第1章刚体的受力分析与平衡规律

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工程力学刚体的受力分析

工程力学——刚体的受力分析1. 引言工程力学是工程学科的基础课程之一，对于工程师来说，掌握刚体的受力分析是非常重要的。

刚体是一个非常基础的物体模型，广泛应用于机械、土木、航空等各个工程领域中。

本文将介绍刚体的受力分析方法，并通过实例进行说明。

2. 刚体的基本概念刚体是指具有保持形状和大小不变的特性的物体。

在受力作用下，刚体可以执行平动运动和转动运动。

在刚体力学中，主要研究刚体在平面内的运动。

3. 刚体的力学模型为了方便研究刚体的受力分析，我们将刚体简化为力学模型。

常用的力学模型有绳、杆、轮等。

对于简化的刚体模型，需要考虑以下几个方面：3.1 质点与刚体的区别刚体模型中质点与刚体是两个不同的概念。

质点指的是一个不含有结构的物体，可以看作是粒子的模型。

而刚体是由多个质点组成的，具有一定的形状和结构。

3.2 对刚体的受力分析在刚体的受力分析中，我们需要考虑刚体所受的外力和内力。

外力包括作用在刚体上的重力、支撑力、摩擦力等。

内力包括刚体内部各个部分之间的相互作用力。

3.3 绳的作用和特点绳是常用的刚体模型之一，它可以用来连接物体、传递力量。

在绳的受力分析中，需要考虑绳的拉力以及绳与物体之间的接触力。

4. 刚体的受力分析方法刚体的受力分析有多种方法，下面将介绍一些常用的方法。

4.1 分解法分解法是一种常用的受力分析方法。

通过将受力分解为水平方向和竖直方向上的分力，可以简化问题的分析过程。

4.2 力矩法力矩法是一种基于力矩平衡的分析方法。

通过分析刚体受力的力矩作用，可以确定刚体的平衡条件。

4.3 自由体法自由体法是一种将刚体与其周围环境分离开来进行受力分析的方法。

通过将刚体从整体中分离出来，可以更清晰地分析受力情况。

5. 实例分析下面通过一个实例对刚体的受力分析方法进行说明。

假设一个位于水平面上的刚体上有一个绳子和一个悬挂的重物。

我们可以采用分解法进行受力分析，将刚体的受力分解为水平方向和竖直方向的分力，再进行力的平衡和力矩的平衡条件的分析，最终得出刚体的受力分布情况。

化工设备机械基础第四版答案

化工设备机械基础第四版答案【篇一：化工设备机械基础复习及答案】>一、填空题1、强度是指构件＿＿的能力。

2、刚度是指构件＿＿的能力。

3、稳定性是指构件＿保持原有＿平衡状态的能力。

4、如物体相对于地球静止或作匀速运动，则称物体处于＿。

5、物体受外力作用变形时，其内部各部分之间因相对位置改变而引的相互作力称为＿6、脆性材料的安全系数一般取得比塑性材料要＿＿。

7、在轴向拉伸或压缩时，杆件不但有＿＿变形，同时＿＿也发生变形。

8、扭转是＿杆件＿的又种变形方式。

10、弯曲是工程实际中最常见的一种＿＿变形形式。

11、简支梁是梁的一端为固定铰支座，另一端为＿12、外伸梁是简支梁的一端或＿＿伸出支座之外。

13、悬臂梁是梁的一端固定，另一端＿自由＿。

14、最大拉应力理论又称＿15、最大伸长线应变理论又称＿＿强度理论。

16、最大剪应力理论又称＿17、形状改变比能理论，又称＿＿强度理论。

18、构件在工作时出现随时间作周期变化的应力称为＿交变＿应力。

19、硬度是用来＿20、裂纹构件抵抗裂纹失稳扩展的能力称为断裂＿＿。

21、化工设备的密封性是一个十分＿22、化工设备的耐久性是根据所要求的＿＿年限来决定。

23、发生边缘弯曲的原因是由于＿24、当q/b=＿30、凸形封头包括半球形封头＿椭圆形＿封头、碟形封头、球冠形封头四种。

31、碟形封头由以ri为半径的球面，以r为半径的＿过度弧＿高度为h0的直边三部分组成。

32、锥形封头在同样条件下与凸形封头比较，其＿＿情况较差。

33、球冠形封头在多数情况下用作容器中两独立受压室的＿＿封头。

失稳破坏的问题。

35、加强圈应有＿36、卧式容器的支座有＿37、立式容器有耳式支座、＿＿腿式支座和裙式支座四种。

38、法兰按其整体性程度可分为松式法兰、＿39、国家标准中的手孔的公称直径有＿＿和dn250两种。

40、平带一般由数层帆布＿41、v带的横截面为＿等腰梯形＿，其工作面是与轮槽相接触的两侧面。

刚体的平衡条件

刚体的平衡条件刚体是指物体内部各点之间相对位置保持不变的物体。

在物理学中，平衡是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态，没有受到任何净外力或净外力矩的作用。

刚体的平衡条件是判断刚体是否处于平衡状态的基本依据。

一、1. 力的平衡条件当一个刚体处于力的平衡状态时，即刚体上所有力的合力等于零。

根据牛顿第二定律，力的合力等于物体质量乘以加速度，而刚体处于平衡状态时，加速度为零，则合力也必须为零。

2. 转矩的平衡条件除了要求刚体上所有力的合力为零外，还要求刚体上所有力对一个点的转矩（力矩）的合为零，即刚体在绕该点转动时，总的转动效果为零。

转矩是由作用在刚体上的力产生的，在计算转矩时，需要考虑力的大小和施力点到转动中心的距离，转矩的方向可以通过右手定则来确定。

二、刚体平衡条件的应用1. 平衡力分析在实际问题中，可以通过平衡力分析来判断刚体是否处于平衡状态。

平衡力分析是指将所有作用在刚体上的力进行分解和合成，然后判断分解后的力的合力是否为零。

如果合力为零，则刚体处于力的平衡状态。

2. 平衡力矩分析除了分析力的平衡外，还需要分析刚体受力点产生的转矩是否平衡。

对于一个绕平衡点旋转的刚体，可以通过平衡力矩分析来判断刚体是否处于平衡状态。

平衡力矩分析是指将所有作用在刚体上的力分别计算其对平衡点的转矩，然后判断所有转矩的和是否为零。

如果转矩的和为零，则刚体处于平衡状态。

三、刚体平衡条件的应用实例1. 杠杆平衡杠杆是一种应用刚体平衡条件的典型例子。

在杠杆中，一个物体可以通过在不同位置施加力来达到平衡状态。

根据刚体平衡条件，可以根据物体的质量、距离和施力的大小来计算平衡条件。

2. 悬挂物体平衡悬挂物体平衡是指将物体悬挂于绳子或悬挂物上，使其处于平衡状态。

在此过程中，要求物体的重力和拉力达到平衡。

根据刚体平衡条件，可以通过调整悬挂物体的位置或增加绳子的张力来实现平衡。

3. 斜面平衡斜面平衡是指物体静止或匀速滑动于斜面上时的平衡状态。

机械设计基础课件第1章物体的受力分析与平衡

21
1.1.3 物体的受力分析与受力图
（3）取整体为研究对象由于铰链C处所受的力FC、 FC 为作用与反作用关系，这些力成对地出现在整个系统内，称为系统内力。内力对系统的作用相互抵消，因此可以除去，并不影响整个系统平衡，故内力在整个系统的受力图上不必画出，也不能画出。在受力图上只需画出系统以外的物体对系统的作用力，这种力称为外力。
作用于圆柱销上有重力G，杆AB和AC的反力FAB和FAB; 因杆AB和AC均为二力杆，指向暂假设如图示。圆柱销受力如图所示，显然这是一个平面汇交的平衡力系。
（2）列平衡方程
Fx 0 : FAB FAC cos60 0 F 0 : F sin 60 G 0 y AC
y
G E
FRx Fx1 Fx 2 Fx 3 Fx
FRy Fy1 Fy 2 Fy 3 Fy
Fry
Fy2 D Fy3 Fy1 F3 A F2
C
FR
α FR1
F1 B
合力投影定理:
合力在某轴上的投影，等于各分力在同一轴上投影的代数和。
FR = F + F = tan Fy Fx
1.力在坐标轴上的投影 2.力的合成、合力投影定理
FR1 F1 F2 FR FR1 F3 F1 F2 F3 FRx ab gb ab ( ge be )
ab be ge
ab ac ad
o x
d Fx3 a c Fx2 Fx1 g b e
2.力系是指作用在物体上的一组力的集合
5
1.1 基本概念和物体的受力分析
3.静力学公理
公理1：力的平行四边形法则作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，合力的大小和方向由这两力为边构成的平行四边形的对角线来表示。

第1章质点、刚体的基本概念和受力分析

解：取坐标系如图所示，使 x、y、z 三个轴分别沿齿取坐标系如图所示，轮的轴向﹑圆周的切线方向和径向，轮的轴向﹑圆周的切线方向和径向，先把总啮合坐标平面投影，力 F 向 z 轴和 Oxy 坐标平面投影，分别为
FZ = − F sin α
= −2828 sin 20 N = −967 N
0
Fn = F cos α = 2657 N
第一章
质点、刚体的基本概念和受力分析质点、
已知力的三个投影，求力的大小和方向的公式已知力的三个投影，求力的大小和方向的公式大小
注意
F = Fx2 + Fy2 + Fz2 Fx α = arccos F Fy β = arccos F Fz γ = arccos F
力的投影和分量的区别：力的投影和分量的区别：区别力的投影是标量，而力的分量是矢量；力的投影是标量，而力的分量是矢量；对于斜交坐标系，力的投影不等于其分量的大小。斜交坐标系不等于其分量的大小对于斜交坐标系，力的投影不等于其分量的大小。
第一章
质点、刚体的基本概念和受力分析质点、
第三节力在直角坐标轴上的投影
设直角坐标系O 设直角坐标系 xyz 如图所示，如图所示，已知力 F 与 x﹑y﹑z 轴间的夹角分别为 α﹑ ﹑ 。则力 F 在 β γ x﹑y﹑z 轴上的投影Fx﹑ Fy﹑Fz 分别为：分别为：
z
Fz
Fx
x
γF β o α
F 1 F 1 O C
A B
F2
FR
F2
F3
第一章
质点、刚体的基本概念和受力分析质点、
四、作用和反作用定律两个物体间相互作用的一对力，两个物体间相互作用的一对力，总是同时存在并且大小相等﹑方向相反﹑作用线相同，分别作用并且大小相等﹑方向相反﹑作用线相同，分别作用在这两个物体上。两个物体上注意必须把作用和反作用定律与二力平衡原理严格区分开来开来。地区分开来。作用和反作用定律是表明：作用和反作用定律是表明：两个物体相互作用的力学性质性质。力学性质。二力平衡原理则说明：一个刚体在两个力作用下二力平衡原理则说明：处于平衡时两力应满足的条件满足的条件。处于平衡时两力应满足的条件。

理论力学第1章 1-2

F F
刚体
F
变形体
P
P
P
P
• 不平行三力平衡
基本原理
作用在刚体上、作用线处于同一平面内的三个互不平行力平衡的必要与充分条件是：三力的作用线必须汇交于一点，三力矢量按首尾相连的顺序构成一封闭三角形，或称为力三角形封闭。
• 不平行三力平衡
作用在刚体上的三个力相互平衡时,若其中两个力的作用线相交于一点,则第三个力的作用线必通过该点 (且在同一个平面内)
第一篇静力学
主要内容：研究刚体在力系作用下的平衡规律
1. 物体的受力分析 2. 力系的简化 3. 刚体的平衡条件
第一章静力学基础
§1-1 静力学基本概念
1. 质点与刚体 2. 力与力系 3. 力系平衡
基本概念
1.刚体的概念
刚体是指在力的作用下不变形的物体
F
B A
2.力与力系的概念
• 4.刚化原理
若变形体在某个力系作用下处于平衡状态,则将此物体固化成刚体(刚化)时其平衡不受影响.
§1-2 静力学基本原理
1. 二力平衡公理 2. 加减平衡力系原理 3. 作用与反作用定律 4. 刚化原理
• 1.二力平衡公理
基本原理
作用在刚体上的两个力平衡的必要和充分条件是：两力等值 . 反向. 共线
F2 F2
F1
F1
二力构件：在两个力作用下处于平衡的构件。
P
基本原理
B
FB
B
A
C
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
C
FC
• 2.加减平衡力系原理
基本原理
在作用于刚体的力系中，加上或减去任意个平衡力系，不改变原力系对刚体的作用效应。

1.第一章刚体的受力分析及其平衡规律

6
三、平衡、平衡力系平衡、
合力：若一个力与一个力系等效，合力：若一个力与一个力系等效，则称这个力为该力系的合力，该力系的合力，该力系中的各力称为该合力的分力。
力系的合成
分力
力的分解
合力合力
分力
7
四、力的基本性质公理一二力平衡公理
要使刚体在两个力作用下维持平衡状态，要使刚体在两个力作用下维持平衡状态，必须也只须这两个力大小相等、方向相反、只须这两个力大小相等、方向相反、沿同一直线作用。（等值、反向、共线）作用。等值、反向、共线）二力杆件：二力杆件：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力杆件。杆件。
A
或 F
N 等。
F
4.力的单位力的单位在国际单位制中，力的单位是牛顿在国际单位制中，力的单位是牛顿（N）） 1 N = 1公斤米/秒2 （kg •m/s2 ）公斤•米秒公斤
3
q(x)
5.力的分类力的分类
⑴力的分类力
体积力表面力集中力分布力均布力非均布力 a
A l/2 l
R = Rx + Ry = ∑ X + ∑ Y
2 2 2
2
R tg θ = R
y x
41
（二）平面汇交力系的平衡、平衡方程平面汇交力系的平衡、
平面汇交力系平衡的必要与充分条件是该力系的合力为零。的合力为零。
R = 0 ⇒ Rx + R y = X 2 + Y 2 = 0
2 2
∑X =0 ∑Y = 0
T a
A b B
Q
q b B
⑵均布载荷用载荷集度q （N /m）表示, 载荷集度）表示, q 指单位轴长上的载荷量。指单位轴长上的载荷量。

第一章物体的受力分析和静力平衡方程

第一章物体的受力分析和静力平衡方程
1.3 分离体和受力图
P FC’
A
FA
三力平衡汇交定理：刚体受三力作用而平衡，若其中的两个力的作用线汇交于一点，则三力必须在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。
HM 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12
第一章物体的受力分析和静力平衡方程
约束反力方向不定
FN
1、销钉
2、构件
HM 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12
局部放大图
第一章物体的受力分析和静力平衡方程
1.2 约束和约束反力
方向不确定的约束反力通常用两个未知的正交分力Fx和 Fy’ Fy表示。 Fx Fx’ Fy
HM 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12
② 可动铰支座底座下面安放辊轴的铰支座称为可动铰支座，基特点是只能限制物体沿支承面法线方向的运动而不限制沿支承面的运动。所以约束反力的方向垂直支承面。
FR
HM 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12
第一章物体的受力分析和静力平衡方程
1.3 分离体和受力图
第一篇
工程力学基础
静力学：研究力的外效应中的平衡规律；材料力学：研究杆的强度、刚度和稳定性问题；
相关概念——强度、刚度和稳定性；强度：指构件抵抗破坏的能力。构件在外力的作用下发生断裂或显著不可恢复的变形属于强度失效。刚度：指构件抵抗变形的能力。构件上存在较大变形就会造成刚度失效。稳定性：指构件保持原有平衡状态的能力。
HM 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12

第一章物体的受力分析[1]

本章重点: 1. 力矩,力偶的计算 2. 常见约束的类型及其约束反力的画法. 3. 物体的受力分析,正确地画受力图.
第一节
力的概念及其性质
力是物体间的一种相互作用,这种作用使物体的机械运动状态或形状发生改变. 理论力学中只考虑力的运动效应. 力是矢量力的三要素:
{
物体:大小方向作用点大小,方向大小方向,作用点刚体:大小方向作用线大小,方向大小方向,作用线
目录
三,集中力和分布力集中力:一种抽象,用三要素描述. 分布力:分布在长度,面积,体积上的力. 表示方法:载荷集度q (N/m,N/m 2 , 3 ) N/m 常见分布力系:分布在长度上的分布力系.
qo
水压力
a) 均匀分布
b) 线性分布
c) 一般分布
小箭头连线的作用:表示分布力处处存在;表示分布力的变化规律.
目录
4,Mz(F)为零情况 , 为零情况力的作用线与轴平行(Fxy=0)或相交(h=0)时,力对该轴的矩为零.即,当力的作用线与轴线共面时,力对该轴之矩为零. 5,力对轴之矩合力矩定理 , 定理: 定理:合力FR对某轴之矩,等于各分力对同一轴之矩的代数和. 即: M z ( FR ) = M z ( F1 ) + M z ( F2 ) + + M z ( Fn )
F y = F cos β
Fz = F cos γ
Fx = F sin γ cos Fy = F sin γ sin Fz = F cos γ
目录
注意:力在平面上的投影Fxy为矢量.
(3)空间力的分解 )
F = F x + F y + F z = Fx i + Fy j + Fz k

化工机械设备基础(DOC)

第一章刚体的受力分析及平衡规律一、基本概念1、刚体：在任何情况下都不发生变形的物体。

约束：限制非自由体运动的物体。

（三种约束）二、力的基本性质三、二力平衡定律三力平衡定理三力平衡定理：如果一物体受三个力作用而处于平衡时，若其中两个力的作用线相交于一点，则第三个力的作用线必交于同一点。

四、平面汇交力系、平面一般体系五、力的平移定理力的平移定理: 作用在刚体上的力可以平移到刚体内任意指定点，要使原力对刚体的作用效果不变，必须同时附加一个力偶，此附加力偶的力偶矩等于原力对新作用点的力矩，转向取决于原力绕新作用点的旋转方向。

第二章金属的力学性质一基本概念弹性模量：材料抵抗弹性变形的能力⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===∑∑∑000o m Y X拉伸试件的横向线应变与纵向线应变之比的绝对值。

线应变：反应杆的变形程度，杆的相对伸长值。

蠕变：金属试件在高温下承受某已固定的应力时，试件会随着时间的延续而不断发生缓慢增长的塑性形变。

应力松弛：总变形量保持不变，初始的弹性变形随时间的推移逐渐转化为塑性变形并引起构件内应力减小的现象二拉伸曲线 (重要，看书！！！)第四章直梁的弯曲中性层：梁内纵向长度既没有伸长也没有缩短的纤维层。

中性轴：中性层与横截面的交线。

剪力与弯矩的计算剪力：抵抗该截面一侧所有外力对该截面的剪切作用，大小应该等于该截面一侧所有横向外力之和。

弯矩：抵抗该截面一侧所有外力使该截面绕其中性轴转动，大小应等于该截面一侧所有外力对该截面中性轴取距之和。

剪力的符号约定εεμ'=μεε-='泊松比横向线应变计算剪力的法则：梁的任一横截面上的剪力等于该截面一侧所有横向外力的代数和；截面左侧向上的外力和截面右侧向下的外力取正值，截面左侧向下的外力和截面右侧向上的外力取负值。

据此法则：截面左侧 Q 左=R A －P 1截面右侧 Q 右=P 2 + P 3 －R B弯矩的符号约定计算弯矩法则：梁在外力作用下，其任意指定截面上的弯矩等于该截面一侧所有外力对该截面中性轴取矩的代数和；凡是向上的外力，其矩取正；向下的外力，其矩取负值。

理论力学第5版第一章

4、受力图上不能再带约束。
即受力图一定要画在分离体上。 5、受力图上只画外力，不画内力。一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有可能不同。当物体系统拆开来分析时，原系统的部分内力，就成为新研究对象的外力。
6、同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致，相互协调，不能相互矛盾。
对于某一处的约束反力的方向一旦设定，在整体、局部或单个物体的受力图上要与之保持一致。 7 、正确判断二力构件。
公理2
二力平衡条件
作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。
使刚体平衡的充分必要条件
F1 F2
最简单力系的平衡条件
公理3 加减平衡力系原理
在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。
推理1
力的可传性
公理4 作用和反作用定律
作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，等值、反向、共线，作用在相互作用的两个物体上．
在画物体受力图时要注意此公理的应用．
公理5 刚化原理
变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，其平衡状态保持不变.
柔性体（受拉力平衡）
反之不一定成立．
刚化为刚体（仍平衡）
刚体（受压平衡）
柔性体（受压不能平衡）
§1-2
约束和约束力
约束：对非自由体的位移起限制作用的物体.
约束力：约束对非自由体的作用力．
约束力

大小——待定方向——与该约束所能阻碍的位移方向相反作用点——接触处
工程中常见的约束
1.具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）
光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故称为法向约束力，用 FN 表示．

《刚体静力学》

第一篇刚体静力学静力学研究物体在力系作用下平衡的普遍规律，即研究物体平衡时作用在物体上的力应该满足的条件。

在本篇的静力学分析中，我们将物体视为刚体。

刚体静力学主要研究三方面的问题:（1）刚体的受力分析；（2）力系的等效与简化；（3）力系的平衡条件与应用。

刚体静力学的理论和方法在工程中有着广泛的应用，许多机器零件和结构件，如机器的机架、传动轴、起重机的起重臂、车间天车的横梁等，正常工作时处于平衡状态或可以近似地看作平衡状态。

为了合理地设计这些零件或构件的形状、尺寸，选用合理的材料，往往需要首先进行静力学分析计算，然后对它们进行强度、刚度和稳定性计算。

所以静力学的理论和计算方法是机器零件和结构件静力设计的基础。

第一章刚体的受力分析第一节基本概念一、力的概念人用手拉悬挂着的静止弹簧，人手和弹簧之间有了相互作用，这种作用引起弹簧运动和变形。

运动员踢球，脚对足球的力使足球的运动状态和形状都发生变化。

太阳对地球的引力使地球不断改变运动方向而绕着太阳运转。

锻锤对工件的冲击力使工件改变形状等。

人们在长期的生产实践中，通过观察分析，逐步形成和建立了力的科学概念：力是物体之间的相互机械作用，这种作用使物体的运动状态发生变化或使物体形状发生改变。

物体运动状态的改变是力的外效应，物体形状的改变是力的效应。

实践证明，力对物体的外效应决定于三个要素：（1）力的大小；（2）力的方向；（3）力的作用点。

力的作用点表示力对物体作用的位置。

力的作用位置，实际中一般不是一个点，而往往是物体的某一部分面积或体积。

例如人脚踩地，脚与地之间的相互压力分布在接触面上；物体的重力则分布在整个物体的体积上。

这种分布作用的力称为分布力。

但有时力的作用面积不大，例如钢索吊起机器设备，当忽略钢索的粗细时，可以认为二者连接处是一个点，这时钢索拉力可以简化为集中作用在这个点上的一个力。

这样的力称为集中力。

由此可见，力的作用点是力的作用位置的抽象化。

为了度量力的大小必须首先确定力的单位，本书采用国际单位制，力的大小以牛顿为单位。

刚体的受力分析及平衡规律

04 刚体的受力分析方法
隔离法
将刚体从周围物体中隔离出来，单独分析其受力情况。
适用于分析刚体与周围物体间的相互作用力。
隔离法可以清晰地展示出刚体所受的力以及力的作用点。
整体法
1
将刚体与其周围物体作为一个整体进行分析。
2
适用于分析整体中各物体间的相互作用力和整体的运动状态。
3
整体法可以简化问题，减少未知数的数量。
03 刚体的平衡状态与平衡条件
刚体的平衡状态
静止状态
01
刚体在运动过程中，若其速度和加速度均为零，则称该刚体处
于静止状态。
匀速转动状态
02
刚体在运动过程中，若其角速度和角加速度均为恒定值，则称
该刚体处于匀速转动状态。
平衡状态
03
刚体在运动过程中，若其受到的合外力为零，或者合外力矩为
零，则称该刚体处于平衡状态。
三力平衡规律
定义
三力平衡规律是指刚体在三个力作用下保持平衡时，这三个力大小相等、方向互成120度角、作用线交于一点。
应用
三力平衡规律广泛应用于工程实际中，如吊车、起重机等，利用该规律可以方便地分析三力作用下物体的平衡问题。
多力平衡规律
定义
多力平衡规律是指刚体在多个力作用下保持平衡时，这些力可以分解为若干个二力平衡或三力平衡的组合。
桥梁
桥梁利用多力平衡规律，通过合理设计桥梁的结构和支撑方式，确保桥梁在多个力的作用下保持稳定。
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刚体的受力分析及平衡规律
目录
• 刚体受力分析概述 • 力的基本性质与表示方法 • 刚体的平衡状态与平衡条件 • 刚体的受力分析方法 • 刚体的平衡规律及应用

静力学的主要研究内容

静力学的主要研究内容
静力学是理论力学的一个分支，主要研究质点系在受力作用时的平衡规律。

其核心内容包括以下几部分：
1. 刚体的受力分析：研究刚体在力的作用下的运动规律，包括力的矢量性原理和力的基本性质，如力的可传性等。

2. 力系的等效简化：力系简化的目的是用一个简单力系来等效替代一个复杂力系，即若两个力系对物体的作用效果相同，则称这两个力系为等效力系。

3. 力系的平衡条件及其应用：平衡是物体机械运动的特殊形式，严格地说，物体相对于惯性参照系处于静止或作匀速直线运动的状态，即加速度为零的状态都称为平衡。

对于一般工程问题，平衡状态是以地球为参照系确定的。

静力学还研究力系的平衡条件及其在工程实践中的应用，如设计房梁的截面，一般须先根据平衡条件由梁所受的规定载荷求出未知的约束力，然后再进行梁的强度和刚度分析。

总的来说，静力学在工程技术中有广泛的应用，它提供了一种系统的方法来理解和分析物体的平衡状态以及在平衡状态下物体的运动规律。

第一章物体的受力分析和静力学平衡方程

力的分解是力的合成的逆运算，因此也是按平行四边形法则来进行的，但为不定解。在工程实际中，通常是分解为方向互相垂直的两个分力运用力系加减原理和力的平行四边形法则可以得到下面的推论：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。此推论称为三力平衡汇交定理。请自行证明。
6、作用与反作用定律两个物体间的作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，作用线相同，并分别作用于这两个物体。这个公理概括了自然界的物体相互作用的关系，表明了作用力和反作用力总是成对出现的。必须强调指出，作用力和反作用力是分别作用于两个不同的物体上的，因此，决不能认为这两个力相互平衡，这与两力平衡公理中的两个力有着本质上的区别。
1、柔索约束由绳索、胶带、链条等形成的约束称为柔索约束。这类约束只能限制物体沿柔索伸长方向的运动，因此它对物体只有沿柔索方向的拉力。
2、光滑面约束当两物体直接接触，并可忽略接触处的摩擦时，约束只能限制物体在接触点沿接触面的公法线方向约束物体的运动，不能限制物体沿接触面切线方向的运动，故约束反力必过接触点沿接触面法向并指向被约束体，简称法向压力。
2力的三要素实践证明力对物体的作用效应决定于力的大小方向包括方位和指向和作用点的位置这三个因素就称为力的三要素1力是矢量力是一个既有大小又有方向的量而且又满足矢量的运算法则因此力是矢量或称向量2力的单位力的国际制单位是牛顿或千牛顿其符号为n或kn3集中力均布力均布载荷集中力
第一篇工程力学基础概述
第一节静力学基本概念

一、力的概念及作用形式 1、力的定义力是物体之间相互的机械作用，这种作用将使物体的机械运动状态发生变化，或者使物体产生变形。前者称为力的外效应；后者称为力的内效应。 2、力的三要素实践证明，力对物体的作用效应，决定于力的大小、方向（包括方位和指向）和作用点的位置，这三个因素就称为力的三要素