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第二章 杆件的静力分析 复习资料(学生)


第二章 杆件的静力分析
一、力的概念

复习资料

1、力是使物体的运动状态发生变化或使物体产生变形的物体之间的相互机械作 用。 2、力的三要素: 3、力是一个既有 (牛)或 二、力的基本性质 1、作用与反作用定律 一个物体对另一个物体有一作用力时,另一物体对该物体必有一个反作用力。 这两个力 用在 2、二力平衡公理 作用于某刚体

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 、 ,且 上。 移动到该刚体上的 ,而 相等、 上。 相反、作用在 上,且分别作 、 和 。当这三个要素中任何一

个改变时,力对物体的作用效应就会改变。 又有 (千牛)表示。 的矢量。在国际单位制中,力的单位用

作用于刚体上的力,可以沿其 它对刚体的作用效果。 3、力的平行四边形法则

作用在物体上同一点的两个力,其合力也作用在该点上,合力的 由这两个力为邻边所作平行四边形的 4、力的分解 1)工程中常将作用力分解为沿 的分力。 2 )在人拉车相同力的情况下, 起到拉车的作用, 方向的分力和 确定。



方向

越小,拉车的效果越明显,是因为 起到减少车与地面正压力的作用。 方向和 方向; 方向。

3)当物体沿水平方向运动时,常将力分解为沿 当物体沿斜面运动时,常将力分解为 三、力矩
1

方向和

1、力对物体的作用效应,除 为力 F 对 O 点之矩,简称 称
Mo( F ) ? ? Fd

外,还有



2、 在力学上用 F 与 d 的乘积及其转向来度量力 F 使物体绕 O 点转动的效应, 称 ,以符号 M0(F)表示。O 为力矩中心,简 。 ;O 点到力 F 作用线的垂直距离 d 称为

3、正负号表示两种不同的转向,规定使物体产生 反之为负值。 4、力矩的单位是 。 6、力矩原理的应用: 四、力偶 1、力学中,把作用在同一物体上 、 、 、 、 (牛·米)或

旋转的力矩为正值;

(千牛·米) ,更有效的办法是

5 、提高转动效应的方法:一方面可以



的一

对平行力称为力偶,记作(F1,F2) ,力偶中两个力的作用线间的距离 d 称为 ,两个力所在的平面称为力偶的作用面。 2、力偶的应用实例:司机双手转动 麻花钻两 、 、 、

、用两个手指拧动水龙头、开门锁等。 二力平衡条件,不能平衡也不能对物体产生

3 、力偶中的两个力

,只能对物体产生转动效应。 4、力偶对物体的转动效应,随 或 而增强。用二者

的乘积 Fd 并加以适当的正负号所得的物理量来度量力偶对物体的转动效应,称 之为力偶矩,记作 m(F1,F2)或 M,即
M(F ,F 2 ) ? ?Fd 1

5、使物体产生 6、力偶矩的单位与力矩 五、力的平移定理

旋转的力偶矩为正值;反之为负值。

1、作用于刚体上的力,可以平移到刚体上 六、约束、约束反力
2

,但必须附加

才能

与原来的力等效,附加力偶的力偶矩等于原来的力对新作用点的力矩。

1、对于某一物体的运动起限制作用的周围其他物体,称为约束。约束作用于被 约束物体上的力称为约束反力。约束反力的方向总是与该约束所限制的运动方 向 。

2、常见的约束类型及其约束反力: 1)柔性约束: 绳索、链条、胶带等柔性物体形成的约束,称为 约束力是沿着柔体的中心线 柔性约束不能承受 2)光滑面约束 两物体相互接触,若接触表面为非常光滑的刚性面,摩擦力很小可忽略不计, 即为 。 方向的运动,而不限制离开支承 。 被约束物体的 。柔性约束对物体的 。

光滑面约束只能阻止物体沿接触点

面和沿其切线方向的运动。因此,光滑面约束力的方向是通过接触点并沿着公 法线,指向被约束物体。 导轨(相对于轮子) 、汽缸壁(相对于活塞)等均可视为光滑面约束。 3)铰链约束 两个以上构件通过圆柱面接触,构件只能绕销轴回转中心相对转动,不能发生 相对移动而构成的约束,称为 ① ② 。

约束:两个构件之一与地面或支架固定 约束:两个构件与地面或支架的连接是活动的

4)固定端约束 物体的一部分固嵌于另一物体所构成的约束,称为 制物体沿任何方向的移动和转动,即物体既不能 七、力系 1、一个物体或构件上有多个力(一般指两个以上的力)作用,则这些力组成一 个力系。若这些力作用在同一个平面内,则称之为平面力系。 2、平面汇交力系 在平面力系中,若各个力的作用线全部汇交于一点,称之为 3、平面任意力系
3

。这种约束限 也不能 。

一般情况下,平面力系中各个力的作用线是任意分布的,称之为 平面汇交力系是平面任意力系的 八、受力图 九、平面力系的平衡方程 1、平面汇交力系的平衡方程 情况。



平面汇交力系合成的结果是一合力,若平面汇交力系的合力为零,则该力系将 不引起物体或构件运动状态的改变,即该力系是平衡力系。 平面汇交力系平衡的条件:当平面汇交力系平衡时,力系中所有的力在 x、y 两 坐标轴上投影的代数和分别为零。即
?Fx ? 0 ?Fy ? 0

2、平面任意力系的平衡方程 条件是:
?Fx ? 0 ?Fy ? 0 Mo ? 0

表述:力系中各力在坐标轴上投影的代数和 意一点的力矩的代数各 。

,且各力对平面内任

3、 平面汇交力系是平面一般力系的一种自然现象情况, 力矩平衡方程自然满足, 因此其独立的平衡方程 。

4


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