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 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。 。
（4）力偶的三要素。
①力偶矩的大小。
②力偶矩的转向。
③力偶的作用面,如图下图所示。
图1.21 力偶的作用面 图1.22
2.力偶矩
(1)力偶臂：力偶中两个力的作用线之间的距离
(2)力偶矩：力偶对刚体的转动效应，力偶中任何一个力的大小与力偶臂的乘积，加上适当的正负号。
力偶矩正负号规定：
若力偶有使物体逆时针旋转的趋势力偶矩取正号；反之，取负号
力偶的等效条件
作用在刚体内同一平面上的两个力偶相互等效的充要条件是二者的力偶矩代数值相等。
图1.23 力偶矩
4.平面力偶系的合成与平衡
（1）平面力偶系的合成：
平面力偶系合成的结果为作用于同一平面内的合力偶，合力偶矩等于诸力偶矩的代数和。
（2）平面力偶系的平衡条件
——合力偶矩等于零
平面力偶系平衡的必要和充分条件：力偶系中诸力偶矩的代数和等于零。
5.力的平移定理
可以把作用在刚体上点A的力F平行移到一点0，但必须附加一个力偶，这个附加力偶的矩等于原来的力F对新作用点0的矩。
图1.24 力的平移
（1）力的平移定理实施步骤及说明。
（2）力平移定理的应用。
图1.25 攻螺纹的受力情况
第四节 平面任意力系
1.4.1 平面任意力系的概念
在平面力系中，各力的作用线既不汇交于 一点，又不完全相互平行的力系称为平面任意力系
1.4.2 平面任意力系的平衡方程及其应用
1.平面任意力系的平衡条件及平衡方程
(1)平面任意力系的平衡条件:力系的主矢和对于任一点的主矩都等于
零。
(2)平面任意力系的平衡方程
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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