第一篇 静力学基础教学内容

体的机械运动状态。
2. 力的效应： ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)。2
3.力的三要素
实践证明，力对物体的作用效应，是由力的 大小、方向和作用点的位置所决定的，这三个 因素称为力的三要素。 例如，用扳手拧螺母
F
力的单位： 国际单位制：牛顿(N) 千牛顿(kN3) 上一页 返回首页 下一页
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二力构件
BA A
FA A
B
FBC
FPP
B
CC
AA
F'CB FP
C
A
C
FCB
由于构件上只在两端作用了两个约束力，而构件是平
衡的，因此这两个力必然大小相等，方向相反，在同一
直线上。所以，链杆约束的约束力是沿着两端销钉圆心
连线，指向待定。
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请判断下列结构中哪些构件是二力构件， 哪些构件则不是二力构件。
G
FN
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直杆与方槽在A、B、D三点接触
取杆为研究对象，并将其单独画出。 再将作用在梁上的全部荷载画上。
FNA A B FNB
G
C D FNA
FND
A
B FNB
G
C D FND
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三、光滑圆柱铰链约束
实例1
铰
14
实例2
铰
15
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三、铰链约束
两构件采用圆柱销所形成的联接为铰链联接。圆 柱销只限制两构件的相对移动，而不限制两构件的相 对转动，若相联的构件有一个固定，则称为固定铰链； 若均不固定，则称为中间铰链。铰链简称为铰。
4．力的矢量表示：
力是矢量
常用一个带箭头的线段来表示， F=200N 力的作
线段的长度按一定比例代表力的大
用线
小，线段的方位和箭头表示力的方 向，其起点或终点表示力的作用位
A
置。该线段的延伸称为力的作用线。 用加粗体字母（如F ）代表力矢，
F
B
50N
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以普通字母 F表示力的大小。
4
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N1
G
G
N2
主动力——除约束力以外的其它力，或说能使物体运动或
有运动趋势的力。
约束力是由主动力的作用而引起，随主动力的改变而改变9
一、柔性约束（柔索）
绳索，皮带，链条或钢 丝绳等所形成的约束为柔性 约束。简称柔索
这类约束只能限制物体 沿着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。 作用点——在接触点 方 向 —— 沿 绳 索 背 离 被 约 束 物体
固定铰链约束反力，通过圆孔中心，方向待定。
基础上的支座(图a) 。图b～e是几种简化表示。 通固常定用铰两链个约正束交分反力力F与x，铰和的Fy情来形表示相铰同支(图座f约)。束反力，两分
力的指向是假定的。固定铰链约束反力与铰的情形相同(图c)。
构件
销钉 支座
（b）
（a）
Fx FN
Fy （C）
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固定铰链及中间铰链的约束力方向如 属于下列情况，是可以确定的： 铰链联
接的构件中，有一个是二力构件。
二 力 构 件
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二力构件 (或二力体)：只在两个力作用下平衡的刚体。
二力体或二力构件受力特点：二力体或二力构件所受的二个力的
方向，必沿两力作用点的连线，且等值、反向。
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5．集中力与分布力：
集 中 力
汽车通过轮胎作用在桥面上的力 5
分 布 力
桥面板作用在钢梁的力 6
根据力系中各力作用线在空间分布情况，可将力系进行分类 平面力系：力系中各力的作用线位于同一平面内，此力系称~ 空间力系：力系中各力的作用线不在同一平面内，此力系称~ 汇交力系：力系中各力的作用线或其延长线能汇交于一点，称~ 平行力系：力系中各力的作用线互相平行。 任意力系：力系中各力的作用线任意分布。
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中间铰链
BC A
销钉
A
B
C
简化表示
C
B
A
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中间铰链
中间铰链约束力作用在垂直于销钉轴线的平面内， 通过圆孔中心，方向待定。（见下页图）
通常用两个正交分力FCx，和FCy来表示铰链约束 反力，两分力的指向是假定的。
BC A
FCx C
FCx C K
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滚动铰链支座
如果在支座与支承面
之间装上活几动个滚铰子链，支使支座
座约可沿束支反承力面移垂动直，于就成支
为承滚动面铰，链通支座过，铰简链称中滚
平面汇交力系：是指力系中各力的作用线或者作用线的延长线 位于一个平面内，并且相交于一点。
平面平行力系：
平面任意力系：
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§1-2 约束与约束力
在各类工程机械中，构件总是以一定的形式与周围其他构件相 互联接的，例如房梁受力柱的限制，使其在空间得到稳定的平衡； 转轴受到轴承的限制，使其只能绕轴转动；小车受到地面的限制， 使其只能沿路面运动等等。
FT G G
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FT1 F'T1
FT2 F'T2
当柔索绕过轮子时，假想在柔索的直线部分处截开柔索，
将与轮接触的柔索和轮子一起作为考察对象。
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二、光滑面约束
忽略摩擦 约束：限制物体在接触点沿接触面的公法线方向的运动
故约束力作用点在接触点处，方向沿公法线，指向被约束物体。
G
• 自由体： 在空间中位移不受限制的物体。
• 非自由体：物体在运动时某些方位位移受到某些限制的，
这种物体称~
• 约 束：对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体
• 约束（反）力： 约束限制了物体本来可能产生的某种 运动，因此约束有力作用于物体，8 称
约束（反）力特点———确定约束（反）力方向的准则 ①约束力大小——常常是未知的。 ②约束力方向——总是与约束限制的物体的位移方向相反。 ③约束力作用点——在约束与被约束物体相接触的那一点。
第一篇 静力学基础
§1－1 静力学基本概念
一、静力学的研究对象： 刚体 1、刚体
就是在力的作用下，大小和形状都不变的物体,或其内部 任意两点间的距离始终保持不变的物体。
2、质点：刚体不计物体的尺寸而得到质点的概念 刚体和质点——都是一个理想化的力学模型。 二、力的概念
1．定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用可以改变物
F'Cy
C
FNC
FCy
FCy
A
F'Cx 两物体在铰链处的约束力构成作用力与反作用力
关系，即大小相等，方向相反，在同一直线19上。
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FA A
B
FB
FC
C
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固定铰链
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固定铰链：用铰链连接的两个构件中，其中一个构件
是固定用在铰基链础连上接的的两(图个a)构。件图中b～，c其是中二种一简个化构表件示是。固定在