静力学部分总结姓名:孟庆宇班级:15工9 学号:20150190218静力学是研究物体的受力分析与力系简化及平衡。
平面力系:1、平面汇交力系;2、平面力偶系;3、平面任意力系。
空间力系:1、空间汇交力系;2、空间力偶系;3、空间任意力系。
一、基本概念1、静力学;2、刚体;3、变形体;4、力;5、力系;6、等效力系;7平衡;8、平衡力系;9、平衡条件;10、平衡方程; 11、力系简化;12、合力;13分力;14、二力构件;15、自由体;16非自由体;17、约束;18、约束力;19主动力;20、被动力;21、施力体;22、受力体。
物体在受到力的作用后,产生的效应可以分为两种:(1)外效应也称为运动效应——使物体的运动状态发生改变;(2)内效应也称为变形效应——使物体的形状发生变化。
静力学研究物体的外效应。
材料力学主要研究力对物体的内效应。
23、平面力系;24、平面汇交力系;25、平面力对点的矩;26、平面力偶矩;27、平面任意力系;28、主矢;29、主矩;30、平面力系平衡条件;31、平面力系平衡方程;32、平面物体系统;33、平面物体系统的平衡;34、静定问题;35、超静定问题;36、平面桁架。
37、空间力系;38、空间汇交力系;39、空间力对点、对轴的矩;40、空间力偶矩;41、空间任意力系;42、主矢;43、主矩;43、空间力系平衡条件;44、空间力系平衡方程。
二、基本理论1、五大公理、两个推论及其应用。
2、工程中常见的八大约束类型及约束反力。
(1)光滑约束;(2)柔索约束;(3)圆柱销光滑铰链约束;(4)固定铰支座约束;(5)滚动支座约束;(6)球铰链约束;(7)止推轴承约束;(8)固定端约束。
3、力的投影定理及性质(平面、空间);4、力矩、力偶矩的定义及性质(平面、空间);5、合力投影定理及合力矩定理(平面、空间);6、力的平移定理;7、任意力系的四种简化结果 (平面、空间);(1) 0='RF 0≠O M ;(2) 0≠'R F 0=O M ;(3) 0≠'R F 0≠O M ; (4) 0='RF 0=O M 。
8、任意力系的平衡条件及平衡方程(平面、空间)。
平面任意力系空间任意力系 0,0,0=∑=∑=∑Z Y X ;0)(,0)(,0)(=∑=∑=∑F F F z y x M M M 。
三、基本方法1、几何法;2、解析法;3、平衡法;4、节点法;5、截面法。
四、典型题:P29 例2-1 ,P31 例2-2 ,P32 例2-3 ,P34 例2-4 ,P37 例2-5 ,P38 例2-6 ,P43 例2-7 ,P45-47 例2-8 ,例2-9 ,例2-10 。
习题2-1 ,2-6 ,2-14, 2-21 ,2-40 ,2-51 。
P81 例3-3 ,P84 例3-4 ,P87 例3-5 ,P88 例3-6 ,P94-97 例3-7 ,例3-9 。
五、解题步骤:任意力系的(平面、空间)。
(1)取研究对象;(2)画受力图;(3)建立坐标系;(4)列静力平衡方程; (5)解方程求未知力。
物体系统的解题步骤:(1)取研究对象(先取整体为研究对象或先取部分为研究对象); (2)画受力图; (3)列静力平衡方程;(4)再取(整体为研究对象或部分为研究对象);⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===∑∑∑000A y x M F F ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===∑∑∑000B A x M M F(5)再列静力平衡方程;(6)联立静力平衡方程求解未知力。
六、典型例题1典型例题2典型例题3梁的支承和荷载如图所示。
已知力F=2kN、力偶的矩M=1kN⋅ m和均布荷载的集度q=1kN/m、a=1m,求支座A和B处的约束反力。
典型例题4图示简支梁上作用有q均布荷载,F集中力和力偶矩M力偶,求支座A、D处的反力。
典型例题5图示梁上作用有q=10kN/m的均布荷载,F=60kN的集中力和力偶矩M=40kN⋅m的力偶,求支座A、B、D处的约束反力。
典型题6图示组合梁上受均布荷载q=1kN/m和力偶矩M=2kN·m的作用。
已知a=1m,求支座A、C处的反力。
运动学部分总结研究物体运动的几何性质。
( 运动方程、运动速度、运动加速度 )一、基本概念1、物体运动的几何性质;2、运动方程;3、运动轨迹;4、速度;5、加速度;6、刚体平动;7、刚体定轴转动;8、传动比;9、动点;10、牵连点; 11、动系;12、定系;13、绝对运动;14、相对运动;15、牵连运动;16、刚体平面运动;17、基点;18、瞬心。
(1)几何性质:①运动方程;②运动轨迹③速度;④加速度。
(2)速度:①绝对速度;②相对速度;③牵连速度;④角速度。
(3) 加速度:①绝对加速度;②相对加速度;③牵连加速度;④角加速度。
⑤曲线运动的绝对加速度;⑥曲线运动的相对加速度;⑦曲线运动的牵连加速度;⑧牵连运动是定轴转动时加速度。
(4) 刚体平动:①直线平动;②曲线平动。
第五章小结1、矢量法(1)矢径r ,运动方程 )(t r r = (2)速度 dtd r v =(3)加速度 22dt d dt d r v a == 2、直角坐标(1)运动方程 ⎪⎭⎪⎬⎫======t z t f z t y t f y t x t f x ()()()()()(321(2)速度 ⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫======z dt dzv y dt dy v x dt dx v z y x 222z y x v v v ++=v(3)加速度 ⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫======z dt zd a y dt y d a x dt x d a 22z 22y 22x222z y x a a a ++=a 第六章小结1.刚体的平动和定轴转动称为刚体的基本运动。
它不可分解,是刚体运动的最简单形态,刚体的复杂运动均可分解成若干基本运动的合成。
2.平动刚体上各点的轨迹形状相同。
同一瞬时刚体上各点的v 和a 相同。
因此可以用刚体上任一点的运动代表整体。
换言之,若知道平动刚体上某点的运动(v 、a 等),则其它各点均为已知。
3.刚体绕定轴转动(1)用角坐标ϕ确定定轴转动刚体的位置,因此其运动方程为:)()(t t f ϕϕ==(7-1)(2)运动的几何性质:ω,ε ϕω = (7-2)ϕωε == (7-3)(3)转动刚体上各点的速度分布(如图7-14)ωR v =(3)转动刚体上各点加速度分布(如图7-15)ετR a = (7-5) 2ωR a n = (7-6) n a a a +=τ (7-7) 4.传动比 122112R R i ==ωω (7-10) 122112z z n n i ==(7-11) 皮带轮(链轮)传动比: 122112r r i ==ωω (7-12)第七章小结1.基本概念①定坐标系(定系);②动坐标系(动系)和牵连运动;③动点及其绝对运动和相对运动; ④动点的绝对速度和绝对加速度; ⑤动点的相对速度和相对加速度; ⑥动点的科氏加速度;⑦牵连点及动点的牵连速度和牵连加速度。
概括为:两种坐标系(定系和动系)、两个点(动点和牵连点)、三个运动(绝对、相对和牵连运动)以及相应的速度和加速度。
2.定理①速度合成定理r e a v v v += ②加速度合成定理c r e a a a a a ++=;r e C v a ⨯=ω2; 其中,e ω为动系角速度,平动动系之0=e ω,所以 0=C a 。
3.解题步骤(1)选:①动点;②动系;③定系。
(2)析:①绝对运动;②相对运动;③牵连运动。
(3)画:①速度矢量图;②加速度矢量图。
(4)用:①定理;a 、速度合成定理;b 、加速度合成定理;②基点法;③瞬心法。
(5)解:第八章小结1.正确判断刚体的运动类型是否属于平面运动。
2.研究刚体平面运动的基本方法(1)分析法——建立运动方程式(详见§9-1) (2)运动分解法(见本章重点) 基点法和绕两平行轴转动的合成。
3.用基点法分解运动在平面图形上任取一点作为基点,建立平动动系,将平面图形的运动分解为跟随基点的平动(牵连运动)和相对于基点的定轴转动(相对运动)。
即:刚体的平面运动⇒平动(跟随基点)+转动(绕基点) 4.用基点法分析平面运动刚体上各点的速度 应用速度合成定理(见§8-2)。
选取基点,基点v v ≡e ——牵连运动为平动。
r e a v v v v v r +=+=基点 5.分析速度的另外两种方法(由基点法推论) (1)速度投影定理(§9-3.2) (2)瞬时速度中心法(§9-3.3)6.用基点法分析平面运动刚体上各点之加速度 (1)基点a a =e(2)平动动系:科氏加速度0≡C a (3)应用加速度合成定理: r a a a a +=基点 9.解题步骤(1)选:①动点;②动系;③定系。
(2)析:①绝对运动;②相对运动;③牵连运动。
(3)画:①速度矢量图;②加速度矢量图。
(4)用:①定理;a 、速度合成定理;b 、加速度合成定理;②基点法;③瞬心法。
(5)解: 典型习题1曲柄OA 绕固定轴O 转动,丁型杆ABC 沿水平方向往复平动,如图所示。
滑块A 可在丁型杆ABC 槽内滑动。
曲柄OA 以角速度为ω作匀速转动, 曲柄OA 长为r ,,图示位置φ=60°,试用点的速度、加速度合成定理,求丁型杆ABC 的速度和加速度。
典型习题2刨床的急回机构如图所示。
曲柄OA的一端A与滑块与铰链连接。
当曲柄OA以匀角速度ω绕固定轴O转动时,滑块在摇杆O1B上滑动,并带动杆O1B绕定轴O1摆动。
设曲柄长为OA=r,两轴间距离OO1=l。
求:曲柄在水平位置时摇杆的角速度典型习题3已知图示机构OD 杆以匀角速度ω作定轴转动,该瞬时转角︒=60ϕ,OD =L 。
(1)用速度瞬心法求滑块A 和B 的速度。
(2)用基点法求滑块A 的加速度。
典型习题4典型习题5机构如图,已知:OA=OO 1=O 1B=l ,当ϕ=90º时,O 和O 1B 在水平直线上,OA 的角速度为ω。
试求该瞬时:杆AB 中点M 的速度M v ;(2)杆O 1B 的角速度ωO1B 。
,求:,,,已知:AB B A v l AB v ωϕ=。