第一篇静力学静力学第1章力的概念与物体的受力分析1.1静力学模型1.1静力学模型1.1静力学模型物体的合理抽象与简化－刚体受力的合理抽象与简化——集中力和分布力当分布力作用面积很小时，为了分析计算方便起见，可以将分布力简化为作用于一点的合力，称为集中力（concentratedforce）。工程中的机器和结构都是由若干零件和构件通过相互接触和相互连接而成。约束（constraint）则是接触和连接方式的简化模型。1.1静力学模型1.2力的基本概念力与力系变形效应或内效应（effectofdeformation）：物体形状发生改变。力是矢量(vector)。如图所示，矢量的模按一定的比例尺表示力的大小；矢量的方位和指向表示力的方向；矢量的起点(或终点)表示力的作用点。力在直角坐标系中的表示为：力系(forcesystem):作用在物体上的力的集合。{F1,F2,…,Fn}所谓静力学基本原理是指人们在生产和生活实践中长期积累和总结出来并通过实践反复验证的具有一般规律的定理和定律。它是静力学的理论基础，且不用加以数学推导。原理1力的平行四边形法则作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力的作用点仍在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。即合力等于两个分力的矢量和，表达式为原理2二力平衡原理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：这两个力大小相等、方向相反，作用在同一条直线上。其数学表达式为原理3加减平衡力系原理在作用于刚体的力系中，加上或减去任意个平衡力系，不改变原力系对刚体的作用效应，称为加减平衡力系原理。推论Ⅰ：力的可传性原理作用于刚体上的力可沿其作用线滑移至刚体内任意点而不改变力对刚体的作用效应。F2原理4作用力与反作用力定律物体间的作用力与反作用力总是同时存在，大小相等，方向相反，沿同一直线，分别作用在这两个相互作用的物体上。变形体（受拉力平衡）力的可传性适用于刚体1.3工程中常见的约束与约束力约束(constraint):对非自由体的运动施加一定限制条件的物体。约束力约束力阻止物体运动的作用是通过约束与物体相互接触来实现的，取决于约束本身的性质、主动力和物体的运动状态。柔索约束缆索、工业带、链条等统称为柔索（cable）。链条约束与约束力皮带约束与约束力约束力为拉力，作用线沿柔索背离物体。1、光滑面约束1、光滑面约束A刚性约束——光滑面约束齿轮啮合力刚性约束——光滑圆柱铰链FxFy铰铰刚性约束——光滑圆柱铰链特例1：固定铰支座A特例2：滚动铰支座FN特例3：链杆约束向心轴承：允许轴承转动，但限制与轴线垂直方向的运动和位移。特例4：向心轴承3、球形铰链FAy球铰刚性约束——球形铰链4、止推轴承1.4受力分析与受力图分离体（isolatedbody）：对于所研究的物体，假想的从与之接触或连接的物体中分离出来，即解除约束后的物体。受力分析是求解静力学和动力学问题的重要基础。具体步骤如下：解：对象：球不计支架重力，画出支架的受力图。重为P的混凝土圆管，放在光滑的斜面上，并在A用绳索拉住，如图所示，试画出混凝土圆管的受力图。重力为FP的AB杆放置在刚性槽内。所有接触处均为光滑接触。试画出AB杆的受力图。如图所示不计重力的结构，画AD、BC和整体的受力图。例题6解：1、对象：整体受力：如图3、对象：CD杆受力：如图例题7解：1、对象：整体受力：如图3、对象：CB杆受力：如图例题7Fk画受力图应该注意的问题4、受力图上不能再带约束。销钉问题。试分别画出AC、BC杆、销钉C、AC杆连同销钉C、整体的受力图。FF2画出下列各构件的受力图。练习1画出AB杆的受力图。练习2作图示轧路机轧轮的受力图。F1练习4由水平杆AB和斜杆BC构成的管道支架如图所示。在AB杆上放一重为P的管道，A、B、C处都是铰链连接，不计各杆的自重，各接触面都是光滑的。试分别画出管道O、水平杆AB、斜杆BC及整体的受力图。解：对象：管道OA练习6画出滑轮、CD杆、AB杆和整体受力图A1.5结论与讨论本章最基本的概念力—物体间的相互作用；力是矢量。对一般物体而言，力是定位矢量；对刚体而言，力是滑移矢量。受力分析方法－其要领是选择合适的研究对象，正确分析约束和约束力，画出受力图。受力分析过程中要区分内力和外力，正确应用作用与反作用定律。由若干物体所组成的系统，如果整体是平衡的，则组成系统的每一个局部也必然是平衡的。课外作业谢谢大家附录：习题解答1－3试画出图示各元件和整体的受力图。1－31－31－4图a所示为三角架结构。荷载F1作用在铰B上。杆AB不计自重，杆BC自重为W。试画出b、c、d所示的隔离体的受力图，并加以讨论。(c2)(d1)1－7试画出下列各