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1、1 1、注意听讲、注意听讲、注意听讲、注意听讲学习愉快！学习愉快！学习愉快！学习愉快！2 2、认真做作业、认真做作业、认真做作业、认真做作业工程力学课程要求工程力学课程要求工程力学课程要求工程力学课程要求工程力学引言工程力学引言工程力学引言工程力学引言力：物体间相互的机械作用。力：物体间相互的机械作用。力：物体间相互的机械作用。力：物体间相互的机械作用。力的三力的三力的三力的三要素：大小、方向、作用点。力是矢量。要素：大小、方向、作用点。力是矢量。要素：大小、方向、作用点。力是矢量。要素：大小、方向、作用点。力是矢量。力的作用效果：力的作用效果：力的作用效果：力的作用效果：1 1、运动效应；、
2、运动效应；、运动效应；、运动效应；2 2、变形效应；、变形效应；、变形效应；、变形效应；一、工程力学基本概念一、工程力学基本概念一、工程力学基本概念一、工程力学基本概念静力学；静力学；静力学；静力学；材料力学；材料力学；材料力学；材料力学；二、工程力学基本内容二、工程力学基本内容二、工程力学基本内容二、工程力学基本内容三、工程力学三、工程力学三、工程力学三、工程力学 1 1、静力学；、静力学；、静力学；、静力学；的的的的研究对象：研究对象：研究对象：研究对象：2 2、材料力学、材料力学、材料力学、材料力学四、工程力学的研究目标：四、工程力学的研究目标：四、工程力学的研究目标：四、工程力学的研究
3、目标：1 1、平衡问题分析；、平衡问题分析；、平衡问题分析；、平衡问题分析；2 2、结构的强度、刚度、结构的强度、刚度、结构的强度、刚度、结构的强度、刚度、稳定性分析稳定性分析稳定性分析稳定性分析刚体：受力不变形的物体。刚体：受力不变形的物体。刚体：受力不变形的物体。刚体：受力不变形的物体。刚体；刚体；刚体；刚体；变形体变形体变形体变形体杆件；杆件；杆件；杆件；静力学的研究内容静力学的研究内容静力学的研究内容静力学的研究内容静力学三个学习目标：静力学三个学习目标：静力学三个学习目标：静力学三个学习目标：1 1、物体的受力分析、物体的受力分析、物体的受力分析、物体的受力分析2 2、力系的等效替换
4、（或简化）、力系的等效替换（或简化）、力系的等效替换（或简化）、力系的等效替换（或简化）3 3、建立各种力系的平衡条件、建立各种力系的平衡条件、建立各种力系的平衡条件、建立各种力系的平衡条件力系力系力系力系:一群力一群力一群力一群力平衡；平衡条件；平衡方程平衡；平衡条件；平衡方程平衡；平衡条件；平衡方程平衡；平衡条件；平衡方程第一章第一章第一章第一章 静力学基本概念和物体的受力分析静力学基本概念和物体的受力分析静力学基本概念和物体的受力分析静力学基本概念和物体的受力分析1 11 1 静力学基本概念静力学基本概念静力学基本概念静力学基本概念公理、力的平行四边形法则公理、力的平行四边形法则公理、力
5、的平行四边形法则公理、力的平行四边形法则1 1、刚体；平衡；力；力的作用效应；力的三要素；、刚体；平衡；力；力的作用效应；力的三要素；、刚体；平衡；力；力的作用效应；力的三要素；、刚体；平衡；力；力的作用效应；力的三要素；力的分类；力系；力系的分类力的分类；力系；力系的分类力的分类；力系；力系的分类力的分类；力系；力系的分类公理公理公理公理 二力平衡条件二力平衡条件二力平衡条件二力平衡条件 二力构件：二力构件：二力构件：二力构件：刚体受二力作用而平衡的充要条件刚体受二力作用而平衡的充要条件刚体受二力作用而平衡的充要条件刚体受二力作用而平衡的充要条件是：等值、反向、共线是：等值、反向、共线是：等
6、值、反向、共线是：等值、反向、共线 。公理公理公理公理 作用和反作用定律作用和反作用定律作用和反作用定律作用和反作用定律作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，等值、反向、共线、异体（作用在相互作用的等值、反向、共线、异体（作用在相互作用的等值、反向、共线、异体（作用在相互作用的等值、反向、共线、异体（作用在相互作用的两个不同物体上）。两个不同物体上）。两个不同物体上）。两个不同物体上）。在画物体受力图时要注意此公理的应用。在画物体受力图时要注意此公理的应用。在画物体受力图时
7、要注意此公理的应用。在画物体受力图时要注意此公理的应用。约束：对非自由体的位移起限制作用的物体。约束：对非自由体的位移起限制作用的物体。约束：对非自由体的位移起限制作用的物体。约束：对非自由体的位移起限制作用的物体。约束力：约束对非自由体的作用力。约束力：约束对非自由体的作用力。约束力：约束对非自由体的作用力。约束力：约束对非自由体的作用力。约约约约束束束束力力力力大小大小大小大小待定待定待定待定方向方向方向方向与该约束所能阻碍的位移方向相反与该约束所能阻碍的位移方向相反与该约束所能阻碍的位移方向相反与该约束所能阻碍的位移方向相反作用点作用点作用点作用点接触处接触处接触处接触处1 12 2 约
8、束和约束力约束和约束力约束和约束力约束和约束力1 1 、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束柔柔柔柔索只能受拉力，又称张力。用索只能受拉力，又称张力。用索只能受拉力，又称张力。用索只能受拉力，又称张力。用 表示。表示。表示。表示。工程常见的约束工程常见的约束工程常见的约束工程常见的约束胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力。胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力。胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力。胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力。2 2、具有光滑接触面（线、点）
9、的约束（光滑接触约束）、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）作用点：在接触处；作用点：在接触处；作用点：在接触处；作用点：在接触处；作用方向：沿接触处的公法线并指向受力物体；作用方向：沿接触处的公法线并指向受力物体；作用方向：沿接触处的公法线并指向受力物体；作用方向：沿接触处的公法线并指向受力物体；故称为法向约束力，用故称为法向约束力，用故称为法向约束力，用故称为法向约束力，用 表示。表示。表示。表示。3 3、光滑铰链约束、光滑铰链约束、光滑铰链约束、光滑铰链约束径向轴承、圆柱铰链、固定径
10、向轴承、圆柱铰链、固定径向轴承、圆柱铰链、固定径向轴承、圆柱铰链、固定铰链支座等）铰链支座等）铰链支座等）铰链支座等）（1 1）、径向轴承（向心轴承）、径向轴承（向心轴承）、径向轴承（向心轴承）、径向轴承（向心轴承）约束特点：约束特点：约束特点：约束特点：轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔为约束。为约束。为约束。为约束。约束力：约束力：约束力：约束力：本质为光滑接触约束本质为光滑接触约束本质为光滑接触约束本质为光滑接触约束法向约束力。法向约束力。法向约束力。法向约束力。约束力作用点：接触点；约
11、束力作用点：接触点；约束力作用点：接触点；约束力作用点：接触点；作用线：垂直接触面，指向轴心。作用线：垂直接触面，指向轴心。作用线：垂直接触面，指向轴心。作用线：垂直接触面，指向轴心。当当当当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小与方向均不确定。与方向均不确定。与方向均不确定。与方向均不确定。可用二个可用二个可用二个可用二个通过轴心通过轴心通过轴心通过轴心的正交分力的正交分力的正交分力的正交分力 表示。表示。表示。表示。（2 2）、光滑圆柱铰链光滑圆柱铰链光滑圆柱铰
12、链光滑圆柱铰链约束特点：由两个带孔的构件及圆柱销钉组成，如剪刀约束特点：由两个带孔的构件及圆柱销钉组成，如剪刀约束特点：由两个带孔的构件及圆柱销钉组成，如剪刀约束特点：由两个带孔的构件及圆柱销钉组成，如剪刀约束力作用点：接触点；约束力作用点：接触点；约束力作用点：接触点；约束力作用点：接触点；作用线：垂直接触面，指向轴心。作用线：垂直接触面，指向轴心。作用线：垂直接触面，指向轴心。作用线：垂直接触面，指向轴心。当当当当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小与方向均不
13、确定。与方向均不确定。与方向均不确定。与方向均不确定。可用二个可用二个可用二个可用二个通过轴心通过轴心通过轴心通过轴心的正交分力的正交分力的正交分力的正交分力 表示。表示。表示。表示。（3 3）、固定铰链支座固定铰链支座固定铰链支座固定铰链支座约束特点：约束特点：约束特点：约束特点：由上面构件由上面构件由上面构件由上面构件1 1或或或或2 2 之一与地面或机架固定而成。之一与地面或机架固定而成。之一与地面或机架固定而成。之一与地面或机架固定而成。约束力：与圆柱铰链相同约束力：与圆柱铰链相同约束力：与圆柱铰链相同约束力：与圆柱铰链相同以上三种约束（经向轴承、光滑圆柱铰链、固定以上三种约束（经向轴
14、承、光滑圆柱铰链、固定以上三种约束（经向轴承、光滑圆柱铰链、固定以上三种约束（经向轴承、光滑圆柱铰链、固定铰链支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合铰链支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合铰链支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合铰链支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合问题，都可称作光滑圆柱铰链。问题，都可称作光滑圆柱铰链。问题，都可称作光滑圆柱铰链。问题，都可称作光滑圆柱铰链。4 4、其它类型约束、其它类型约束、其它类型约束、其它类型约束（1 1）、滚动支座）、滚动支座）、滚动支座）、滚动支座约束特点：约束特点：约束特点：约束特点：在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑在上述固定铰支
15、座与光滑固定平面之间装有光滑在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑辊轴而成。辊轴而成。辊轴而成。辊轴而成。约束力：约束力：约束力：约束力：构件受到构件受到构件受到构件受到光滑面的约束力。光滑面的约束力。光滑面的约束力。光滑面的约束力。(2)(2)、球铰链球铰链球铰链球铰链约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球心任意转动，但构件与球心不能有任何移动。心任意转动，但构件与球心不能有任何移动。心任意转动，但构件
16、与球心不能有任何移动。心任意转动，但构件与球心不能有任何移动。约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题。约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题。约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题。约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题。约束力通过接触点，并指向球心，是一个不能预先确约束力通过接触点，并指向球心，是一个不能预先确约束力通过接触点，并指向球心，是一个不能预先确约束力通过接触点，并指向球心，是一个不能预先确定的空间力。可用三个正交分力表示。定的空间力。可用三个正交分力表示。定的空间力。可用三个正交分力表示。定的空间力。可用三个正交分力表示。（3 3）、）、）、）、止
17、推轴承止推轴承止推轴承止推轴承约束特点：约束特点：约束特点：约束特点：止推轴承比径向轴承多一个止推轴承比径向轴承多一个止推轴承比径向轴承多一个止推轴承比径向轴承多一个轴向的位移限制。轴向的位移限制。轴向的位移限制。轴向的位移限制。约束力：比径向轴承多一个轴向的约束反力，亦有三约束力：比径向轴承多一个轴向的约束反力，亦有三约束力：比径向轴承多一个轴向的约束反力，亦有三约束力：比径向轴承多一个轴向的约束反力，亦有三个正交分力个正交分力个正交分力个正交分力 。（2 2）光滑面约束）光滑面约束）光滑面约束）光滑面约束法向约束力法向约束力法向约束力法向约束力（1 1）柔索约束）柔索约束）柔索约束）柔索约束张力张力张力张力（3 3）光滑铰链）光滑铰链）光滑铰链）光滑铰链球铰链球铰链球铰链球铰链空间三正交分力空间三正交分力空间三正交分力空间三正交分力止推轴承止推轴承止推轴承止推轴承空间三正交分力空间三正交分力空间三正交分力空间三正交分力（4 4）滚动支座）滚动支座）滚动支座）滚动支座 光滑面光滑面光滑面光滑面