工程力学1引言

例题
画出下列物体的受力图： (1）圆盘（考虑自重）； (2) 杆 AB 和 BC （不考虑自重）；
圆盘的受力图
取分离体 ； 分析约束与相应的 约束反力 ； 画出荷载与可能的约 束反力.
W
R2FR2
R1
FR1
xB
R1
YB
xA
AB 杆的受力图
YA
x B
B C杆的受力 图
YB源自文库
xC YC
作用面内任意移动，其对刚体的作用效果不
推论
F
F´
F/2
F´/ 2
保持力偶矩矢量不变，分别改变力和 力偶臂大小，其作用效果不变
1.2 约束, 约束反力和受力图
约束 Constraint
约束反力 Constraint force
受力图 Free-body diagram
柔索
T
FR
柔索
光滑面
(1.1-2)
力对轴的矩——符号
m
逆时针为正
m
顺时针为负
力偶的定义
力偶： 大小相等，方 o F 向相反 作用线不重合 的两个力称为力偶。
F
d
F1
力 偶 实 例
F2
力偶的性质
1. 合力为零, R=0
2. 作用于刚体上的力偶的运动效应只与力
偶的矩相关。
推论
F
F´
F
F´
变
只要保持力偶矩矢量不变，力偶可在
立尾 机身 驾驶舱
方向舵
进气口
起落架 机翼 副翼 襟翼 平尾
上海南浦大桥
南京长江大桥
澳门桥
概念与定义
强度 Strength —承受荷载而不发生破坏和过 大的塑性变形的能力； 刚度 Stiffness —抵抗弹性变形的能力； 稳定性 Stability —承受荷载而不发生平衡形 式的突然改变的能力.
教材与主要参考书
• 王守新等，《工程力学》化工出版社 • 王守新等，《材料力学》大工出版社 • 王守新等，《材料力学学习指导》大工 出版社
第一章
力的分析 力系的合成 平衡方程 结论与讨论
静力平衡方程
1.1 力,力矩和力偶
• 力的形式 • 体积力 重力 惯性力 • 表面力 接触力 • 集中力
RR F
光滑面
R
FR
滑槽与销钉
光滑面
F YRy FRx X
铰链
铰链
可动铰支座
F RR
辊 轴
摆 轮
固定铰支座
固定铰支座
A
F XAx FAy Y
固定端约束
P
X
m Y
对于一定的牵引力
怎样确定配重 W 或滑轮位置？
受力分析－过程与方法
取分离体 ； 分析约束与相应的约束反力 ； 画出荷载与可能的约束反力.
工程力学B
白瑞祥
引言
基本概念 构件的强度、刚度和稳定性 课程范围
工程设计的程序
课程的范围
静力学 刚体 固体力学 材料力学 可变形体 弹性力学
运动学
动力学
塑性力学
主要的研究对象
构件(Member) 构件的分类:
杆件
板壳 F3 F4 F1 块体 F5
F6
F2
概念与定义
力系 Force system
用途:已知两力的作用点,确定其作用线.
2.加减平衡力系公理: 在作用于刚体的任何一个力系上,加
上或减去一对平衡力系,则不改变原力系对刚体的作用效果.
推论 力的可传性原理: 作用于刚体上的力,可以沿其作用线滑移,
而不改变对刚体的作用效果.
F2
F1
F
A
B
F2
B
F1=F2=F
A
3.
力的平行四边形法则:
作用力与反作用力关系
xB
F1 RR1 ´
YB YB
xB
FAx xA C
YAy FA
xC
YC
xB YB
RBC ´
C
xC
YC
C RBC
二力平衡共线
二力杆( 二力构件)
R1 RB
RA
O
三力平衡汇交
受力分析的要点：
• 明确研究对象 • 如实反映情况
第一次作业: 1.1 (a) (b) 1.2 (a) (b) 1.4
由作用于同一 物体上的两个或更 多的力组成的系统
F2
F1 M1
Mn
F3
Fn
概念与定义
力系的作用效应
外效应 —引起运动状态的变化
内效应 —使物体变形
概念与定义
静力学的任务 — 研究力的外效应中的平衡
规律.
平衡—静止和保持匀速直线运动
主要内容 力系的简化:简单力系等效代替复杂力系 平衡方程:描述物体平衡状态的一组方程
概念与定义
基本概念.
力的三要素: 大小 方向 作用点
G
静力学公理 静力学公理以Newton力学的基本定律为基础 1. 二力平衡原理 作用于刚体上的两个力平衡的必要充分条件是----等
N
值、反向、共线。
F'
F
F=F'
重要名词: 二力杆(二力体，二力构件): 仅在两点受力而处于平衡
的物体或构件.
作用于同一点的两个力可以合成为一个合力,合力的大小 和方向是以这两个力为邻边的平行四边形的对角线矢量, 其作用点不变.也即: 合力等于两分力的矢量和.
R F1 F2
也可用三角形法则表示: F1
F1
R
F2
F2
R
4. 作用与反作用力定律: 任何两物体间的相互作用力总是
成对出现,并且等值,反向,共线,
构件的强度、刚度和稳定性
强 度
构件的强度、刚度和稳定性
强 度
强度
强度
强度
刚度
刚度
刚度
刚度
刚 度
强 度 与 刚 度
强度与刚度
强 度 与 刚 度
强 度 与 刚 度
稳 定 性
稳 定 性
工程设计的程序
分析 外力 设计（校核）
静 力 设 计
强度
内力
刚度
应力
稳定性
破坏
外力 集中力 F (N, kN) 分布力 线分布力 q(x) (kN/m) 面分布力 均布力 q
集中力
均布力
q
力对点的矩
o
d
F
M O ( F ) =F d (1.1-1)
力矩的方向
z
右手定则
力对轴的矩
F
Fz F
Fx Fy
力对轴的矩 ——计算
z
Fz Fy F Fx
d
mz (F)=m0(Fx) =+ Fxd
分别同时作用在两个物体上. 即 Newton 第三定律. 5.刚化原理: 若变形体在某一力系作用下处于平衡,则可将
其视为刚体,而应用刚体的平衡理论。
概念与定义
材料力学的任务 — 研究杆件的强度、刚度 和稳定性，为经济合理地设计杆件提供基 本理论和计算方法
主要研究对象— 杆件(member bar)