工程力学基本概念与受力图

第一篇
静力学：研究物体在力系作用 下平衡规律的科学。
静力学主要研究：力系的简化和
力系的平衡条件及其应用。
第一篇 第一章 静力学公理与物体的受力分析
静力学的基本概念
§1–1
§1–2
§1–3 §1–4
静力学公理
约束与约束反力 物体的受力分析与受力图
第一章
静力学基本公理和物体的受力分析
§1-1
静力学基本概念
A
D
例题 7
D
FCy
FDB
FBx
B
FCx C
A

K C B
FK’
1
B
FB1y FBy FB1x
1
B
FBD
FBD’ FBy’
B
E
F1’
FB1x’
2
FBx’ FB’
G
FB1y’
§1-4 物体的受力分析和受力图
例题 7
6. 整体的受力图。
D D
A

K C B
A

K C B
FA 1
1
E
E
FEx
2 FEy
2
F
A
B
§1-4 物体的受力分析和受力图
例题 1 解：
碾子的受力图为： F F
A
B
G
A FNA B FNB
§1-4 物体的受力分析和受力图
例题 2
试画出图示结构中圆柱 O及杆AB的受力图。
§1-4 物体的受力分析和受力图
例题 3
A D
如图所示，水平梁AB用斜杆
B
支撑，A 、 C、 D三处均为光滑铰 链连接。匀质梁重G1，其上放一 重为G2 的电动机。如不计杆CD 的自重，试分别画出杆CD和梁
G2 G1
C
AB（包括电机）的受力图。
§1-4 物体的受力分析和受力图 解：
例题 3
1. 斜杆 CD 的受力图。
A D B
FD
G2 G1
D
C C
二力杆
FC
§1-4 物体的受力分析和受力图
例题 3
2. 梁 AB（包括电动机）的
A D
受力图。
B
FD
G2 G1
D A B
FAx
C C
D
FAy
G1
FD’
G2
一、受力分析
1、分析物体受了那些力的过程称为
受力分析。 2、作用在物体上的力有：
主动力：如重力，风力，气体压力等。
被动力：即约束力。
§1-4 物体的受力分析和受力图
二、受力图
画物体受力图主要步骤为： ① 选研究对象；
②
③ ④
取分离体；
画主动力； 画约束反力。
§1-4 物体的受力分析和受力图
例题 1 用力F 拉动碾子以轧平路面,重为G 的碾子受到 一石块的阻碍，如图所示。试画出碾子的受力图。
3. 杆DE的受力图。
D D
例题 7
FDB
D
A

K C B
FDB’
1
K
B
FCx’
C
FK FCy’ FEx
FBD
E
2
E
G
FEy
§1-4 物体的受力分析和受力图
4. 轮1(B处没有销钉)的受力图
D
例题 7
A

K C B
FK’
1
B
FB1y FB1x
1
E
2
F1’
G
§1-4 物体的受力分析和受力图
5、销钉B 的受力图。 FA
① 大小未知；
② 方向与欲运动方向相反； ③ 作用在接触点。
§1-3 约束与约束反力
二、常见约束的类型及约束力的确定
1.柔索类约束
如：绳索、
链条、 胶带等。
§1-3 约束与约束反力
柔索类约束
永为拉力!
FT
P P
FT1 F'T1
FT2 F' T2
§1-3 约束与约束反力
柔索类约束
§1-3 约束与约束反力
§1-1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
静力学基本概念
一、力 1．定义： 物体间的相互机械作用。
2. 力的效应：①运动效应(外效应)。
②变形效应(内效应)。
3. 力的三要素：大小，方向，作用点
§1-1
静力学基本概念
A
F
二.刚体
在力的作用下，大小和形状都不变的物体。 三.平衡 物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直 线运动的状态。
G G
G
§1-4 物体的受力分析和受力图
例题 7
（二）画出销钉B与滑轮1一起的受力图、
D
A

K C B
FK’
1
FBy’ FBx’
B
FBD’
1 2
E
FB’ F1’
G
§1-4 物体的受力分析和受力图
（三）画出杆AB 、滑轮1、2，钢绳和重物 作为一个系统时的受力图。
D
例题 7
FA
A B
FCy
K C
FK’
§1-3 约束与约束反力
中间铰和固定铰链支座
§1-3 约束与约束反力
铰链约束实例
(4)碟形铰链 (合页)
(5) 径向轴承和止推轴承
§1-3 约束与约束反力
4 滑槽约束
FN
§1-3 约束与约束反力
5 二力杆约束
FA
第一章
静力学基本公理和物体的受力分析
§1-4
物体的受力分析 和受力图
§1-4 物体的受力分析和受力图
F1 A F1 A
C
B F2
F3 B F2
C
F3
§1-2
静力学基本公理
公理3
刚化原理
变形体平衡，刚化后仍平衡。
第一章
静力学基本公理和物体的受力分析
§1-3 约束与约束反力
§1-3 约束与约束反力 一、概念 约束：
限制非自由体某些位移的周围物体称 为约束。
§1-3 约束与约束反力 约束力： 约束对被约束物体的作用 叫约束力。 约束力特点：
§1-4 物体的受力分析和受力图 解： 1.梯子 AB 部分的受力图。
F
H D B A
例题 5
FAy F
E H A
FAx
C
FB
D B
FD’
FD
D
E
FE
§1-4 物体的受力分析和受力图
2.梯子AC 部分的受力图。 FAy F
H D A
例题 5
F
H
E C
A
FAx
FAx’ FAy’
A
FC
E C
FB
D B
二力杆
§1-2
静力学基本公理
公理2 加减平衡力系原理 加上或减去一个平衡力系，不改变原力系对刚体 的作用。
推论1：力的可传性。
对于刚体，力的三要素为：大小，方向，作用线
§1-2
静力学基本公理
推论2：三力平衡汇交定理 刚体受三力作用而平衡，若其中两力汇交 于一点，则另一力必通过汇交点，且三力共 面。
表示法一 F
C
F
D
C
FC’
FAx FC’
A
FAy 表示法二
A
FA
§1-4 物体的受力分析和受力图
例题 5
如图所示，梯子的两部分
F
H D B A
AB和AC在A点铰接，又在D、E
两点用水平绳连接。梯子放在光
滑水平面上，若其自重不计，但
E
在AB的中点H处作用一铅直载荷
C
F。试分别画出梯子的AB 、 AC 部分以及整个系统的受力图。
30o
两杆与滑轮的自重不计并忽略摩擦和
G
滑轮的大小，试画出杆AB和BC以及 滑轮B的受力图。
C
§1-4 物体的受力分析和受力图
例题 6
解： 1. 杆AB的受力图。
A
60o
FAB
A B
D
B
2. 杆BC 的受力图。
FBC’
B
30o
FBA’
G C
FCB
C
§1-4 物体的受力分析和受力图
例题 6
A
60o
A

K C

FBD’ FCx B
1
1
E
2
2
G
G
§1-4 物体的受力分析和受力图
三、画受力图应注意的问题
1、明确画谁的受力图。 2、注意二力杆与三力汇交。
3、约束性质判断准确。
2.光滑面约束
§1-3 约束与约束反力
光滑面约束
约束反力作用在接触点处，
方向沿公法线，永为压力!
P FN
P FN FNA
FNB
§1-3 约束与约束反力
光滑面约束
§1-3 约束与约束反力
光滑面约束
§1-3 约束与约束反力
3.光滑圆柱铰链类约束
(1)中间铰
§1-3 约束与约束反力
光滑圆柱铰链约束
2
E
G
§1-4 物体的受力分析和受力图 解：
D
例题 7
1. 杆BD（B处没有销钉） 的受力图。
B
A

K C
1
FDB
D
E
2
B
G
FBD
§1-4 物体的受力分析和受力图
例题 7
D
2. 杆AB（B处没有销钉） 的受力图。 FDB
B D
A

K C
1
E
2
A
FA
FCy FBx