1、 11 靜力學公理靜力學公理 12 匯交力系與力偶系匯交力系與力偶系 13 約束與約束力約束與約束力 14 物體的受力分析物體的受力分析第一章第一章 靜力學基礎靜力學基礎約束力：約束力：約束給被約束物體的力叫約束力。 1-3 1-3 約束與約束力約束與約束力一、概念一、概念自由體：自由體：位移不受限制的物體叫自由體。非自由體：非自由體：位移受限制的物體叫非自由體。約束：約束：對非自由體的某些位移預先施加的限制條件稱為約束。 （這里，約束是名詞，而不是動詞的約束。）（這里，約束是名詞，而不是動詞的約束。）大小常常是未知的；方向總是與約束限制的物體的位移方向相反；作用點在物體與約束相接觸的那一點。

2、約束力特點：約束力特點：GGN1N2繩索類只能受拉只能受拉，所以它們的約束力是作用在接觸點作用在接觸點，方向沿繩索背離物體沿繩索背離物體。二、約束類型和確定約束力方向的方法：二、約束類型和確定約束力方向的方法：1.由柔軟的繩索、鏈條或皮帶構成的約束由柔軟的繩索、鏈條或皮帶構成的約束PPT皮帶與皮帶輪柔索只能受拉力，用柔索只能受拉力，用FT表示表示2.光滑接觸面的約束光滑接觸面的約束 ( (光滑指摩擦不計光滑指摩擦不計) )約束力：作用在接觸點處作用在接觸點處，方向沿公法線，指向受力物體。沿公法線，指向受力物體。稱為法向約束力，用稱為法向約束力，用FN 表示表示PNNP3.光滑圓柱鉸鏈約束光滑圓

3、柱鉸鏈約束類型：類型：圓柱鉸鏈圓柱鉸鏈固定鉸支座固定鉸支座活動鉸支座（輥軸支座）活動鉸支座（輥軸支座） 生活中：剪刀生活中：剪刀圓柱鉸鏈圓柱鉸鏈固定鉸支座固定鉸支座活動鉸支座（輥軸支座）活動鉸支座（輥軸支座）工程實例工程實例約束力特點：約束力特點：A當外界載荷不同時，接觸點會變，則約束力的大小與方向均有改變當外界載荷不同時，接觸點會變，則約束力的大小與方向均有改變可用二個通過軸心的正交分力可用二個通過軸心的正交分力 表示表示yxFF,光滑圓柱鉸鏈：光滑圓柱鉸鏈：可用兩個正交分力表示可用兩個正交分力表示其中有作用反作用關系其中有作用反作用關系 ,cxcxcycyFFFF 一般不必分析銷釘受力，當

4、要一般不必分析銷釘受力，當要分析時，必須把銷釘單獨取出分析時，必須把銷釘單獨取出固定鉸支座固定鉸支座固定鉸支座簡圖活動鉸支座（輥軸支座）N的實際方向也的實際方向也可以向下可以向下活動鉸支座（輥軸支座）4. 二二 力力 桿桿 解決力學問題時，首先要選定需要進行研究的物體，即選擇研究對象；然后根據已知條件，約束類型并結合基本概念和公理分析它的受力情況，這個過程稱為物體的受力分析受力分析。 作用在物體上的力有：一類是:主動力,如重力,風力,氣體 壓力等。 二類是：被動力，即約束力。 14 物體的受力分析物體的受力分析 一、一、受力分析受力分析工程結構進行受力分析的工程結構進行受力分析的步驟步驟： 根

5、據問題的需要，選定其中的某個構件或某幾個構根據問題的需要，選定其中的某個構件或某幾個構件的組合體作為研究對象，把它從整體中分離出來，畫出件的組合體作為研究對象，把它從整體中分離出來，畫出其簡圖，稱為取其簡圖，稱為取分離體分離體； 其次畫上已知的主動力；其次畫上已知的主動力； 最后逐個解除約束，代之相應的約束力，便得到表最后逐個解除約束，代之相應的約束力，便得到表示物體受力的簡圖，稱為示物體受力的簡圖，稱為受力圖受力圖。二二. .受力圖受力圖例例1 1解：畫出簡圖解：畫出簡圖畫出主動力畫出主動力畫出約束力畫出約束力碾子重為碾子重為 ，拉力為，拉力為 ， 、 處光滑處光滑接觸，畫出碾子的受力圖接觸

6、，畫出碾子的受力圖FABP例例2 2 解解：取屋架畫出主動力畫出約束力畫出簡圖屋架受均布風力 （N/m）， 屋架重為 ，畫出屋架的受力圖qP例例3 3 解：取 桿，其為二力構件，簡稱二力桿，其受力圖如圖(b)CD水平均質梁 重為 ，電動機重為 ，不計桿 的自重，畫出桿 和梁 的受力圖。2PABCDCDAB1P取 梁，其受力圖如圖 (c)AB若這樣畫，梁 的受力圖又如何改動?AB 桿的受力圖能否畫為圖（d）所示？CD試問：試問：例例4 4 不計三鉸拱橋的自重與摩擦，畫出左、右拱 的受力圖與系統整體受力圖CBAB,解：右拱 為二力構件，其受力圖如圖（b）所示CB系統整體受力圖如圖系統整體受力圖如圖

7、（d d）所示）所示取左拱取左拱 , ,其受力圖如圖其受力圖如圖（c c）所示）所示AC考慮到左拱考慮到左拱 三個力作用下三個力作用下平衡，也可按三力平衡匯交定平衡，也可按三力平衡匯交定理畫出左拱理畫出左拱 的受力圖，如的受力圖，如圖（圖（e e）所示）所示ACAC此時整體受力圖如圖（此時整體受力圖如圖（f f）所示所示對比對比討論：若左、右兩拱都考慮自討論：若左、右兩拱都考慮自重，如何畫出各受力圖？重，如何畫出各受力圖？如圖如圖（g g） （h h）（i i）例例5 5不計自重的梯子放在光滑水平地不計自重的梯子放在光滑水平地面上，畫出梯子、梯子左右兩部面上，畫出梯子、梯子左右兩部分與整個系統

8、受力圖分與整個系統受力圖解解：繩子受力圖如圖（繩子受力圖如圖（b b）所示）所示梯子左邊部分受力圖梯子左邊部分受力圖如圖（如圖（c c）所示）所示梯子右邊部分受力圖梯子右邊部分受力圖如圖（如圖（d d）所示）所示整體受力圖如圖（整體受力圖如圖（e e）所示）所示提問：提問：左右兩部分梯子在左右兩部分梯子在A A處、處、繩子對左右兩部分梯子均繩子對左右兩部分梯子均有力作用，為什么在整體有力作用，為什么在整體受力圖沒有畫出？受力圖沒有畫出？例例6 6 尖點問題應去掉約束應去掉約束應去掉約束應去掉約束力偶不能與一個力等效，力偶不能與一個力平衡。力偶不能與一個力等效，力偶不能與一個力平衡。例例7 7

9、關于力偶 三三.畫受力圖應注意的問題畫受力圖應注意的問題除重力、電磁力外，物體之間只有通只有通過接觸過接觸才有相互機械作用力。b.不要多畫力不要多畫力a.不要漏畫力不要漏畫力對于受力體所受的每一個力，都應能明確地指出它是哪一個施力體施力體施加的。約束力的方向方向必須嚴格地按照約束的類型約束的類型來畫，不能單憑直觀或根據主動力的方向來簡單推想。c.不要畫錯力的方向不要畫錯力的方向d.受力圖上不能再帶約束受力圖上不能再帶約束。 即受力圖一定要畫在分離體上。e.受力圖上只畫外力，不畫內力。受力圖上只畫外力，不畫內力。整體、局部或單個物體的受力圖上要保持一致。 f.同一系統各研究對象的受力圖必須整體與局部一致，相同一系統各研究對象的受力圖必須整體與局部一致，相 互協調，不能相互矛盾。互協調，不能相互矛盾。