 分布力 线分布力 (N/m)
面分布力 (N/m2)
引言 力及其作用效应
力的外效应(运动):使物体的运动状态改变 力的内效应(变形):使物体的形状发生变化
A
B
C
FA B
FB
出刚架 AC 、刚架 CB 及整体的受力图。
P Q
例1-5 图示为不计自重的三铰刚架。试分别画
C A B
作用在铰C 上的集中载荷 P ,可以认为作用在 C 销上。 下面就研究对象的三种不同选取方法分别进行讨论。
(1)销 C 与刚架 AC 一起作为研究对象
P Q A YA C F C’ C FC
F1 y
F2 y F 1x F F2 x 1y F1 x F2x F F1x F F1 y 2 y
1 解除柱铰的约束时,视各被连接物均只与销钉 联系,而各被连接物之间相互无联系。
2 销钉不可略去,解除约束时销钉可单独取为分离 体,也可与某一物体连在一起,其余被连接物视为 从销钉上摘下。 3 若铰链处作用了主动力 F ,则主动力视为作用于 销钉上。