工程力学课件ppt
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工程力学ppt课件
拉伸过程中，材料可能发生弹性变形 、塑性变形或断裂；压缩过程中，材 料同样可能发生弹性变形、塑性变形 或屈曲。
剪切与扭转
剪切与扭转是研究材料在剪切和扭矩作用下的行为。
在剪切力作用下，材料可能发生剪切屈服和剪切断裂；在扭矩作用下，材料可能 发生扭转变形和扭断。
弯曲与失稳
弯曲与失稳是研究材料在弯曲和不稳定状态下的行为。
航空航天器的轻质结构易受到 气动力的影响，导致结构振动 和失稳。动力学分析确保飞行 器的安全性和稳定性。
推进系统动力学
火箭和航空发动机的稳定性直 接影响飞行器的性能和安全性 。推进系统动力学研究燃烧、 流动和振动等复杂因素。
姿态控制与稳定性
航天器在空间中的稳定姿态控 制是实现有效任务的关键。动 力学模型用于预测和控制航天 器的姿态变化。
工程力学ppt课件
汇报人：文小库
2023-12-31
CONTENTS
• 工程力学概述 • 静力学基础 • 动力学基础 • 材料力学 • 工程力学的实际应用
01
工程力学概述
定义与特点
定义
工程力学是研究物体运动规律和力的 关系的学科，为工程设计和实践提供 理论基础和技术支持。
特点
工程力学具有理论性强、实践应用广 泛、与多学科交叉融合等特点。
多体动力学与柔性结构分 析
考虑航天器中各部件的相互作 用，以及柔性结构在力矩和推 力作用下的响应。
车辆的行驶稳定性分析
轮胎与地面相互作用 研究轮胎与不同类型地面的相互 作用，以及由此产生的摩擦力和 反作用力。
操控性与稳定性控制 利用现代控制理论和方法，通过 主动或半主动控制系统来提高车 辆的操控性和行驶稳定性。
当材料受到弯曲力时，可能发生弯曲变形和弯曲断裂；失稳是指材料在某些条件下失去稳定性，可能 导致结构破坏。
剪切与扭转
剪切与扭转是研究材料在剪切和扭矩作用下的行为。
在剪切力作用下，材料可能发生剪切屈服和剪切断裂；在扭矩作用下，材料可能 发生扭转变形和扭断。
弯曲与失稳
弯曲与失稳是研究材料在弯曲和不稳定状态下的行为。
航空航天器的轻质结构易受到 气动力的影响，导致结构振动 和失稳。动力学分析确保飞行 器的安全性和稳定性。
推进系统动力学
火箭和航空发动机的稳定性直 接影响飞行器的性能和安全性 。推进系统动力学研究燃烧、 流动和振动等复杂因素。
姿态控制与稳定性
航天器在空间中的稳定姿态控 制是实现有效任务的关键。动 力学模型用于预测和控制航天 器的姿态变化。
工程力学ppt课件
汇报人：文小库
2023-12-31
CONTENTS
• 工程力学概述 • 静力学基础 • 动力学基础 • 材料力学 • 工程力学的实际应用
01
工程力学概述
定义与特点
定义
工程力学是研究物体运动规律和力的 关系的学科，为工程设计和实践提供 理论基础和技术支持。
特点
工程力学具有理论性强、实践应用广 泛、与多学科交叉融合等特点。
多体动力学与柔性结构分 析
考虑航天器中各部件的相互作 用，以及柔性结构在力矩和推 力作用下的响应。
车辆的行驶稳定性分析
轮胎与地面相互作用 研究轮胎与不同类型地面的相互 作用，以及由此产生的摩擦力和 反作用力。
操控性与稳定性控制 利用现代控制理论和方法，通过 主动或半主动控制系统来提高车 辆的操控性和行驶稳定性。
当材料受到弯曲力时，可能发生弯曲变形和弯曲断裂；失稳是指材料在某些条件下失去稳定性，可能 导致结构破坏。
1工程力学绪论ppt课件
AC
此时整体受力图如图（f）所示
54
讨论：若左、右两拱都考虑自重， 如何画出各受力图？
如图 （g） （h） （i）
55
例1-5 不计自重的梯子放在光滑水平地面上， 画出梯子、梯子左右两部分与整个系统 受力图．图(a)
解： 绳子受力图如图（b）所示
56
梯子左边部分受力图如图（c） 所示
梯子右边部分受力图如图（d） 所示
69
A C B
T
A
C
B
mg
NB
A
A
RA
A
XA
YA
P
C
B
45
P
C
B
45 RB
P
C
B
45 RB
70
P
C
A
B
FCC
用线和方向。
❖
2.确定物体受力中哪些是已知力和未知力，并建立已知力与未知力之间的关
系，从而求出所需的未知力。
本教学单元先解决第一个问题，这是受力分析最基本也是最重要的方面。
46
画受力图的基本步骤： （1）取分离体：根据问题的要求确定研究对象，将它从周围物体的约束中分离出来 ，单独画出研究对象的轮廓图形； （2）画已知力：载荷，特意指明的重力等，不特意指明重力的构件都是不考虑重力 的； （3）画约束反力：确定约束类型，根据约束性质画出约束反力。根据研究对象与周 围物体的联系，由约束性质分析约束力，并应用有关平衡条件（二力构件、三力平 衡汇交原理等）、作用与反作用定律分析隔离体上所受各力的位置、作用线及可能 方向；
42
约束有几种?每种对应的反力方向你都熟练掌握 了吗?
43
想想看,还有没有其它类型的约束?
此时整体受力图如图（f）所示
54
讨论：若左、右两拱都考虑自重， 如何画出各受力图？
如图 （g） （h） （i）
55
例1-5 不计自重的梯子放在光滑水平地面上， 画出梯子、梯子左右两部分与整个系统 受力图．图(a)
解： 绳子受力图如图（b）所示
56
梯子左边部分受力图如图（c） 所示
梯子右边部分受力图如图（d） 所示
69
A C B
T
A
C
B
mg
NB
A
A
RA
A
XA
YA
P
C
B
45
P
C
B
45 RB
P
C
B
45 RB
70
P
C
A
B
FCC
用线和方向。
❖
2.确定物体受力中哪些是已知力和未知力，并建立已知力与未知力之间的关
系，从而求出所需的未知力。
本教学单元先解决第一个问题，这是受力分析最基本也是最重要的方面。
46
画受力图的基本步骤： （1）取分离体：根据问题的要求确定研究对象，将它从周围物体的约束中分离出来 ，单独画出研究对象的轮廓图形； （2）画已知力：载荷，特意指明的重力等，不特意指明重力的构件都是不考虑重力 的； （3）画约束反力：确定约束类型，根据约束性质画出约束反力。根据研究对象与周 围物体的联系，由约束性质分析约束力，并应用有关平衡条件（二力构件、三力平 衡汇交原理等）、作用与反作用定律分析隔离体上所受各力的位置、作用线及可能 方向；
42
约束有几种?每种对应的反力方向你都熟练掌握 了吗?
43
想想看,还有没有其它类型的约束?
工程力学ppt课件
工程力学在土木工程中的应用
要点一
结构设计
土木工程中的结构设计需要应用工程 力学原理和方法，对建筑结构进行受 力分析、变形计算和稳定性评估。这 有助于确保土木工程结构的安全性和 稳定性。
要点二
土力学与地基工程
工程力学中的土力学理论和方法为地 基工程提供了支持。通过应用土力学 原理，土木工程师可以更好地理解和 评估地基的承载能力和稳定性，从而 优化地基设计。
工程力学的应用领域
建筑工程
建筑工程中的结构分析、抗震设计和施工过 程中的力学问题等。
航空工程
航空器的空气动力学分析、结构分析和优化 设计等。
机械工程
机械零件的强度、刚度和稳定性分析，以及 机械系统的动力学问题等。
水利工程
水坝、水闸和船闸等水利设施的设计、施工 和运行中的力学问题等。
工程力学的研究对象和方法
工程力学ppt课件
目录
• 工程力学简介 • 静力学基础 • 材料力学 • 动力学基础 • 工程力学在工程实践中的应用 • 工程力学的未来发展趋势和挑战
01
工程力学简介
什么是工程力学
工程力学是研究工程中物质和运动规 律的一门科学，涉及到物体的受力、 变形和运动等方面的知识。
工程力学结合了物理学和数学等多个 学科的知识，为各种工程实践提供基 础理论和解决方法。
载荷分析与校核
载荷分析是机械设计中的重要环节，通过工程力学的方法，设计师可以精确地预测和评估 机器在各种工况下的载荷情况，从而进行零部件的强度校核和优化设计。
摩擦与磨损研究
工程力学也涉及到摩擦与磨损的研究。这为机械设计师提供了关于摩擦、磨损和润滑的机 理和方法，有助于减少机器的摩擦和磨损，提高机器的效率和寿命。
工程力学PPT教学课件
2、机构与机械传动
• 研究的对象是常规通用零件和常用机构 的设计
1) 总论部分——机器及零件设计的概论，基本 原则，一般过程和要求等；
2) 联接部分——螺纹联接，轴毂联接即键、花 键和销联接；
3) 传动部分——带传动，链传动，齿轮传动， 蜗杆传动及齿轮系等；
• 4) 轴系部分——滑动轴承，滚动轴承，联轴 器与离合器以及轴等；
• 5) 其它部分——平面机构，减速器等。
机械设计基础的研究对象：
• 本课程是论述一般通用零件的基本设计理 论与方法，用以培养学生具有设计一般机 械的能力的技术基础课程
0.2 机械设计基础的研究方法
• 理论联系实际 • 做到四多。本课程又是应用性很强的工
程课程。在学习过程中，必须多观察、 多思考、多练习、多总结。
0.3学习机械设计基础的目的
• 本课程内容是研究现有机械的运动及工作性 能和设计新机械的知识基础。它成为机械类 各专业所必修的一门技术基础课程。
• 本课程为后续有关的专业课程如机床，机械 制造工艺以及其他机械性质的专业课程打下 基础。
• 可以使学生获得正确分析、使用和维护机械 的基本知识、基本理论及基本技能。有利于 培养创新思维和创新精神，提高分析问题和 解决问题的能力。
谢谢观看
Thank You For Watching
15
一、理论力学的内容和对象
• 1．理论力学的内容
• 理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学。 • 机械运动：物体在空间的位置随时间的改变,称为机械运
动。 • 静力学----刚体的平衡规律，着重讨论静力分析，力系
的合成与简化，平衡条件及其应用 • 运动学----从几何的观点研究物体（点、刚体）的运动
工程力学课件ppt
机器人的动力学分析
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
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
3、反力画法：光滑面约束反力通过接触点，其方向总是沿着光 滑面的公法线且指向被约束物体，恒为压力，用符号“FN”表示。
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
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
[物理]工程力学(共56张PPT)
![[物理]工程力学(共56张PPT)](https://img.taocdn.com/s3/m/f1a8f73c905f804d2b160b4e767f5acfa1c7832e.png)
Me
第七章
2. 薄壁圆筒的扭转
变形现象
在小变形的条件下，纵向水
平线变成了平行的斜直线
圆周线在变形后，大小、形 状及其间距保持不变，他们
仅仅绕圆筒轴线产生了相对 转动
第七章
2. 薄壁圆筒的扭转
➢ 由纵向线和圆周线组成的矩形变成平行四边 形，——称为剪切变形
➢ 相邻两圆周线的相对错动而倾斜的角度 ，称为
薄壁圆筒
Ip
r2dA2r3t A
Wt
Ip r
2r2t
第七章
3. 圆轴扭转时的应力与变形
圆轴扭转的变形
Байду номын сангаас
Me
Me
考虑如图所示在扭矩作
用下的圆轴。截取一长 度为dx的微元段，微元段 的相对转角为d ，则
T
d T dx
GI p
第七章
3. 圆轴扭转时的应力与变形
从而
l T dx
0 GI p
对于等截面圆轴，且扭矩 为常数时
MB
MC
d2
d1
A
B
C
l2
l1
截面C相对于截面B的扭转角BC为
BCGT1lIp11 8011092000.(50.005)4
32 1.22102 (rad)
故截面C相对于截面A的扭转角AC为
A CA BB C 0 .3 1 1 2 5 0 (ra ） d
第七章
4. 圆轴扭转时的强度和刚度计算
第七章
3. 圆轴扭转时的应力与变形
变形几何关系 ➢ 试验和理论表明圆轴扭转时，其变形和薄壁
圆筒相似。为此，作如下基本假设：
▪ 变形后，横截面仍保持为平面，其形状和大 小均不改变，半径仍为直线
工程力学课件-图文全
F
G
FN2
G
约束力 特点 ：
①大小常常是未知的；
FN1
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。
二、约束类型和确定约束反力方向的方法： 1. 柔索：由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束
绳索类只能受拉， 约束反力作用在接触点， 方向沿绳索背离物体。
约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。
T
F1 F2
约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。
F2 F1
A
柔索约束
胶带构成的约束
柔绳约束
约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。
链条构成的约束
柔绳约束
约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。
柔索
绳索、链条、皮带
2 光滑支承面约束
约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体
P P
N
N
NB NA
N
N
凸轮顶杆机构
3 光滑圆柱铰链约束
固定铰支座：物体与固定在地基或机架上的支座 有相同直径的孔，用一圆柱形销钉联结起来，这 种构造称为固定铰支座。 中间铰：如果两个有孔物体用销钉连接 轴承：
光滑圆柱铰链约束
FN FN
Fx FN Fy
圆柱铰链 A
YA
A
XA
A
约束反力过铰链中心，用XA、YA表
一、概念
§1-3 约束与约束反力
自由体： 位移不受限制的物体叫自由体。
非自由体： 位移受限制的物体叫非自由体。
约束：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。 （这里，约束是名词，而不是动词的约束。）
约束力：约束与非自由体接触相互产生了作用力，约束作用于 非自由体上的力叫约束力或称为约束反力。
《工程力学》PPT演示课件
9
轴力正负号规定：
同一位置处左、右侧截面上内力分量必须具 有相同的正负号。
FN
FN
轴力以拉为正，以压为负。
10
三. 轴力图(FN —x )___表示轴力沿杆件轴线变化规律的图线。
如果杆件受到的外力多于两个，则杆
例题2-1
件不同部分的横截面上有不同的轴力。
A 1 B 2 C 3D
已知 F1=10kN；F2=20kN；
F1 F1 F1
FNkN
1 F2
2 F3 3 F4
F3=35kN；F4=25kN；
解：1、计算杆件各段的轴力。
FN1
AB段
Fx 0
F2
FN2
FN1F110kN
BC段
Fx 0 FN2F2 F1
FN3
FN2 F1 F2
F4
102010kN
10
25 CD段
Fx 0
FN3F425 kN
x
10
轴力图的特点：突变值 = 集中载荷
计算杆在截开面上的未知内力（此时截开面上的内力
对所留部分而言是外力）。
8
例如： （一）、内力（截面法）
F
F
F
FN =F
F
Fx 0
FN F 0
FN=F
FN F
轴力——由于外力的作用线与杆件的轴线重合，所以轴向拉压杆
内力的作用线也必与杆件的轴线重合,因此,内力称
为轴力。用FN 表示。单位：牛顿（N）
+
II
150kN
II
100kN
100kN
50kN
II FN2
I FN1 FN1=50kN
I
100kN FN2= 100kN
相关主题
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y
y
F
F
O (a)
x
O
(b)
x
1-1-2 力的性质
例3：用图解法求合力
(a)
1-1-2 力的性质
例4：用图解法求Fx，Fy,Fz的合力
z Fz
Fy y
O
Fx
x
1-1-2 力的性质
例4：已知系统平衡，画出B、C两点的受力方向
1-1-2 力的性质
例5：已知构件处于平衡状态，求Fc的方向
Fc
(a)
全部杆及墙体受拉力
若不考虑变形，力可沿其作用线移动，移动后不改变移 动区域外的受力状况，不影响平衡状态。 例P22 1－4
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
2.力平行移动 M＝Fd
B d A 反过来呢？ 一个力加 一力偶，用一个等效力代替？ M
F
结论：作用在刚体上的力可向刚体上任一点平移， 但必须附加一力偶，这个附加力偶的大小等于力对
C A B
F
30
？移动后，对哪部分、有什么影响
例2：P6 1－1
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
6.空间力系的合成与分解
方法1
方法2
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
6.空间力偶系的合成与分解
z
空间力偶系为矢量，
Fz
遵循矢量合成与分解规
c
则
y
Fx o
Fy
b x
a
第1章 静力学基础
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
结论： 1.载荷的移动
F 若考虑变形，载荷不可移动
F
左段杆及墙体受拉力 右段杆不受力
M
全部杆及墙体受拉力
M
左段杆及墙体上拉下压 右段杆不受力
全部杆及墙体上拉下压
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
1.力沿其作用线移动
F F
左段杆及墙体受拉力 右段杆不受力 结论：
Fy
F
Fx
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
4.力的合成与分解——解析法
分解： •两分力间任意夹角 利用正弦定理（不 要求掌握） •两分力间成直角
不能使用投影 法！！！
Fy
Fx F cos Fy F sin
F
Fx
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
4.力的合成与分解——解析法
z Fz
Fy y
O
Fx
x
1-1-3 力在坐标轴上的投影
例10：
重点
载荷在刚体上才可以移动 力的合成与分解方法 二力与三力构件平衡的条件 力的合成与分解或增减平衡力系对刚体的平衡 没有影响
作业
思考题1-1至1-6 习题1-1至1-2
作业：思考题1-7、1-8
习题1-3至1-7.
5）柔索：
一、基础 6、约束类型及约束力
第1章 静力学基础
6）固定端：
空间：
一、基础 6、约束类型及约束力
平面：
第1章 静力学基础
7）构件各部分之间：
平面：
一、基础 6、约束类型及约束力
解除约束后，才能画约束力！！！
第1章 静力学基础
例题1－5、7、8： 作业：第1章 3、7
一、基础 6、约束类型及约束力
第1篇 静力学
静力学研究的是物体在力系作用下
的平衡规律
力系：两个以上的力
平衡：静止或保持匀速运动
第1章 静力学基础
一、基础 1、刚体与变形体
受力后不产生变形的物体－－刚体 受力后产生变形的物体－－变形体
若在分析计算时暂时忽略物体受力后的变形，即可
把该研究对象“视”为刚体
静力学部分（第一篇）均忽略研究对象的变形问题，
工程力学概论
研究方法
学习方法与要求
学习方法：
积极参与教学过程，注重理解所学内容
独立、认真思考，注意分析各章节学习内容之间的内 在关系 侧重利用已经研究、总结出的公式与结论，解决实际 问题，主动训练独立分析与解决问题的能力 认真、及时完成课外作业 充分使用学院图书资源，在学习基本内容的同时，根 据自己的爱好和特长，进一步广泛深入地研究工程力 学相关的其它问题
即视所研究物体为刚体
第1章 静力学基础
2、刚体的运动形式
移动 定轴转动
一、基础
移动＋定轴转动
第1章 静力学基础
3、刚体的自由度
空间6个 平面3个
z
一、基础
O y
x
第1章 静力学基础
4、载荷的种类及作用效应
力 力产生移动效应。单位：牛顿 N
一、基础
力偶： 一对大小相等，方向相反的力组成（平行且不共线）
力偶产生转动效应。单位：牛顿米 Nm
实例分析
力矩： 一个外力作用下产生的力偶大小。单位：牛顿米 Nm
1.在圆盘上作用一外力，将产生什么样的运动效应？为什么？
F’
F
h
F ' F
M Fh
2.在矩形块上作用一外力，将产生什么样的运动效应？为什么？
F
第1章 静力学基础
5、约束及约束力
实例：
工程力学概论
根据研究的对象也可分为一般力学、固体力学和流体力 学三个分支。
一般力学研究力及其与运动的关系。属于一般力学范畴的有理 论力学（含静力学、运动学、动力学）、分析力学、振动理论 等。 固体力学研究在外力作用下，可变形固体内部各质点所产生的 位移、运动、应力、应变及破坏等的规律。属于固体力学范畴 的有材料力学、结构力学、弹性力学和塑性力学、复合材料力 学、断裂力学等。 流体力学的研究对象是气体和液体。研究在力的作用下，流体 本身的静止状态、运动状态及流体和固体间有相对运动时的相 互作用和流动规律等。属于流体力学的有水力学、空气动力学、 环境流体力学等。
合成： •两分力间成直角
Fy
2 y
F F F
2 x
Fx cos F
F
Fx
•两分力间任意夹角 先分解，再合成
第1章 静力学基础
二、载荷的平 面（或平行平面） 内的力偶代数相加 即可
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
例1：将C点载荷移至B点
一、基础
F
约束力是被动力，大小方向由外力（主动力）决定 可通过约束能限制的自由度数分析约束力的类型 可用约束力代替约束（解约束）
第1章 静力学基础
6、约束类型及约束力 1）固定铰接支座：
一、基础
F
F
A
FAy
A
FAx
第1章 静力学基础
2）光滑圆柱铰接：
一、基础 6、约束类型及约束力
FCy
A C C
FCx
F 'Cx
F 'Cy
B
第1章 静力学基础
3）辊轴铰链支座（活动铰链支座）：
一、基础 6、约束类型及约束力 一、基础
垂直支承面
FN
A
第1章 静力学基础
4）光滑接触面：
一、基础 6、约束类型及约束力
光滑接触面的约束力通过接触点，方向沿着接触面 在该点的公法线，指向被约束物体内部，即必为压力。
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
7.两个重要的推论
• 二点受力杆（二力杆）的平衡条件 二力杆：构件上只有两点受力（无力偶） 平衡条件：这两点所受的力的合力大小相等，方向相反， 且作用在两点的连线上
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
例P19 1－6
P21 1－8 找到二力杆并分析受力情况
第1章 静力学基础
工 程 力 学
联系QQ：2927449917.
机电工程系：迪力亚尔.
工程力学概论
工程力学（或者应用力学）是将力学原理应用于有实际 意义的工程系统的科学。 机械、机构、结构如何受力，如何运动，如何变形， 如何破坏？ 机构可承受多大载荷，需多大尺寸，是否安全？
工程师们需要制定合理的设计规则、规范、手册，使
4.力的合成与分解——图解法
•作用在一点上的平面力系的合成
平行四边形法则
矢量多边形法则
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解 将各力矢按任意选定的顺序首尾相接地画出， 则连接第一个力矢始端与最后一个力矢末端的矢 4.力的合成与分解 ——图解法 讨论1 量，就是合力矢
作用在同一点的多个力的合成
谢谢观赏，再见！
二、载荷的移动、合成与分解
7.两个重要的推论
• 三点受力构件（无力偶）的平衡条件
平衡条件：三点所受的力的合力必共面且汇交于一点
1-1-2 力的性质
例1：分别用平行四边形和三角形法则(矢量多边 形法则)求合力
F2 F1 F1 F3 F2
(a)
(b)
1-1-2 力的性质
例2：分别用平行四边形和三角形法则（矢量多边 形法则）求力F在指定方向上的分力
(a)
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
4.力的合成与分解——图解法
讨论2 不作用在同一点的多个力的合成（不考虑变形）
先移动，后合成
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
4.力的合成与分解——图解法
分解： •两分力间任意夹角 根据两分力方向， 作平行四边行 •两分力间成直角 可由合力末端向分力方 向作垂线，投影即是两 分力
学习方法与要求
学习要求：
不可迟到、早退、旷课 上课不允许睡觉、做与本课程无关的事、说与上课无关的话 积极参与教学过程，认真完成课堂练习 按教师要求及时、独立完成课后作业 上课带教材、课堂笔记本、练习本、画图工具、计算器
y
F
F
O (a)
x
O
(b)
x
1-1-2 力的性质
例3：用图解法求合力
(a)
1-1-2 力的性质
例4：用图解法求Fx，Fy,Fz的合力
z Fz
Fy y
O
Fx
x
1-1-2 力的性质
例4：已知系统平衡，画出B、C两点的受力方向
1-1-2 力的性质
例5：已知构件处于平衡状态，求Fc的方向
Fc
(a)
全部杆及墙体受拉力
若不考虑变形，力可沿其作用线移动，移动后不改变移 动区域外的受力状况，不影响平衡状态。 例P22 1－4
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
2.力平行移动 M＝Fd
B d A 反过来呢？ 一个力加 一力偶，用一个等效力代替？ M
F
结论：作用在刚体上的力可向刚体上任一点平移， 但必须附加一力偶，这个附加力偶的大小等于力对
C A B
F
30
？移动后，对哪部分、有什么影响
例2：P6 1－1
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
6.空间力系的合成与分解
方法1
方法2
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
6.空间力偶系的合成与分解
z
空间力偶系为矢量，
Fz
遵循矢量合成与分解规
c
则
y
Fx o
Fy
b x
a
第1章 静力学基础
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
结论： 1.载荷的移动
F 若考虑变形，载荷不可移动
F
左段杆及墙体受拉力 右段杆不受力
M
全部杆及墙体受拉力
M
左段杆及墙体上拉下压 右段杆不受力
全部杆及墙体上拉下压
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
1.力沿其作用线移动
F F
左段杆及墙体受拉力 右段杆不受力 结论：
Fy
F
Fx
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
4.力的合成与分解——解析法
分解： •两分力间任意夹角 利用正弦定理（不 要求掌握） •两分力间成直角
不能使用投影 法！！！
Fy
Fx F cos Fy F sin
F
Fx
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
4.力的合成与分解——解析法
z Fz
Fy y
O
Fx
x
1-1-3 力在坐标轴上的投影
例10：
重点
载荷在刚体上才可以移动 力的合成与分解方法 二力与三力构件平衡的条件 力的合成与分解或增减平衡力系对刚体的平衡 没有影响
作业
思考题1-1至1-6 习题1-1至1-2
作业：思考题1-7、1-8
习题1-3至1-7.
5）柔索：
一、基础 6、约束类型及约束力
第1章 静力学基础
6）固定端：
空间：
一、基础 6、约束类型及约束力
平面：
第1章 静力学基础
7）构件各部分之间：
平面：
一、基础 6、约束类型及约束力
解除约束后，才能画约束力！！！
第1章 静力学基础
例题1－5、7、8： 作业：第1章 3、7
一、基础 6、约束类型及约束力
第1篇 静力学
静力学研究的是物体在力系作用下
的平衡规律
力系：两个以上的力
平衡：静止或保持匀速运动
第1章 静力学基础
一、基础 1、刚体与变形体
受力后不产生变形的物体－－刚体 受力后产生变形的物体－－变形体
若在分析计算时暂时忽略物体受力后的变形，即可
把该研究对象“视”为刚体
静力学部分（第一篇）均忽略研究对象的变形问题，
工程力学概论
研究方法
学习方法与要求
学习方法：
积极参与教学过程，注重理解所学内容
独立、认真思考，注意分析各章节学习内容之间的内 在关系 侧重利用已经研究、总结出的公式与结论，解决实际 问题，主动训练独立分析与解决问题的能力 认真、及时完成课外作业 充分使用学院图书资源，在学习基本内容的同时，根 据自己的爱好和特长，进一步广泛深入地研究工程力 学相关的其它问题
即视所研究物体为刚体
第1章 静力学基础
2、刚体的运动形式
移动 定轴转动
一、基础
移动＋定轴转动
第1章 静力学基础
3、刚体的自由度
空间6个 平面3个
z
一、基础
O y
x
第1章 静力学基础
4、载荷的种类及作用效应
力 力产生移动效应。单位：牛顿 N
一、基础
力偶： 一对大小相等，方向相反的力组成（平行且不共线）
力偶产生转动效应。单位：牛顿米 Nm
实例分析
力矩： 一个外力作用下产生的力偶大小。单位：牛顿米 Nm
1.在圆盘上作用一外力，将产生什么样的运动效应？为什么？
F’
F
h
F ' F
M Fh
2.在矩形块上作用一外力，将产生什么样的运动效应？为什么？
F
第1章 静力学基础
5、约束及约束力
实例：
工程力学概论
根据研究的对象也可分为一般力学、固体力学和流体力 学三个分支。
一般力学研究力及其与运动的关系。属于一般力学范畴的有理 论力学（含静力学、运动学、动力学）、分析力学、振动理论 等。 固体力学研究在外力作用下，可变形固体内部各质点所产生的 位移、运动、应力、应变及破坏等的规律。属于固体力学范畴 的有材料力学、结构力学、弹性力学和塑性力学、复合材料力 学、断裂力学等。 流体力学的研究对象是气体和液体。研究在力的作用下，流体 本身的静止状态、运动状态及流体和固体间有相对运动时的相 互作用和流动规律等。属于流体力学的有水力学、空气动力学、 环境流体力学等。
合成： •两分力间成直角
Fy
2 y
F F F
2 x
Fx cos F
F
Fx
•两分力间任意夹角 先分解，再合成
第1章 静力学基础
二、载荷的平 面（或平行平面） 内的力偶代数相加 即可
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
例1：将C点载荷移至B点
一、基础
F
约束力是被动力，大小方向由外力（主动力）决定 可通过约束能限制的自由度数分析约束力的类型 可用约束力代替约束（解约束）
第1章 静力学基础
6、约束类型及约束力 1）固定铰接支座：
一、基础
F
F
A
FAy
A
FAx
第1章 静力学基础
2）光滑圆柱铰接：
一、基础 6、约束类型及约束力
FCy
A C C
FCx
F 'Cx
F 'Cy
B
第1章 静力学基础
3）辊轴铰链支座（活动铰链支座）：
一、基础 6、约束类型及约束力 一、基础
垂直支承面
FN
A
第1章 静力学基础
4）光滑接触面：
一、基础 6、约束类型及约束力
光滑接触面的约束力通过接触点，方向沿着接触面 在该点的公法线，指向被约束物体内部，即必为压力。
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
7.两个重要的推论
• 二点受力杆（二力杆）的平衡条件 二力杆：构件上只有两点受力（无力偶） 平衡条件：这两点所受的力的合力大小相等，方向相反， 且作用在两点的连线上
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
例P19 1－6
P21 1－8 找到二力杆并分析受力情况
第1章 静力学基础
工 程 力 学
联系QQ：2927449917.
机电工程系：迪力亚尔.
工程力学概论
工程力学（或者应用力学）是将力学原理应用于有实际 意义的工程系统的科学。 机械、机构、结构如何受力，如何运动，如何变形， 如何破坏？ 机构可承受多大载荷，需多大尺寸，是否安全？
工程师们需要制定合理的设计规则、规范、手册，使
4.力的合成与分解——图解法
•作用在一点上的平面力系的合成
平行四边形法则
矢量多边形法则
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解 将各力矢按任意选定的顺序首尾相接地画出， 则连接第一个力矢始端与最后一个力矢末端的矢 4.力的合成与分解 ——图解法 讨论1 量，就是合力矢
作用在同一点的多个力的合成
谢谢观赏，再见！
二、载荷的移动、合成与分解
7.两个重要的推论
• 三点受力构件（无力偶）的平衡条件
平衡条件：三点所受的力的合力必共面且汇交于一点
1-1-2 力的性质
例1：分别用平行四边形和三角形法则(矢量多边 形法则)求合力
F2 F1 F1 F3 F2
(a)
(b)
1-1-2 力的性质
例2：分别用平行四边形和三角形法则（矢量多边 形法则）求力F在指定方向上的分力
(a)
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
4.力的合成与分解——图解法
讨论2 不作用在同一点的多个力的合成（不考虑变形）
先移动，后合成
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
4.力的合成与分解——图解法
分解： •两分力间任意夹角 根据两分力方向， 作平行四边行 •两分力间成直角 可由合力末端向分力方 向作垂线，投影即是两 分力
学习方法与要求
学习要求：
不可迟到、早退、旷课 上课不允许睡觉、做与本课程无关的事、说与上课无关的话 积极参与教学过程，认真完成课堂练习 按教师要求及时、独立完成课后作业 上课带教材、课堂笔记本、练习本、画图工具、计算器