*变形效应或内效应
桥梁受力分析
力系System of Forces ：是指作用在物体上的一群力。
平衡力系Equilibrium Force System ：
物体在力系作用下处于平衡， 我们称这个力系为平衡力系。
二.刚体
A F
就是在力的作用下，大小和形状都不变的物体。
三.平衡Equilibrium
是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运 动的状态。
作用于刚体上的力，其作用点可以沿作用线在该刚 体内前后任意移动，而不改变它对该刚体的作用。
B F A
B F1
= = F F2 A
F1 = －F2 = F
桥梁受力分析
F1 B A
公理3(力平行四边形公理) 作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点
的一个力，即合力。合力的矢由原两力的矢为邻边而作出 的力平行四边形的对角矢来表示。
等值、反向、共线、异体、且同时存在。 [例] 吊灯
桥梁受力分析
作用力与反作用力定律
两物体间的相互作用力， 大小相等，方向相反，作用 线沿同一直线。
• 此公理阐明了物体间相FR互作用的关系，齿
表明作用力与反作用力成对出现，并分别轮啮
作用在不同的物体上。
合 力
FR'
桥梁受力分析
讨论：
在拔河比赛中,既然双方的作用力与反作 用力的大小相等,应该不可能分出胜负,实
相交于某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。
证明： F3
F1
A1
F2
F1
A A2
=
A
A3
桥梁受力分析
F F2
推论(三力汇交定理) 当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线
相交于某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。
证明：
=
A3
F
A A3
F3
F3
桥梁受力分析
公理4 作用力和反作用力定律
T
F1
P
P
F2
T
桥梁受力分析
A
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柔性约束Cable Constraint
胶带构成的约束
桥梁受力柔分绳析约束
约束类型与实例
链条构成的约束
桥梁受力柔分绳析约束
柔性约束Cable Constraint
绳索、链桥梁条受力分、析 皮带
光滑面约束Smooth Surface Constraint
二力体：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。
二力杆
members subjected to the action of two forces
桥梁受力分析
不是二力构件
刚化公理 －将变形体看作刚体的条件
刚体平衡条件是变形体平衡的必要条件而 非充分条件。
桥梁受力分析
公理2 加减平衡力系原理
推论 (力在刚体上的可传性)
（这里，约束是名词，而不是动词的约束。）
约束反力：约束给被约束物体的力叫约束反力。 桥梁受力分析
约束反力特点：
①大小常常是未知的；
G
②方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；
③作用点在物体与约束相接触的那一点。 N1 G
N2
桥梁受力分析
二、约束类型和确定约束反力方向的方法：
柔性约束Cable Constraint
际上总有一方获胜,这是否违背了作用力 与反作用力定律?
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§1-3 约束Constraint 与约束反力Constraint Force
一、概念 自由体Free Body ： 位移不受限制的物体叫自由体。
非自由体Nonfree Body ： 位移受限制的物体叫非自由体。
约束：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。
约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体
P P
N
N
NB NA
N
N
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凸轮顶杆机构
N
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光滑面约束Smooth Surface Constraint
FR
FR'
桥梁受力分析
光滑面约束Smooth Surface Constraint
桥梁受力分析
光滑面约束Smooth Surface Constraint
球窝 盆骨
光滑铰链约束Constraint Of Smooth Cylindrical Pin
桥梁受力分析
光滑铰链约束Constraint Of Smooth Cylindrical Pin
滑槽与销钉（双面约束）
桥梁受力分析
光滑面约束Smooth Surface Constraint Smooth surface
桥梁受力分析
光滑圆柱铰链结构一般有以下四种形式
中间铰
固定铰支座
活动铰支座(辊轴支座)
二力构件(链杆)
其它
桥梁受力分析
光滑铰链约束Constraint Of Smooth Cylindrical Pin
FN FN
Fx FN
Fy
A
圆柱铰链 A
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YA
A
XA
光滑铰链约束Constraint Of Smooth Cylindrical Pin
恐龙骨骼的铰链连接
桥梁受力分析
光滑铰链约束Constraint Of Smooth Cylindrical Pin
盆
骨
与
股
骨 之
球
间 的
股骨
球
铰
连
接
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第一篇 静力分析
桥梁受力分析
静力平衡
桥梁受有：自身重力、铁轨压力、桥墩作用力、风载等 机身受有：自身重力、旋翼轴的作用力、空气动力等 研究内容：刚体在各种力系作用下平衡的一般规律
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第一章 基本概念与受力分析
§1–1 静力学的基本概念 §1–2 静力学公理 §1–3 约束与约束反力 §1–4 物体的受力分析与受力图
桥梁受力分析
平衡问题
桥梁受力分析
桥梁受力分析
§1-2 静力学基本公理
公理：无须证明而为人们所公认的结论。
公理1 二力平衡公理
作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是： 这两个力大小相等 | F1 | = | F2 | 方向相反 F1 = –F2 作用线共线， 作用于同一个物体上。
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即，合力为原两力的矢量和。 矢量表达式：FR= F1+F2
F2
FR
A
F1
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力三角形法
F2
FR
A
F1
A
FR F2
F1
F2 A
F1 FR
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力多边形法则
FR=F1+ F2 + +Fn =SFi （i=1,2, ,n）
桥梁受力分析
推论(三力汇交定理) 当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线
§1-1 静力学基本概念
一、力Force的概念
1．定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用可以改变物 体的运动状态。
2. 力的效应： ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)。
3. 力的三要素：大小，方向，作用点 力的单位： 国际单位制：牛顿(N)
FA
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•力的作用效应：
* 运动效应或外效应