《工程静力学基础》课件

《工程静力学基础》ppt课件•静力学简介contents•静力学基本概念•静力学基本原理目录•受力分析•力系的简化和平衡•重心与形心01静力学简介静力学的定义静力学力的分布研究物体在力的作用下处于平物体上各点受到的力的大小和衡状态时力的分布和平衡条件方向的科学平衡状态平衡条件物体保持静止或做匀速直线运物体上所有力的合力为零，即动的状态合力矩为零静力学的重要性01工程实际中许多问题都需要用到静力学知识，如建筑结构、机械装置等02静力学是动力学的基础，是研究物体运动规律的前提03静力学为解决实际问题提供了基本的力学模型和计算方法静力学的历史与发展静力学起源于古代希腊的阿基米德等人的研究，主要研究物体01的浮力、杠杆平衡等问题17世纪，牛顿等科学家在经典力学体系中建立了静力学的基础02理论现代静力学与计算机技术、有限元方法等结合，广泛应用于工03程领域02静力学基本概念力、力矩和力系力矩力矩是力和力臂的乘积，描述了力力对物体转动效应的大小力臂是从转动轴到力的垂直距离力是物体之间的相互作用，是改变物体运动状态的原因在静力学中，只考虑物体间的平衡状态，因此只需考虑大小和方向力系由两个或多个力组成的系统根据力的作用线是否通过同一个点，可以分为汇交力系和任意力系约束与约束力约束约束是限制物体运动的装置根据约束的性质，可以分为柔性和刚性约束约束力约束对被约束物体的作用力约束力的方向和大小取决于约束的性质和被约束物体的运动状态平衡状态及平衡方程010203平衡状态平衡方程平衡方程的应用物体处于静止或匀速直线运动的在平衡状态下，物体所受的合力通过平衡方程可以求解未知的力状态为零，即∑F=0；或者对于平面和力矩，或者判断物体的运动状问题，也可以使用∑Fx=0和态是否可能∑Fy=003静力学基本原理二力平衡原理总结词二力平衡原理是静力学的基本原理之一，它表明作用在刚体上的两个力可以平衡，只要这两个力大小相等、方向相反且作用在同一条直线上详细描述二力平衡原理是静力学中最基本的原理之一它指出，如果一个刚体在两个大小相等、方向相反且作用在同一条直线上的力的作用下保持平衡，则这两个力是平衡力这个原理在分析静力学问题时非常重要，因为它可以帮助我们确定力的平衡状态力的平行四边形法则总结词详细描述力的平行四边形法则是静力学中描述力的合成与分解力的平行四边形法则是一个基本的几何原理，用于描的重要法则它表明，一个力可以分解为两个或多个述力的合成和分解根据这个法则，一个力可以分解分力，分力也可以合成一个合力为两个或多个分力，这些分力的大小和方向可以用一个平行四边形来表示同样地，多个力也可以合成一个合力，这个合力的大小和方向可以用同样的平行四边形来表示这个法则在解决静力学问题时非常有用，因为它可以帮助我们确定力的作用点和方向虚功原理总结词虚功原理是静力学中的重要原理之一，它表明在一个平衡系统中，外力所做的虚功总和为零详细描述虚功原理是分析静力学问题时的一个重要概念它指出，在一个平衡系统中，外力所做的虚功总和为零这是因为平衡系统的内力和为零，因此内力所做的虚功总和也为零这个原理可以帮助我们确定系统中的力和运动状态，特别是在分析复杂系统的平衡问题时非常有用04受力分析受力分析的方法和步骤方法隔离法、整体法、假设法步骤明确研究对象、将研究对象隔离出来、分析所有作用在研究对象上的力、画出受力图常见约束及约束力表示柔性约束光滑面约束固定端约束铰链约束如固定在基础上的物体，如门铰链、车轴等，约如绳索、链条、带等，如滑轮、轴承等，约束约束力大小不定，方向束力垂直于连接轴线，约束力沿绳索方向力沿接触面法线方向不定通过铰链中心受力分析实例010203例1例2例3一物块在水平面上受重力、一杆在端点受到垂直向下一滑轮组在竖直平面内转支持力和向右的拉力作用，的力作用，求杆内各点的动，求绳索上的拉力求摩擦力受力情况05力系的简化和平衡力系的合成与分解力的合成将两个或多个力合并为一个力的过程力的合成遵循平行四边形法则，即两个力合成时，以这两个力为邻边构成的平行四边形的对角线代表合力的大小和方向力的分解将一个力分解为两个或多个分力的过程力的分解方法有正交分解法和斜交分解法等正交分解法是将力分解为互相垂直的两个分量，便于分别进行计算力系的平衡条件与平衡方程平衡状态物体处于静止或匀速直线运动状态时，称为平衡状态在平衡状态下，物体受到的合力为零平衡方程根据平衡条件，可以建立平衡方程，用于求解未知量平衡方程有多种形式，如平面力的平衡方程、空间力的平衡方程等平面力系的平衡问题平面力系作用在物体上的力系，其各力作用线都位于同一平面内，称为平面力系常见的平面力系有平面汇交力系、平面平行力系和平面一般力系平面力系的平衡条件平面力系的平衡条件是合力为零，即所有力的矢量和为零平面力系的平衡方程根据平面力系的平衡条件，可以建立平面力系的平衡方程平面汇交力系的平衡方程是一个标量方程，而平面平行力系和平面一般力系的平衡方程是两个独立的标量方程06重心与形心重心的概念及计算方法重心一个物体的各部分所受重力的合力的作用点在地球上，物体的重心位置近似等于物体各部分所受重力的平均作用点计算方法对于形状规则、质量分布均匀的物体，重心可以通过几何方法和物理方法计算几何方法是根据物体的几何形状和尺寸，通过计算得到重心位置；物理方法则是将物体分成若干微小部分，然后根据各微小部分的质量和位置计算重心形心的概念及计算方法形心一个物体在平面或三维空间内的几何形状的中心点形心是物体形状的几何中心，与物体的质量分布无关计算方法对于形状规则的二维图形，形心可以通过几何方法计算，即取图形各顶点的坐标平均值；对于三维物体，形心可以通过组合多个二维形心的坐标得到重心与形心的应用实例平衡问题01在工程静力学中，重心和形心是解决平衡问题的关键例如，在桥梁、建筑等结构的稳定性分析中，需要计算结构的重心位置，以确保结构在受到外力作用时能够保持平衡振动分析02在机械振动分析中，重心和形心也是重要的概念通过计算和分析物体的重心和形心，可以了解物体的振动特性和稳定性，为设计提供依据材料力学03在材料力学中，重心和形心对于分析材料的应力和应变分布具有重要意义例如，在研究材料的弯曲、剪切等变形时，需要用到重心和形心的概念THANKS FORWATCHING感谢您的观看。