刚体（受压平衡）
柔性体（受压不能平衡）
变形体在某力系作用下平衡,若将其刚化成刚体， 平衡状态保持不变。
2021/2/11
12
静力学公理总结
公理1 二力平衡公理 公理2 加减平衡力系公理
推论 力的可传性 公理3 力的平行四边形法则
推论 三力平衡汇交定理 公理4 作用和反作用定律 公理5 刚化原理
2021/2/11
结
力是滑动矢量（或滑移矢量）,作用于刚体
论
上力的三要素:力的大小、方向和作用线。
2021/2/11
8
静力学公理
公理3 力的平行四边形法则
结
论
FR F1F2 公理3是复杂力系简化的基础。
(矢量和)
2021/2/11
9
静力学公理
推论 三力平衡汇交定理
平衡时 F 3 必与 F 1 2 共线则三力必汇交O 点，且共面。 当刚体在受三个作用线互不平行的力作用平衡时,这 三个力的作用线共面并汇交于一点。
2021/2/11
10
静力学公理
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。
注 意
作用力和反作用力不是一对平衡力
2021/2/11
11
静力学公理
公理5 刚ห้องสมุดไป่ตู้原理
柔性体（受拉力平衡） 刚化为刚体（仍平衡） 反之不一定成立。
刚体、质点、质点系都是理想化力学模型,刚体是 特殊的质点系。
2021/2/11
3
静力学研究的内容
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（方位），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 。
13
§1－2 约束及其约束力
自一由、体基:本工概程念中一些物体可 以在空间自由运动,其位移不 受任何限制。如：飞机、卫 星等。
非自由体:与自由体相反, 它是位移受到限制的物体。如： 跑道上的飞机等。
2021/2/11
14
约束和约束力的概念
约束（或约束体）:对非自由体的某些位移起限制 作用的周围物体。
（1）光滑圆柱铰链（中间铰）
A
A
A
A FA
FA A
2021/2/11
A FA
21
常见约束——光滑圆柱铰链
约束特点: 当不计摩擦时,圆柱销与孔在接触处 为光滑接触约束——法向约束力。
约束力:作用在垂直于圆柱销平面内,过圆柱销 中心（或孔中心），但指向不定。
为了计算方便,常将约束力按正交分解。
F Ay
2021/2/11
18
常见约束——光滑接触面约束
2021/2/11
19
常见约束——光滑接触面约束
结 论
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（压力）， 故称为法向约束力，用 表示F。N
2021/2/11
20
**工程中常见的约束
3 、光滑铰链约束 （光滑圆柱铰链、固定铰链支座、滚动支座）
约束力:构件受到垂直光滑面的约束力。
2021/2/11
25
**工程中常见的约束
4、链杆约束 链杆是指两端用光滑铰链与其它构件连接且不考虑
自重的刚杆。这个刚杆承受拉力或压力,是二力杆。
约束力的作用点在铰链孔处,作用线是两端连线， 指向不定。
固定铰链和滚动支座也可以用链杆来表示。
2021/2/11
26
注 意
二力杆不一定是直杆。
2021/2/11
6
静力学公理
公理2 加减平衡力系公理 在已知力系上增加或减去任意平衡力系,不改变
原力系对刚体的作用。 推论 力的可传性
2021/2/11
7
静力学公理
作用于刚体上某一点的力,可沿其作用线移至 刚体上任一点，而不改变对刚体的作用效应。作 用于刚体上的力的这一特性称为力的可传递性。
结 论
柔索只能受拉力，又称张力。用 F T 或 F 表示。
2021/2/11
16
常见约束——柔性体
结 论
柔性体对物体的约束力方向总是沿着柔性体 轴线背离物体。
柔性体只能承受拉力。
2021/2/11
17
**工程中常见的约束 2、光滑接触面（线、点）约束（或光滑支撑面）
当忽略摩擦时,限制滑块运动的滑槽、机床导轨对工 作台、相互啮合的齿轮等，都可以看成光滑接触约束。
静力学引言
2021/2/11
1
静力学的基本概念
静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。 几个基本概念:
刚体:任何情况下不变形的物体,或物体内任意两点 间的距离不改变的物体。
力:物体间相互的机械作用,作用效果使物体的机械 运动状态发生改变。
力的三要素:大小、方向、作用点(线)。力是矢量。
力系:作用于物体上的一群力。
约束会阻碍物体的运动或改变运动状态,它是以力 的形式出现的，把这种阻碍物体运动的作用力称作约 束力（约束反力）。
大小——待定(可能为零)
约 束 力
方向——与该约束所能阻碍 的位移方向相反
作用点——接触处
2021/2/11
15
**工程中常见的约束
1 、柔性体约束 由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束
**工程中常见的约束
2021/2/11
2
静力学的基本概念
力系可分为:平面力系和空间力系,各包括汇交（共 点）力系、平行力系、力偶系、任意力系。
平衡:是指物体相对于周围物体保持静止或匀速 直线运动的状态。
平衡力系:若力系的作用使物体保持平衡或运动状 态不变,这种力系是平衡力系。
质点是具有一定质量而形状和大小可以忽略不计 的物体。质点系是由多个相互有联系的质点所组成的 系统。
A F Ax
2021/2/11
22
常见约束——固定铰链
（2）固定铰链支座
约束特点:将光滑圆柱铰链中的一个构件与地面或 机架固定而成。
约束力:与圆柱铰链相同
2021/2/11
23
常见约束——滚动支座
（3）滚动支座
2021/2/11
24
常见约束——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。
2021/2/11
4
第一章 静力学公理与物体的受力分析
介绍静力学5条公理,约束和约束力的概念，物体受力分 析的方法，对画物体受力图进行练习。
§1－1 静力学公理
公理1 二力平衡公理 使刚体平衡的充分必要条件
F1 = -F2
最简单力系的平衡条件
注:该条件对于变形体只是必要条件
2021/2/11
5
二力构件（二力杆） 只受两个力的作用而平衡的构件,称为二力构件。