静力学
力矩
等效力系:对同一刚体产生相同作用效力的力系
平衡力系:对刚体不产生任何作用效应的力系
汇交力系:力作用线汇交于一点的力系
平行力系:力作用线彼此平行的力系
对点的力矩:矢量,Mo(F),M=r×F,服从矢量和法则(合力对任一点的矩矢等于各分力对同一点矩矢的矢量和)
对轴的力矩:代数量,Mz(F),服从代数和法则
对点的力矩的矢量解析:
对轴的力矩的两种计算方法:
二者联系:
对点的力矩是个合矢量,对轴的力矩是这个矢量的分量,即在该轴的投影
力偶
力偶:2个力等值、反向、不共线,只有转动效应
力偶既无合力,也不能和一个力等效或平衡,力偶只能与力偶等效或平衡(条件:力偶矩矢相等)
在作用平面内,力偶可以:旋转、平移,或者移到另一个平行平面,都是等效的
不可以,轴上还有一个向上的力,和F构成一个力偶
力偶臂:二力作用线之间的垂直距离
力偶矩矢:力偶对刚体转动效应的度量M=F·d,力偶矩矢垂直于力偶所在的平面
力对点之矩与力偶矩都是转动效应的度量,
力对点之矩与矩心有关,力偶矩与矩心无关。
约束
约束力的方向与限制物体运动的方向相反
1.柔索
绳索、 链条、皮带
沿着柔索,背向被约束物体
2.光滑接触面
法向约束力,支持力N
3.光滑圆柱状铰链
固定铰链:
方向径向,从接触点指向轴心,随载荷改变
活动铰链:
固定的下面装个轮子
连接铰链:
剪刀
4.光滑球铰链
方向径向,从接触点指向球心,随载荷改变
5.轴承
6.链杆
两端用光滑销钉连接且不考虑自身重量的构件称为链杆
平衡状态下+只有两端受力就成了二力杆:二力等值、反向、都沿杆方向
不是随便一个杆子都是二力杆!前提:要先是链杆
7.固定端
交汇力系
力的可传性原理:作用于刚体上的力,可以沿其作用线滑移, 而不改变对刚体的作用效应。
平衡:
几何法:
汇交力系的几何平衡条件是力多边形自行封闭。
解析法:
力的方向怎么画不要紧,根据算出来的正负判断
注意x,y,z轴是正方向,力是有正负的,符号一个也不能错
先向平面投影,再向轴投影
任意力系
力的平移定理:平移后=F’+F的力矩
M(F)=r×F
(力矩是转动轴!)
1.合成出来就是一个合力
2.合成出来是一个力偶
与化简中心位置无关原因:力偶矩矢(力偶)就是一个可以随便平移的量,当然和矩心无关
平面任意力系
向一点化简:化简成主矢和主矩
合力和主矢的关系:
合力和原力系等效,主矢和原力系里的力矢和等效
平衡的充要条件:
主矢=0 && 对任一点的主矩=0
空间任意力系
向一点化简:化简成主矢和主矩
静定与静不定问题
静定问题:未知量的数目= 独立平衡方程的数目
静定结构:仅由平衡方程即可确定全部未知力
静不定问题:未知量的数目> 独立平衡方程的数目
静不定结构:仅由平衡方程不能确定全部未知力
静不定度:未知力数与有效平衡方程数之差
未知数数量:A3个+B2个+C2个