第一章 构件的静力分析
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构件的静力分析
第一节 静力学基本概念
1.力
（1）力的概念：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间的相互机械作用。
（2）力的特点：大小相等方向相反
2.力的三要素：力的大小、力的方向、力的作用点。
3.力的单位：N（KN）
力的图示法:
图1.1 力的图示法示例
5.力系的概念
（1）力系：作用在一个物体上的多个力称为力系。
（2）合力：如果一个力产生的效果跟两个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫做那两个力的合力。
（3）平衡力系：作用于刚体并使它保持力学平衡状态的力系。
1.1.2 静力学的基本公理
1.二力平衡公理
公理内容：作用于刚体上的两个力，使物体处于平衡状态的必要和充分条件是两力大小相等，方向相反且作用在同一直线上。
图1.2 二力平衡公理示例
2.加减平衡力系公理
（1）公理内容：在作用于刚体上的任一力系中，加上或减去任一平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。
（2）推论（力的可传性）。作用在刚体的力，可沿其作用线任意移动其作用点而保持它原来对刚体的作用效果。
?3.力的平行四边形公理
（1）公理内容：作用在物体上的两个力，可以合成一个合力，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表示。
（2）矢量表示。
（3）推论（三力平衡汇交定理）。当刚体受三个力作用而处于平衡时，若其中两个力的作用线汇交于一点，则第三个力的作用线必交于一点，且三个力的作用线在同一平面内。
（4）注意事项：汇交于同一点上的三个力并不一定平衡
图1.3 力的平行四边形公理示例
4.作用与反作用公理
（1）公理内容：作用力与反作用力总是同时存在，两力的大小相等方向相反，沿着同一直线分别作用在两个相互作用的物体上。
（2）公理示例。
（3）注意事项
图1.4 作用与反作用公理示例
1.1.3 约束和约束反力
1.约束
对物体运动起限制作用的其他物体称为约束物，简称约束。
2.约束力
约束对被约束物的力称为约束力。
3.约束和约束反力形成条件
（1）自由体。
（2）非自由体。
（3）约束。
（4）约束反作用力。
（5）主动力。
（6）约束反力。
2.常见约束类型
（1）柔性约束：柔软的绳索、链条等构成的约束（假设其不可伸长）称为柔性约束。
（2）光滑面约束：两物体的接触表面非常光滑，摩擦可忽略不计时，即属于光滑表面约束。约束力作用在接触点，方向沿接触表面的公法线并指向受力物体。
（3）圆柱形铰链约束。
（4）固定端约束。
1.1.4 物体受力分析和受力图
1.受力分析
2.受力图
3.画受力图的步骤
（1）确定研究对象。
（2）进行受力分析。
（3）画出作用在研究对象上的全部主动力和约束反力。
4.物体受力分析示例
（1）确定研究对象。
（2）进行受力分析。
（3）画出作用在研究对象上的全部主动力和约束反力。
（4）物体受力分析示例
（5）二力杆。
第二节 平面汇交力系
1.2.1 平面汇交力系合成的解析法
1.力在坐标轴上的投影（力的分解）
图1.13 力在坐标轴上的投影示例1
图1.14 力在坐标轴上的投影示例2 图1.15 合力投影定理示例3
2.合力投影定理
3.平面汇交力系合成的解析法
4.平面汇交力系合成的计算示例
5.平面汇交力系的平衡方程及其应用
图1.16 例1.3的图
第三节 力矩和力偶
1.3.1 力矩简述
力对物体的作用效果有时能使物体产生转 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 程
2.平面任意力系平衡方程的应用
图1.26 起重装置水平梁的受力
1.4.3 平面平行力系的平衡方程及其应用
1.平面平行力系的概念
各力的作用线在同一平面内并且互相平行的力系称为平面平行力系。
2.平面平行力系的平衡方程
3.平面平行力系平衡方程的应用
图1.27 平面平行力系
1.4.4 平面力系平衡问题的解法
（1）选取适当的研究对象，并画出其受力图。
（2）根据受力图上各力所构成的力系，列出相应的平衡方程，并求解未知量.
（3）在画受力图时，可以先假设未知力的指向，然后通过所求结果的正、负来判定该力的正确指向。
图1.28 折梯及其受力图
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