1.1 静力分析基础(课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（人民邮电版）

模块一 理论力学基础 静力分析基础 1.1 平面汇交力系 1.2 力矩与平面力偶系 1.3 平面任意力系 1.4 1.1 静力分析基础 一、基本概念 1、力的概念 力是物体间的相互机械作用。 力不能脱离物体而存在。 1.1 静力分析基础 一、基本概念 1、力的概念 力对物体的作用效果是由力的大小、方向和作用点所决定的，称为力的三要素。 1.1 静力分析基础 一、基本概念 2、刚体的概念 所谓刚体是指在受力状态下保持其几何形状和尺寸不变的物体。 3、平衡的概念 如果一个刚体受到几个力的作用而处于静止或匀速直线运动状态，那么称这个物体处于平衡状态 。 一般来说，静止或平衡总是相对地球而言的。 1.1 静力分析基础 二、静力学公理 1、二力平衡公理 刚体受两力作用而保持平衡状态的必要和充分条件是： 两力的大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上。 简述为： 等值、反向、共线 1.1 静力分析基础 二、静力学公理 1、二力平衡公理 在两个力作用下处于平衡状态的构件称为二力构件。 当构件呈杆状时，则称为二力杆。二力构件的受力特点是：所受的两力必然是等值、反向、共线。 如图所示的支架中，如不计自重，杆AB就是一个二力杆，在A、B两端所受的力必等值、反向、沿两力作用点的连线。 1.1 静力分析基础 二、静力学公理 1、二力平衡公理 二力构件示例 1.1 静力分析基础 二、静力学公理 2、公理二 加减平衡力系公理 在刚体的原有力系中，加上或减去任一平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应。 重要推论 ： 力的可传性原理—作用于刚体上的力可以沿其作用线移至刚体内任一点，而不改变原力对刚体的作用效应。 力的可传性原理只适用于刚体，对变形体不适用。 1.1 静力分析基础 二、静力学公理 3、公理三 力的平行四边形法则 作用于物体同一点的两个力可以合成为一个合力，合力也作用于该点，其大小和方向由以这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线所确定，即合力矢等于这两个分力矢的矢量和 。 力的平行四边形法则总结了最简单的力系简化规律，它是较复杂力系合成的主要依据。 1.1 静力分析基础 二、静力学公理 3、公理三 力的平行四边形法则 在求合力时，实际上只须作出力的平行四边形的一半，即一个三角形就行了。为了使图形清晰起见，通常把这个三角形画在力所作用的物体之外。 力的三角形法则 1.1 静力分析基础 二、静力学公理 3、公理三 力的平行四边形法则 力的分解是力的合成的逆运算，因此也是按平行四边形法则来进行的 工程实际中，通常是分解为方向互相垂直的两个分力。 例如，在进行直齿圆柱齿轮的受力分析时，常将齿面的法向正压力Fn分解为推动齿轮旋转的即沿齿轮分度圆圆周切线方向的分力 —圆周力Ft和指向轴心的压力—径向力Fr。若已知Fn与分度圆圆周切向所夹的压力角为，则有： 1.1 静力分析基础 二、静力学公理 推论： 运用公理二、公理三可以得到下面的推论 物体受三个力作用而平衡时，此三个力的作用线必汇交于一点。 此推论称为三力平衡汇交定理 1.1 静力分析基础 二、静力学公理 4、公理四 作用与反作用公理 两个物体间的作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反、作用线相同，并分别作用于这两个物体。 作用力和反作用力是分别作用于两个不同的物体上的，因此，决不能认为这两个力相互平衡，这与两力平衡公理中的两个力有着本质上的区别。 三、常见约束类型及其约束反力 凡是对物体运动起阻碍作用的周围物体，称为约束。 物体所受的力一般可分为主动力和约束反力 能够促使物体产生运动或运动趋势的力称为主动力。 当物体沿某一方向的运动受到约束限制时，约束必然对该物体有力的作用，这种力称为约束反作用力，简称约束反力。 1.1 静力分析基础 三、常见约束类型及其约束反力 1．柔体约束 由绳索、链条、传动带等形成的约束。这类约束只能承受拉力，不能承受压力 常用符号T和S表示约束反力。 1.1 静力分析基础 三、常见约束类型及其约束反力 2．光滑面约束 法向压力 （FN ）： 当两物体直接接触，并可忽略接触处的摩擦时，约束只能限制物体在接触点沿接触面的公法线方向约束物体的运动，不能限制物体沿接触面切线方向的运动，故约束反力必过接触点沿接触面法向并指向被约束体。 1.1 静力分析基础 三、常见约束类型及其约束反力 3．铰链约束 铰链是工程上常见的一种约束。 1.1 静力分析基础 三、常见约束类型及其约束反力 3．铰链约束 （1）固定铰支座 常用以将构件和基础连接 1.1 静力分析基础 三、常见约束类型及其