文档介绍：第一篇工程力学基础
第一章构件的受力分析
第二章直杆的拉伸和压缩
第三章直梁的弯曲
第五章复杂应力状态下的强度计算
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构件安全工作的条件
强度:抵抗外力破坏
刚度:在外力作用下不发生过大的变形
稳定性:在外力作用下能维持原有形状
研究构件的强度、刚度和稳定性问题
工程力学的任务
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主要内容
研究构件的受力情况及平衡条件,进行受力大小的计算
研究构件的受力变形与破坏的规律,进行构件的强度,刚度和稳定性计算
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第1章构件的受力分析
§1-1 力的概念和性质
§1-2 约束与约束反力
§1-3 受力图
§1-4 平面汇交力系的合成与平衡条件
§1-5 平面力偶系的合成与平衡条件
§1-6 平面一般力系的合成与平衡条件
重点+难点
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§1-1 力的概念和性质
一、力(force) 的概念
1. 定义:力是物体间的相互机械作用
2. 物体受力后效应
①运动效应(外效应):effect of motion ②变形效应(内效应):effect of deformation
演示实验:手推粉笔盒
3. 力的三要素(three elements of a force)
大小,方向,作用点
A
力的表达: 矢量
4. 力的单位:国际单位制—牛顿(N) ,千牛(kN)
5. 刚体(rigid body):在力的作用下不变形的物体
§ 力的概念和性质
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二、基本概念
2. 力系(force system):作用在物体上的一群力
A
3. 平衡力系:物体在力系作用下处于平衡
1. 平衡(equilibrium):物体相对于惯性参考系保持静止或作
匀速直线运动的状态
4. 等效力系:两个力系分别作用于同一物体,
所产生的外效果相同
5. 合力与分力:一个力与一个力系等效,这个力是力系的合
力,力系中各个力为其合力的分力
6. 力的合成:力系求合力的过程
7. 力的分解:合力转化成几个分力的过程
§ 力的概念和性质
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三、力的基本性质
[例] 吊灯
灯给绳的力
绳给灯的力
重力
地球给灯的引力
是的反作用力
公理1 作用力和反作用力定律
两物体间的作用力与作用反力总是大小相等,方向相反,且作用线相同,分别作用在这两个物体上
等值、反向、共线、异体、且同时存在
对照示例,理解力的成对性
§ 力的概念和性质
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公理2 二力平衡公理
作用于刚体上的两个力,使刚体平衡的必要与充分条件是:
这两个力大小相等
方向相反
作用线共线, 作用于同一个物体上
二力体:只在两个力作用下平衡的刚体
二力杆
思考:作用力与反作用力公理与二力平衡公理有什么区别?
①二力平衡公理:同一物体上的两个力
②作用力和反作用力定律:两个物体上的两个力
在受力分析中非常重要
§ 力的概念和性质
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公理3 加减平衡力系原理
B
A
B
A
在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用
§ 力的概念和性质
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推论:力的可传性(transmissibility of force)
对刚体来说,力作用三要素为:大小,方向,作用线
作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一点,而不改变该力对刚体的效应
如:在水平路上拉车或推车,会产生同样的效果。
§ 力的概念和性质