最新 力学基础知识(静力平衡)

• 2、外力对物体产生的外部效应引起物体运动 或平衡，对物体产生的内部效应则引起物体 的变形，甚至使物体发生破坏。 • 物体的变形不仅与作用在物体上的外力有关， 与物体的几何尺寸及材料的物理性质有关。
• 弹性：物体在移除起物体变形的外力后，即 刻恢复原有的形状和大小的性质。 • 完全弹性体 • 部分弹性体：其变形有两部分，一部分为弹 性变形，一部分为残余变形（塑性）。 • 塑性：指物体具有塑性变形的性质。 • 杆件：一个方向的尺寸远大于其它两个方向 的尺寸。如四肢长骨。 • 横截面：（截面杆） • 杆轴：（直杆、曲杆）
• 3、外力： • 指研究物体以外的物体对该物体的作用力。 分为主动力和约束反力。 • 主动力：在静力学中，一般指作用在物体是 的已知力。 • 约束反力：是外界约束在约束处对物体的反 作用力，一般是未知的。 • 约束：就是限制物体某些运动的条件。
• 4、受力分析：就是分析研究对象所受全部外 力。 • 受力分析的步骤： • （1）选取研究对象，画出分离体图 • （2）判别已知主动力，画出主动力矢。 • （3）逐个释放约束，画出相应约束反力。 • （4）全面检查，以防遗漏和虚加力。（除重 力、电磁力是超距作用外，其它的力都是接 触力。
• 三、应力、应变及其之间的关系 • 1、应力：是指物体（杆件）某一截面上的单 位面积（微面积）所受到的力，又称为平均 应力。 • 内力是物体在受到外力作用下随着变形而产 生的，物体在受力后变形的具体情况就是内 力的分布情况。
• 2、应变：研究杆件内某一点的具体变形情况。 物体（线段）单位长度的伸长或缩短，称为 线应变或相对变形。 • 3、应力与应变的关系 • 材料在弹性范围内，小变形下，正应力σ与线 应变ε成正比，即为胡克定律：σ=Eε(E为材 料的弹性模量)。
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3、物体的基本变形种类 拉伸与压缩：、截面法 • 内力：物体因外力作用面引起质点结合力的 改变量称为附加应力，简称为内力，其作用 是使质点恢复其原来位置。 • 截面法：为了显示和计算杆件的内力，将杆 件在某一平面切开，然后用静力平衡条件求 出杆件“切开”处平面（截面）上的内力， 这种方面称为截面法。
• 3、平衡 • 平衡：在力学中，把物体相对于地面处于静 止或匀速直线运动状态，则称作物体的平衡 状态，简称为物体的平衡。 • 物体的运动是绝对的，平衡、静止是相对的。 • 物体平衡的条件是物体不受力的作用（物体 受到力系的作用后，力系中各力的效应互相 抵消了）。
• 二、受力分析 • 1、物体的平衡决定于物体所受的力系是否与 零力系等效。 • 2、内力：物体内部各部分之间的作用力。 （由作用与反作用定律可知，内力是成对出 现的，其合力等于零，故受力分析一般不考 虑。）
第二章 力学基础知识与骨力学性质
第二节 静力平衡
一、基本概念 静力学：是研究物体在力作用下的平衡规律。 1、质点与刚体 质点：在力学中，把具有一定质量的几何点 叫做质点。 • 刚体：在力学中，把在力作用下而不变形的 物体称为刚体。 • • • •
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2、力系 力系：在力学中，把作用在物体上的若干力的集合称为力系。 按照力的作用线的情况分类 汇交力系（共点力系）：各力作用线相交于一点的力系。 平面共点力系：指共点力系中所有力的作用线都位于同一平 面内，则称为平面共点力系，否则称为空间共点力系。 平行力系：各力作用线相互平行的力系。 一般力系：各力作用线既不平行，又不交汇于一点的力系。 平行力系和一般力系又都可分为平面和空间力系两类。 等效力系：若两个力系在同样条件下作用于同一物体产生相 同的效应，则称之这两个力系为等效力系。
• 一、外力与变形 • 1、外力：又称为载荷，是一物体对另一物体的作 用。分为体积力和面积力，简称体力和面力。 • 体积力：是指作用在人体体积内每一点上的力，如 重力、惯性力等。 • 面积力：是指作用在人体表面上的力，如撞击力、 挤压力等，在作用面积较大时称为分布力或分布载 荷，有均匀分布与不均匀分布之分。在外力分布的 面积远小于物体时，可以把这个外力简化成集中作 用于一点，这种外力称为集中力或信集中载荷。
• 三、共点力系的简化与平衡 • 1、力的简化：就是把一个复杂力系化为和它 等效的简单力系。 • 力系简化后与一个力等效，则该力就叫做力 系的合力；若与一个力偶等效，则该力偶叫 做力系的合力偶；若其合力或合力偶等于零， 则力系是平衡的，称为平衡力系。
• 2、平面共点力系的简化 • 将作用在物体上多个力，利用平等四边形法则（或 三角形法则）求出各力的合力。 • 合力的投影定理：将作用在物体上的各个力分别投 影在X线轴上和Y线轴上（注意力的方向） • 利用合力投影定理，可以求出平面共点力系的合力 大小和方向： • R=(R2x+R2y)1/2 • Tga=Ry/Rx(：锐角三角函数 A的正弦（sin）,余弦 （cos）和正切（tan）,余切（cot）以及正割 （sec），（余割csc）都叫做角A的锐角三角函 数。)
• 四、骨的强度、刚度和稳定性 • 强度：是指生物材料或非生物材料组成的构 件抵抗破坏的能力。 • 刚度：是指构件抵抗变形的能力。 • 稳定性的要求是指承受载荷作用时构件在其 原有形状下的平衡应保持为稳定的平衡
• 3、平面共点力系的平衡条件 • 平面共点力系简化的结果为一个合力R，故 平面共点力系平衡的条件是合力等于零。 • 物体受到不平行的三个力作用而平衡，那么 它们的作用线在同一平面内并汇交于一点， 且组成封闭三角形。 • 举例： • 髋外展肌的合力 • 作用于髌骨上的力 • Russel牵引装置
• 第三节 骨的截荷、内力和变形