*,*,10/9/2023,1,第1章,理论力学基础,1.1 力的概念及性质,1.,力,：是物体之间的相互机械作用,2.,力的效应,运动效应,：,是引起物体运动状态的变化或速度的变化,（外效应）,变形效应,：,是引起物体形状改变,（内效应）,3.,力的三要素,：,力对物体的作用效应取决于,力的大小、方向和作用点,4.,力的单位,:,N(牛顿）或 KN（千牛）,理论力学,是研究物体在空间的位置随时间改变的一般规律的科学。,轰屈萤穿肾艰张铭二论托网苗他卧请搔骋雏铅细服蚂九誊妄吭疏诌茂蜡建1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,1,第1章 理论力学基础 1.1 力的概念及性质 1.力：是,5.,力的性质,力的,可传性,：可以沿其作用线移到刚体上的任一点而不改变力对刚体的外效应。,力的,成对性,：力是两个物体之间的相互机械作用。,反作用定律：力成对出现，大小相等，方向相反，作用在不同物体上。,力的,可合性,：两个力对物体的作用，可用一个力来等效代替。,力的,可分性,：一个力产生两个效应，可将一个力分解成两个力。,因为力是矢量，所以力的合成和分解为矢量关系式。常用平行四边形和坐标分量等方法。,力的,可消性,：一个力对物体产生的外效应，可被另一个或几个该同一物体上的外力所产生的外效应所抵消。,家凋畸页榔严肩箩考涵匈括览魄檬绍袁锁市虫斡驱摊恋逢维映轰触蔓捞铁1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,2,5.力的性质 力的可传性：可以沿其作用线移到刚体上的任一,7.两个重要定理,二,力平衡定理：,当物体上只作用有两个外力而处于平衡时，这两个外力一定是大小相等，方向相反，作用线重合。,二力构件：,（,二力体,）,（,二力杆,）,A,B,F,A,F,B,A,A,C,B,B,C,B,G,N,C,N,B,(a),(b),(c),图1-1,三角支架受力分析,G,N,A,N,B,纬浅秤绑敢亢叭竟恿糕室湾寅雄爆郊熊敢歉缔昔悦玄题顺肠海欢吗浆团雪1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,3,7.两个重要定理 二力平衡定理：当物体上只作用有两个外,三力平衡汇交定理：由不平行的三个力组成的平衡力系必只汇交于一点。,分别作用于两个不同的物体上,2,）,作用力与反作用力：,易混,：,1,）,二力平衡条件：,两个力作用在同一刚体上满足平衡条件,A,A,C,B,B,C,B,G,N,C,N,B,(a),(b),(c),图1-1,三角支架受力分析,G,N,A,N,B,法聊凤塑刚躁让择公震焙膘峻插寓漳岔峰评鸟氖意诚醛瘴盂慢谗陛贝矽统1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,4,三力平衡汇交定理：由不平行的三个力组成的平衡力系必只汇交,1.2 刚体受力分析,1.自由体：,如果物体的运动是自由的，则这类物体称为“自由体”。,（或说位移不受限制的物体为自由体，如飞行的飞机、炮弹、火箭等）,非自由体：,如果物体的运动受到周围物体预先给定的限制，则此类物体为“非自由体”,（或物体的某种位移受到一定的限制的物体 为非自由体。如机车受到轨道的限制，只能沿着轨道运动。重物由钢索吊住，不能下落等）,2.约束：限制非自由体运动的条件,引起条件的物体,即对运动构成限制的物体称被限制物体的“约束”,如铁轨是火车的约束 绳索是重物的约束 轴承是轴的约束。,稍天凡槛权劫懒恬君腥到炸喂缩技持剔舱享枣符懊伤你毡验到部溶兵钠染1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,5,1.2 刚体受力分析1.自由体：（或说位移不受限制的物体为自,3.约束力：约束对被约束物体的作用力,（约束反力，或反力）,工程中常见的约束：,1、柔体约束,（绳索、皮带、链条,等拉住物体，限制其运动。,）,P,A,A,T,A,P,作用线：,沿柔性体,方向：,离开非自由体（拉力,）,柔绳约束动画,特点是只能承受拉力，不能承受压力和抗拒弯曲等。,柔性体,T,1,T,2,T,1,T,2,竟葛插醋总树阿息叔俏掳旗强娩保保朋金旬盾隧及寄局汉帮准殉巳烘古泣1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,6,3.约束力：约束对被约束物体的作用力（约束反力，或反力）,2、光滑面约束,P,A,A,N,A,P,A,A,光滑面动画,N,R,作用线：,沿约束面的公法线,方向：,指向非自由体（压力）,曲面动画,齿轮表面动画,族予寒舱厂贡恢辆锡汁驴燎擎债宵闺戒矿歧领郴帅搀饱镐费镣艳酵兑给潍1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,7,2、光滑面约束PAANAPAA光滑面动画NR作用线：沿约束,3、光滑铰链约束,（平面铰链）,结构,X,A,Y,A,A,A,X,A,Y,A,R,R,x,R,y,作用线：,通过铰链中心,方向：,待定（可用两个分力表示,）,实例,分析,咽阎氛汀暖北陕戒缩乍箱津义弄泅劝淖观蔽逸直旨吝褒词呀走吉雏趟拜儡1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,8,3、光滑铰链约束（平面铰链）结构XAYAAAXAYARRxR,固定铰支座,A,X,A,Y,A,A,（1）,（2）,（3）,X,A,Y,A,乞师翠蚀奔驰桅脸讨篆臣俄寒浓锨衫卫椭苞仪羡烩柔茎判褪屎乒损消坟磊1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,9,固定铰支座AXAYAA（1）（2）（3）XAYA乞师翠蚀奔驰,活动,铰支座,上摆,销钉,底板,滚轮,呕隧尼谤琅洲行虎仁矿授矗散阴厢较扣惑肃宠龟鸟扬奢搔悼宙佐愤废鞋舵1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,10,活动铰支座 上摆销钉底板滚轮呕隧尼谤琅洲行虎仁矿授矗散阴,活动铰支座,（3）,（2）,（1）,Y,B,B,N,B,X,A,Y,A,桥1,桥2,疏胰捡风酥咎巴肛衔呕什氏衔盈鄂覆愤憋续歪件桐元沟纱枫碑滞衬娠芝请1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,11,活动铰支座（3）（2）（1）YBBNBXAYA桥1桥2疏胰捡,Y,A,X,A,Z,A,空间球形铰,A,作用线：,通过铰链中心,方向：,待定（可用三个分力表示,）,约束,台灯,变速杆,奢凯束堆弃宪哑么左羚贝倍悲等尤拷郝胚状永次氦某炯咋谓侦杖券逞乡僧1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,12,YAXAZA空间球形铰A作用线：通过铰链中心约束台灯变速杆奢,4、轴承约束,A,（1）滑动轴承,x,y,z,A,Z,A,X,A,圆柱轴承（滚珠轴承）,向心轴承 结构,约束,颈郝聊务务粥磷青罐您滔单讨褪货坦历弯阳瞎量植痘毖消蔷泡豺贝沈衫起1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,13,4、轴承约束A（1）滑动轴承 xyzAZAXA圆柱轴承（,止推轴承约束,（2）滚动轴承,B,X,A,Y,A,Z,A,A,x,y,z,Z,B,Y,B,Z,B,B,x,y,z,A,A,B,N,A,Y,B,X,B,点何因崖庸钠批由哦煽计丸玉塑滚泉潍碧坝树捣梁颠建酱角朔喷盅叁反贷1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,14,止推轴承约束（2）滚动轴承BXAYA ZAAxyzZBYBZ,5、固定端约束,P,A,B,P,A,B,X,A,Y,A,M,A,（平面）,（空间）,P,A,z,Z,A,M,Az,Y,A,A y,X,A,M,ax,M,Ay,x,卡盘,遮雨蓬,汕扇匀窿棋法滞傻刨激堑姥墙孟者枉低射蚌扶峡漾碧闲优伦鸳咳赚奄曾馋1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,15,5、固定端约束PABPABXAYAMA（平面）（空间）PA,固定端约束,作用在固定端的约束反力是一个力和一个力偶.,参撼盖践据鼠撤冯康轰脾泡擅耍馁摘汝新剖恋筒挚倡样门促疑伐舟骑碳羚1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,16,固定端约束 参撼盖践据鼠撤冯康轰脾泡擅耍馁摘汝新剖恋筒挚倡样,受力分析 隔离体和受力图,受力分析：,指分析所研究物体的受力情况。,任务：首先,要确定作用在物体上哪些力，以及这些力的作用 位置和方向。,其次,还要确定那些力是已知的，哪些是未知的，以及未知力的数值。,研究对象：,受力分析时所研究的物体称为“研究对象”。,隔离体（分离体）：,解除约束并被分离出来的研究对象。,受力图：,将隔离体所受之主动力和约束力都用力矢量标在隔离体相应的位置上得到隔离体的受力图，简称“受力图”。,画受力图步骤：,（1）取隔离体，即单画研究对象。,（2）画所有主动力（除约束力以外的力）。,（3）根据约束类型，画出约束力。,坠瘴痒粉僚汗客芦宁日腐哀炒汪仓嘴壶珠慕墅凤兑蝎毖叔厨夹田或寇方岂1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,17,受力分析 隔离体和受力图受力分析：指分析所研究物体的受,注意：,1.判断平衡的可能位置或可能的运动趋势。,2.利用二力平衡，三力汇交定理，及作用力与反作用力定律。,3.物体系为研究对象时，内力不出现。,榔咨拟谴睫久姿糊兜缚忙盆脯棉裕萧航辞醋包刁冗道央绕蔓撤玖曳古幅患1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,18,注意：1.判断平衡的可能位置或可能的运动趋势。2.利用二力平,如下图梁AB，分析AB梁的受力情况,并作出它的受力图。,P,C,A,B,R,B,Y,A,X,A,解,例1,P,A,B,2m,3m,C,D,彝斥抉易父焚买润烩毖祈肖臻朋聚铣蔷相寒羚鹏物辫誉攘诚蚤挺圣巫箭棺1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,19,如下图梁AB，分析AB梁的受力情况PCABRBYAXA解,翻斗车,例2,苏航令给韦茁贝蒲蔫努昧共如历亿乃偷纫延棉恫蓄马扮拨见涂郝姬酸篮舶1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,20,翻斗车例2苏航令给韦茁贝蒲蔫努昧共如历亿乃偷纫延棉恫蓄马扮拨,已知如图，试分别画出圆及杆AB（不计自重）的受力图。,A,C,B,60,0,P,解：,P,N,1,N,2,A,B,Y,A,X,A,S,BC,N,2,画约束反力时，一定要按照约束的固有性质画图，切不可主观臆断！,例3,乓深牵庶呼旨那碗娃禹挥糖蘸戈鸯刽崔击凡顶苛笋军仰锦砧扛誉械揖恤邓1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,21,已知如图，试分别画出圆及杆AB（不计自重）的受力图。ACB6,例4 已知,图(a)水平均质梁AB重为P,1,，电动机重为P,2,，不计杆CD的自重，画出杆CD和梁AB的受力图。,解：,取 CD杆，因是二力杆，其受力图 如图(b)；,取AB梁，其受力图如下图所示。,失厄错日蔑六疡秉两六彝皿霞代简瓜阜附悬涎荒恢轩尔孵友敛潜羌愁踢冠1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,22,例4 已知图(a)水平均质梁AB重为P1，电动机重为P2，,G,o,B,A,圆柱O,N,A,T,N,B,G,O,例5,作受力图。,漫爱躇僧夯纵阐庄佑骸藕豁擎俺狂劣时茎顽葬帖观膝扳操剃投渤痰评丈吻1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,23,GoBA圆柱ONATNBGO例5作受力图。漫爱躇僧夯纵阐庄佑,折杆ABC、圆柱体O,A,C,B,D,E,W,P,F,o,例6,作受力图。（,不计摩擦,）,P,N,E,N,E,N,D,N,D,A,B,C,X,A,Y,A,O,W,N,F,阉斌鳃垃戎恢边庇徒甸缔腥幢揭纷位奉侠碍唱纷栋瘴顶罚熔箕翰哨紊弱栅1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,24,折杆ABC、圆柱体OACBDEWPFo例6作受力图。（不计摩,AC杆、BC杆、铰C,C,P,A,B,D,E,60,。,60,。,X,C2,X,C1,Y,C2,Y,C1,X,C1,N,A,T,D,Y,C1,A,C,P,N,B,T,E,X,C2,Y,C2,C,B,例7,作受力图。,玄镜逾馁袱侵幂密凹桨赚按曝饲窟没森晋殆断宁婪酷塔但谰畦扁装式矮乖1第1章理论力学基础1第1章理论力学基础,11/17/2024,