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本课件为工程力学课程的绪论部分，依次讲解工程力学的研究对象与基本任务、工程力学中的力学模型与研究方法、静力学基本概念和物体的受力分析、静力学的基本概念，配合图示与例题演算，帮助掌握基本概念、计算方法及其工程应用。
第一章绪论
航空航天技术材料力学信息制造Aerospace新能源
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应用实例•卫星主承力筒与太阳帆板基板–模态响应–屈曲失稳–损伤容限–连接强度
应用实例•可膨胀展开大型空间结构–几何非线性–刚化与展开动力学–稳定性–防泄露–冲击
在我国，有关力学的生产实践活动更是源远流长。
早在春秋战国时代，人们已经知道怎样建造大型的建筑工程和水利工程。
万里长城
都江堰水利工程
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公元600年前后，出色的工匠李春利用石料耐压不耐拉的特性，主持建造了跨长37.37米，拱圈高为7.23米的拱桥，俗称赵州桥。
在国际桥梁史上，它的设计与工艺之新为当时世界之冠。
主拱上的小拱不仅便于排水，而且表明工匠李春对节省材料，减轻自身重量的效应已有清楚的认识。
7赵州桥
1056年用纯木结构建造的山西应县木塔
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世纪到20世纪以来，铁路、桥梁的发展以及钢铁和其他新材料的出现，向力学工作者提出了更广泛更深入的研究课题，使得力学的分工越来越细，出现了更多的以材料力学、结构力学、弹性力学和塑性力学为基础的固体力学分支，例如计算力学，断裂力学，疲劳，粘弹性力学，复合材料力学，实验固体力学等等。
而这些学科的发展反过来促进了宇宙飞行，石油勘探，喷气技术，大型水利工程等的一系列力学问题的解决。
构件和结构都是肉眼能分辨的，并且相对于地球静止或以速度远小于光速而运动的宏观物体---工程力学的研究对象§1-1工程力学的研究对象与基本任务
根据这种平衡条件，可以由作用在物体上的已知力求出未知力。
保证结构和构件正常工作的衡量标准：不发生破坏（屈服或断裂），即具有足够的强度。
发生的变形在工程允许的范围内，即具有足够的刚度。
不丧失原有形状下的平衡状态，即具有足够的稳定性。
§1-2工程力学中的力学模型与研究方法力学模型：工程力学的研究对象往往比较复杂，对其进行力学分析时，必须根据分析问题的性质，抓住其主要特征，忽略一些次要因素，对其进行合理的简化，科学地抽象出力学模型。
沈养中主编，《工程力学》（第一分册），高等教育出版社，2003范钦珊主编，《工程力学》，高等教育出版社，1989哈工大理论力学教研室编，《理论力学》第六版，高等教育出版社，2002赵九江，张少实，王春香主编，《新编材料力学》，哈尔滨工业大学出版社，2002主要参考书：
构件和结构都是肉眼能分辨的，并且相对于地球静止或以速度远小于光速而运动的宏观物体.2、工程力学有哪几个力学模型？
选取力学模型的原则是什么？
刚体，质点，质点系，变形体。
必须根据分析问题的性质，抓住其主要特征，忽略一些次要因素，对其进行合理的简化，
第二章静力学基本概念和物体的受力分析
§2-1静力学的基本概念静力学：研究物体的受力分析、力系的等效替换（或简化）、建立各种力系的平衡条件的科学.1、物体的受力分析：分析物体（包括物体系）受哪些力，每个力的作用位置和方向，并画出物体的受力图.2、力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系等效代替一个复杂力系.3、建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的平衡条件，并应用这些条件解决静力学实际问题
思考：
合力(合力的大小与方向)FR=F1+F2(矢量的和)亦可用力三角形求得合力矢静力学公理公理1力的平行四边形法则作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。
合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定，如图所示。
使刚体平衡的充分必要条件F1=−F2最简单力系的平衡条件公理2二力平衡条件作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。
作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为大小、方向和作用线.26公理3加减平衡力系原理在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。
推理1力的可传性作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。
推理2三力平衡汇交定理作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则此三力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。
公理4作用和反作用定律作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，等值、反向、共线，作用在相互作用的两个物体上.在画物体受力图时要注意此公理的应用
柔性体（受拉力平衡）刚化为刚体（仍平衡）反之不一定成立.公理5刚化原理变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，其平衡状态保持不变.刚体（受压平衡）柔性体（受压不能平衡）
思考：
工程中常见的约束1、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）
静力学的基本概念和受力分析光滑接触面约束
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光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故称为法向约束力，用FN表示
由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束柔索只能受拉力，又称张力.用FT表示
柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体.胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力
光滑铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、固定铰链支座等）（1）径向轴承（向心轴承）约束特点：轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔为约束.约束力：当不计摩擦时，轴与孔在接触处为光滑接触约束——法向约束力.约束力作用在接触处，沿径向指向轴心
当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小与方向均有改变.可用二个通过轴心的正交分力表示.Fx,FyFAyFAx
（2）光滑圆柱铰链约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成，如剪刀
光滑圆柱铰链约束
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（3）固定铰链支座约束特点：由上面构件1或2之一与地面或机架固定而成.约束力：与圆柱铰链相同以上三种约束（径向轴承、光滑圆柱铰链、固定铰链支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合问题，都可称作光滑圆柱铰链
其它类型约束（1）滚动支座约束特点：在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑辊轴而成.约束力：构件受到垂直于光滑面的约束力
(2)球铰链约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球心任意转动，但构件与球心不能有任何移动.约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题.约束力通过接触点,并指向球心,是一个不能预先确定的空间力.可用三个正交分力表示
（3）止推轴承约束特点：止推轴承比径向轴承多一个轴向的位移限制.约束力：比径向轴承多一个轴向的约束力，亦有三个正交.分力FAx,FAy,FAz
| 约束类型 | 约束力 |
|---|---|
| 光滑面约束 | 法向约束力 FN |
| 柔索约束 | 张力 FT |
| 光滑铰链 | 两个正交分力 FAx、FAy |
| 滚动支座 | 垂直于光滑面的约束力 FN |
| 球铰链 | 空间三个正交分力 |
| 止推轴承 | 空间三个正交分力，含轴向 FAz |
§2-3物体的受力分析和受力图在受力图上应画出所有力，主动力和约束力（被动力）画受力图步骤：1、取所要研究物体为研究对象（分离体），画出其简图2、画出所有主动力3、按约束性质画出所有约束（被动）力
例1解：画出简图画出主动力画出约束力碾子重为P，拉力为F，A、B处光滑接触，画出碾子的受力图
例2解：取屋架画出主动力画出约束力画出简图屋架受均布风力q（N/m），屋架重为P，画出屋架的受力图
例3解：取CD杆，其为二力构件，简称二力杆，其受力图如图(b)水平均质梁AB重为P1，电动机重为P2，不计杆CD的自重，画出杆CD和梁AB的受力图。
例3取AB梁，其受力图如图(c)若这样画，梁AB的受力图又如何改动?杆的受力图能否画为图（d）所示？
CD
例4不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱AB,CB的受力图与系统整体受力图.解：右拱CB为二力构件，其受力图如图（b）所示
例4系统整体受力图如图（d）所示取左拱AC,其受力图如图（c）所示
例4考虑到左拱AC三个力作用下平衡，也可按三力平衡汇交定理画出左拱AC的受力图，如图（e）所示此时整体受力图如图（f）所示
例4讨论：若左、右两拱都考虑自重，如何画出各受力图？
如图（g）（h）（i）
例5不计自重的梯子放在光滑水平地面上，画出梯子、梯子左右两部分与整个系统受力图.解：绳子受力图如图（b）所示
例5梯子左边部分受力图如图（c）所示梯子右边部分受力图如图（d）所示
例5整体受力图如图（e）所示提问：左右两部分梯子在A处，绳子对左右两部分梯子均有力作用，为什么在整体受力图没有画出？
思考：
静力学的基本概念和受力分析
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静力学的基本概念和受力分析
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本章小结：
本章作业：
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