工程力學(xué)

　　靜力學(xué)的基本知識

　　1.力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)

　　2.力的單位：國際單位制：牛頓(N)千牛頓(kN)

　　3.公理1力的平行四邊形法則

　　作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力可合成一個(gè)合力，此合力也作用于該點(diǎn)，合力的大小和方向由以原兩力矢為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對角線來表示。

　　4.公理2二力平衡公理

　　作用于剛體上的兩個(gè)力，使剛體平衡的必要與充分條件是：

　　這兩個(gè)力大小相等|F1|=|F2|

　　方向相反F1=–F2

　　作用在同一直線上，

　　作用于同一個(gè)物體上。

　　5.公理3加減平衡力系原理

　　在已知力系上加上或減去任意一個(gè)平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用。

　　推論1：力的可傳性原理

　　作用于剛體上的力可沿其作用線移到同一剛體內(nèi)的任一點(diǎn)，而不改變該力對剛體的效應(yīng)。

　　6.公理4作用和反作用定律

　　等值、反向、共線、異體、且同時(shí)存在。

　　7.力矩與力偶

　　在力的作用下，物體將發(fā)生移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。力的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)用力矩來衡量，即力矩是衡量力轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的物理量。

　　討論力的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)時(shí)，主要關(guān)心力矩的大小與轉(zhuǎn)動(dòng)方向，而這些與力的大小、轉(zhuǎn)動(dòng)中心(矩心)的位置、動(dòng)中心到力作用線的垂直距離(力臂)有關(guān)。

　　力的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)——力矩M可由下式計(jì)算：

　　M=±FP·d

　　式中：FP是力的數(shù)值大小，d是力臂，逆時(shí)針轉(zhuǎn)取正號，常用單位是KN·m。集中力引起的力矩直接套用公式進(jìn)行計(jì)算;對于均布線荷載引起的力矩，先計(jì)算其合力，再套用公式進(jìn)行計(jì)算。

　　力矩的特性：

　　(1)力作用線過矩心，力矩為零;

　　(2)力沿作用線移動(dòng)，力矩不變。

　　合力矩定理

　　一個(gè)力對一點(diǎn)的力矩等于它的兩個(gè)分力對同一點(diǎn)之矩的代數(shù)和。

　　8.力偶和力偶矩

　　力偶——大小相等的二個(gè)反向平行力稱之為一個(gè)力偶。

　　力偶的作用效果是引起物體的轉(zhuǎn)動(dòng)，和力矩一樣，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)。

　　力偶的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)用力偶矩表示，它等于力偶中任何一個(gè)力的大小與力偶臂d的乘積，加上適當(dāng)?shù)恼��?fù)號，即式中：F是力的大小;d是力偶臂，是力偶中兩個(gè)力的作用線之間的距離;

　　逆時(shí)針為正，順時(shí)針為負(fù)。常用單位為KN·m。

　　力偶特性一：力偶的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)與轉(zhuǎn)動(dòng)中心的位置無關(guān)，所以力偶在作用平面內(nèi)可任意移動(dòng)。

　　力偶特性二：力偶的合力為零，所以力偶的效應(yīng)只能與轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)平衡，即只能與力偶或力矩平衡，而不能與一個(gè)力平衡。

　　9.約束和約束反力

　　(1)柔索：由柔軟的繩索、鏈條或皮帶構(gòu)成的約束

　　繩索類只能受拉，約束反力作用在接觸點(diǎn)，方向沿繩索背離物體。

　　約束力方向與所能限制的物體運(yùn)動(dòng)方向相反。

　　2)光滑支承面約束

　　約束反力作用在接觸點(diǎn)處，方向沿公法線，指向受力物體。

　　(3)光滑圓柱鉸鏈約束

　�、俟潭ㄣq支座 ②可動(dòng)鉸支座 ③固定端支座

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