《工程力学》一般包括“静力学”和“材料力学”两部分,其中静力学是研究刚体在力系作用下的平衡问题。
刚体是指在力作用下不发生变形,是一个理想化的力学模型。力是物体间的相互机械作用,一般情况下,力因物体间的接触而产生,两个力及以上称为力系。平衡是指相对于惯性参考系保持静止或匀速直线运动状态。
静力学4个公理2个推论。
公理1:力的平行四边形法则(三角形法则,FR=F1+F2);
公理2:二力平衡原理(二力体,F1=-F2);
公理3:加减平衡力系原理
→推论1:刚体上力的可传性(力是滑动矢量,即力的作用点引申为作用线),
推论2:三力平衡汇交定理(三个平行的力相交于无穷远处);
公理4:作用和反作用定律。
自由体加上约束成为非自由体,有约束就产生约束反力(约束力),约束类型较多,工程上常见的约束类型及其约束力主要有:
(1)柔索约束:拉力;
(2)光滑接触面约束:沿公法线方向的支持力;
(3)光滑圆柱形铰链约束(铰接):通常分解为两垂直分力;
(4)固定铰支座:通常分解为两垂直分力;
(5)滑动铰支座(可动铰支座):垂直于支撑面的一个力;
(6)链杆约束:沿链杆方向的拉力或压力;
(7)向心轴承:通常分解为轴线法平面内的两垂直分力;
(8)球铰链:通常分解为过球铰中心的垂直的三个分力;
(9)固定端:平动约束+转动约束。
解决平衡问题的第一步是进行正确的受力分析,画受力图要注意的问题有:
(1)明确研究对象,并取脱离体(隔离体),不能带有约束;
(2)只画约束力、外力,不画内力;
(3)约束力要和所解除的约束相一致;
(4)同一系统各研究对象的受力图要相互协调,特别注意力的方向;
(5)正确判断二力杆,合理运用三力平衡汇交定理(超过三个力则不一定汇交;
(6)不要漏画力、多画力,不要画错力的方向。
课后作业题答案:
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