机械基础复习知识点总结

机械基础期末备考

考试题型：选择题、名词解释、判断题、填空题、简答题、计算题

第一章 刚体的受力分析及其平衡规律

一、基本概念☆

1、强度：是指机构抵抗破坏的能力 。

2、刚度：是指构件抵抗变形的能力；

3、稳定性：是指构件保持原有变形形式的能力

4、力：力是物体间相互作用。外效应：使物体的运动状态改变；内效应：使物体发生变形。

5、力的基本性质：力的可传性、力的成对性、力的可合性、力的可分性、力的可消性。

6、二力构件：工程中的构件不管形状如何，只要该构件在二力作用下处于平衡，我们就称它为“二力构件”。

7、三力平衡汇交定理：由不平行的三力组成的平衡力系只能汇交于一点。

8、约束：限制非自由体运动的物体叫约束。 约束作用于非自由体上的力称为该约束的约束反力。 9、合力投影定理：合力的投影是分力投影的代数和。 10、力矩：力与距离的乘积 (力F 对O 点之矩）来度量转动效应。

11、合力矩定律：平面汇交力系的合力对平面上一点的距，是力系各力对同点之矩的代数和。 Mo(F) = Fx ·Y + Fy ·X = Mo(Fy) + Mo(Fx)

12、力偶: 一对等值、反向、力的作用线平行的力，它对物体产生的是转动效应。

13、力偶矩：构成力偶的这两个力对某点之矩的代数和。

14、力的平移定理：作用于刚体的力，平行移到任意指定点，只要附加一力偶（附加的力偶矩等于原力对指定点的力矩），就不会改变原有力对刚体的外效应，这就是力的平移定理。（运用力的平移定理可以把任意的平面一般力系转化为汇交力系与力偶系两个基本的力系。）

y

F y F Ry x

F x F Rx 1221+=+=

受力分析

1、主动力--它能引起零件运动状态的改变或具有改变运动状态的趋势。

2、约束反力--它是阻碍物体改变运动状态的力。（必须掌握常见约束类型）（1）柔软体约束：力的作用线和绳索伸直时的中心线重合，指向是离开非自由体朝外。

（2）光滑面约束：光滑面约束与非自由体之间产生的相互作用力的作用线只能与过接触点的公法线重合，约束反力总是指向非自由体。

（3）光滑圆柱形铰链的约束：约束的反力用两个相互垂直而通过圆柱中心的分

力N

X 与N

Y

表示。

（4）固定铰链支座：约束的反力用两个相互垂直而通过圆柱中心的分力N

X

与

N

Y

表示。可动铰链支座：可沿支承面移动，约束反力只能是垂直于支承面的方向。

（5）、固定端约束：用两个正交的反力N

X 与N

Y

和一个反力偶矩M来表示。

要注意区别外力和内力,外力是指研究对象以外的物体给研究对象的力；而研究对象内部之间的相互作用力，则称为内力。内力总是成对出现的，“等值、反向、共线”，内力和外力都是相对而言的.

第二章直杆的拉伸与压缩

一、基本概念☆

1、弹性变形：任何物体受力后发生变形，当外加载荷去除后，物体的变形全部恢复，可恢复的变形称为弹性变形，相应的物体称为弹性体。

2、弹性：受力的构件卸载后其变形能完全恢复，材料的这种性质称为弹性。

3、内力：由外力引起的构件内部质点间相互作用力的变化量称为附加内力，简称内力。

4、塑性、塑性变形：当载荷超过某一范围时，卸载后，变形只能部分恢复，有一部分变形不能消失，材料的这种性质称为塑性，其不能复原而留下的变形称为塑性变形或残余变形。

5、基本假设：（1）连续性假设、（2）均匀性假设、（3）各向同性假设、（4）

小变形假设。

6、四种基本变形和相对应的内力：拉压变形和轴力

剪切变形和剪力、弯曲变形和弯矩、扭转变形和扭矩。

7、应力：截面单位面积上的内力，表示内力分布的密集程度。

8、应力集中：由于截面急剧变化而使局部区域的应力急剧增加的现象，称为应力集中。

9、蠕变：碳钢构件在大于400℃的高温下承受外力时，力的大小不变，但构件的变形却随着时间的延续而不断增长，（变形是不可恢复的塑性复形），高温下构件特有的这种现象，称为材料的蠕变。

10、应力松驰由于弹性变形逐渐转化为塑性变形，从而导致构件内应力减小的现象，称为应力松驰。

11、虎克定律：

二、基本计算

1、拉伸或压缩而产生的内力称为轴力，用N表示。

采用截面法☆ --假想地用一个与杆轴线垂直的平面m-m将杆截开，露出截面两边相互作用于对方的内力，根据平衡条件求解出轴力的大小。

确定轴力的准则：直杆某一横截面的轴力等于该截面一侧（左或右侧均可）作用于直杆上所有外力的代数和。使截面产生拉伸的外力为正，产生压缩的外力为负。

2、拉压时横截面上的应力☆σ

x

= N/A

3、斜截面上的应力

4、杆拉伸与压缩的强度条件☆：σ = N

max /A ≤ [σ]

①强度校核：已知[σ]、A及N

max

，可以检查杆件工作是否安全。

②截面设计：已知杆件的[σ]及N

max

，计算截面尺寸。

③确定许可载荷：已知[σ]和A

，计算杆件承受的最大轴力N

max

。

µ =│ε

0/ε│—泊松比（或横向变形系数υ）

ε

σ⋅

=E

α

σ

σα2

cos

⋅

=x

剪切与圆柱的扭转

一、基本概念☆

1、相邻截面间的相互错动称为剪切变形，伴随剪切变形而产生的内力称为剪力，相互垂直的两边所改变的角度γ称为剪应变。

2、剪切虎克定律：当剪应力不超过剪切此例数极限时，剪应力与剪应变成正比。

τ= Gγ

3、剪应力互等定理：在纯剪切应力状态时，作用在杆内一点附近的两个互相垂直面上的剪应力，在数值上是相等的，它们的方向则同时指向或背离两垂直面的交线。

5、扭转时横截面上剪应力变化规律: 1

．剪切强度条件: τ = Q/A ≤ [τ]

2、挤压强度条件

3．外力矩的计算☆

4、扭矩--M

T

的计算

用截面法，根据平衡条件计算各段的扭矩。

结论：轴的任一横截面上的扭矩，即等于截面任一边（上、下或左、右）

5

6

一、基本概念☆

1、当直杆受到与其轴线垂直的外力或过轴线平面内的力偶作用时，杆的轴线将由直线变为曲线，杆的这种变形称为弯曲变形。用来抵抗弯曲变形的杆件通称为梁。

2、内力Q平行于截面，使梁沿横截面n-n有被剪断的趋势，所以将内力Q 称剪力；内力偶矩M使梁的横截面m-m有产生转动而弯曲的可能，所以称M为弯