第50期 《工程力学 · 静力学》“静力学公理和物体受力分析”重要知识点及课后作业题

我的一课2021-01-08 16:05:12

        《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。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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