02-静力学基础

机械基础第一章静力学教案(9)

第一章静力学 教学目标一、知识目标 知道力的平移定理的概念； 知道平面任意力系简化的结果知道固定端约束的概念 二、能力目标 能理解力的平移定理。 能分析平面任意力系简化的结果三、素质目标 : 培养学生认真学习的兴趣 教学重点力的平移定理；平面任意力系简化的结果；固定端约束 教学难点平面任意力系简化的结果 教学方法演示法讲授法 教学准备, 练习卷 教学课时2课时 教学过程 教学内容教学组织 第一课时 一、复习导入， 1、什么是力系？ 2、常见的力系有哪些？ 〖设问〗 二、新课教学 （一）力的平移定理* 作用于刚体上的力可以从其作用点平行移至刚体内任一指定点，欲不改变该力对刚体的作用，则必须在该力与指定点所决定的平面内附加一力偶（称为附加力偶），其力偶矩等于原力对指定点的矩。[演示]利用PPT演示平面任意力系。 〖设问〗我们如何才能求出它的合力呢？即力系的合成 [讲解] “退一步，海阔天空”，当遇到难题时，不一定要直来直去，可以退而求之。这是问题研究的基本思路。我们可以先将其变换成平面汇交力系。 （二）平面任意力系的简化 < 1、简化过程[讲授]利用力的平移定理交平面任意力系变换成平面汇交力系[演示] [看] 效果 '

[讲授]其结果是一个平面汇交力 系+附加力偶系。 2、结果 对于汇交力系可合成为一个合力，称为平面任意力系的主矢0R , 对于力偶系可合成为一个合力偶，其力偶矩利用力的平移定理可知为一合力矩0M ，称为原力系对简化中心的主矩 [讲授]最终结果。 、 3、对简化结果的讨论 0,0100≠≠M R ）（ ，可进一步简化为 0R ,与简化中心有关 0,0200=≠M R ）（，与简化中心有关 0,0300==M R ）（，平衡，与简化中心无关 0,0)4(00≠=M R 与简化中心无关 [讲授]记忆方法 “鸭与零无关” [引导学生分析]各种结果 第二课时 ; （三）固定端约束 1、概念 物体的一部分固嵌在另一物体中所构成的约束称为平面固定端约束。 [讲授] [问] 在实际生活中还哪些是固定端约束？ [生答] 墙壁上钉子，电线杆等 $ 2、约束反力 [引导学生分析]它受的是平面任意力系，根据简化的结果，一是主矢，一是主矩，由于主矢的方向不确定，因此就用两个互相垂直的分力来表示，主矩可以合成为一个力偶。 （四）平面任意力系的平衡 1、平衡条件 | 平面任意力系平衡的必要与充分条件是：力系的主矢和对任一点的主矩都等于零。即 [讲解]推导过程 [演示]画图

流体静力学基本方程

三、流体静力学基本方程式 1、方程的推导 设：敞口容器内盛有密度为ρ的静止流体，取任意一个垂直流体液柱，上下底面积 均为Am 2。 作用在上、下端面上并指向此两端面的压力 分别为 P 1和 P 2 。 该液柱在垂直方向上受到的作用力有: （1）作用在液柱上端面上的总压力P 1 P 1= p 1 A (N) ↓ （2）作用在液柱下端面上的总压力 P 2 P 2= p 2 A (N) ↑ （3）作用于整个液柱的重力G G =ρgA(Z 1-Z 2) (N) ↓ 由于液柱处于静止状态，在垂直方向上的三个作用力的合力为零，即 ： p 1 A+ ρgA(Z 1 -Z 2) -–p 2 A = 0 令： h= (Z 1 -Z 2) 整理得： p 2 = p 1 + ρgh 若将液柱上端取在液面，并设液面上方的压强为 p 0 ； 则： p 0 = p 1 + ρgh 上式均称为流体静力学基本方程式，它表明了静止流体内部压力变化的规律。 即：静止流体内部某一点的压强等于作用在其上方的压强加上液柱的重力压强。 2、静力学基本方程的讨论: （1）在静止的液体中，液体任一点的压力与液体密度和其深度有关。 （2）在静止的、连续的同一液体内，处于同一水平面上各点的压力均相等。 （3）当液体上方的压力有变化时，液体内部各点的压力也发生同样大小的变化。

（4） g h p p ρ+=12 或g p p h ρ12-= 压强差的也大小可利用一定高度的液体柱来表示。 （5）整理得：g g z p g z 2 21 1ρρ+=+ 也为静力学基本方程 （6）方程是以不可压缩流体推导出来的，对于可压缩性的气体，只适用于压强变化不大的情况。 3、静力学基本方程的应用 (1) 测量流体的压差或压力 ① U 管压差计 U 管压差计的结构如图。 对指示液的要求：指示液要与被测流体不互溶，不起 化学作用，且其密度指ρ应大于被测流体的密度ρ。 通常采用的指示液有：水、油、四氯化碳或汞等。 测压差：设流体作用在两支管口的压力为1p 和2p ，且1p ＞2p ， A-B 截面为等压面 即：B A p p = 根据流体静力学基本方程式分别对U 管左侧和U 管右侧进行计算, 整理得： ()Rg p p ρρ-=-指21 讨论：（a ）压差（21p p -）只与指示液的读数R 及指示液同被测流体的密度差有关。（b ）若压差△p 一定时，（21p p -）越小，读数R 越大，误差较小。 （c ）若被测流体为气体， 气体的密度比液体的密度小得多，即()指指ρρρ≈-， 上式可简化为： Rg p p 指ρ=-21

1静力学基本知识与结构计算简图

教案 专业：道路桥梁工程技术课程：工程力学 教师：刘进朝 学期：2010-2011-1 教案首页

教学内容：

课题1 静力学基本知识与结构计算简图 一、静力学基本概念 1.力的概念 ※定义：力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的运动状态发生改变和变形状态发生改变。 ※力的三要素：大小，方向，作用点 集中力：例汽车通过轮胎作用在桥面上的力。 2.力系的概念 定义——指作用在物体上的一群力。 根据力系中各力作用线的分布情况可将力系分为平面力系和空间力系两大类。 若两个力系分别作用于同一物体上时，其效应完全相同，则称这两个力系为等效力系。 用一个简单的等效力系（或一个力）代替一个复杂力系的过程称为力系的简化。 力系的简化是工程静力学的基本问题之一。 3.刚体的概念：指在力的作用下，大小和形状都不变的物体。 4.平衡的概念 平衡——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。 二、静力学基本公理 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，方向相反，作用线共线，作用于同一个物体上（如图所示）。 （a）（b） 注意：①对刚体来说，上面的条件是充要的②对变形体来说，上面的条件只是必要条件 例如，如图所示之绳索 二力构件（二力杆）：在两个力的作用下保持平衡的构件。 例如，如图所示结构的直杆AB、曲杆AC就是二力杆。

（a）（b）（c） 公理2：加减平衡力系公理。 在作用于刚体的任意力系上，加上或减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。 加减平衡力系公理也只适用于刚体，而不能用于变形体。 推论1：力的可传性。 作用于刚体的力可沿其作用线移动而不致改变其对刚体的运动效应（既不改变移动效应，也不改变转动效应），如图所示。 因此，对刚体来说，力作用的三要素为：大小，方向，作用线 注意：（1）不能将力沿其作用线从作用刚体移到另一刚体。 （2）力的可传性原理只适用于刚体，不适用于变形体。 例如，如图（a）所示之直杆 （a）拉伸 （b）压缩 在考虑物体变形时，力失不得离开其作用点，是固定矢量。 公理3：力的平行四边形法则。 作用于物体上同一点的两个力可合成一个合力，此合力也作用于该点，合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示，如图（a）所示。 F R=F1+F2 力的平行四边形法则可以简化为三角形法则，如图（b）所示，

机械基础第一章静力学教案(12)

第一章 静力学 教学目标 一、知识目标 知道平面平行力系的平衡方程 知道翻倒问题的求解方法 ： 二、能力目标 能运用平衡方程解决翻倒问题 三、素质目标 培养学生分析问题的能力 教学重点 ， 平衡方程的应用 教学难点 不翻倒的条件的分析 教学方法 演示法 讲授法 教学准备 练习卷 教学课时 ' 2课时 教学过程 教学内容 教学组织 第一课时 一、复习导入 平面任意力系的平衡方程 % 0()0x y O F F M ?=?? =?? =?? ∑∑ ∑F 〖设问〗 二、新课教学 （一）翻倒问题 1、已知：塔式起重机 P=700kN, W=200kN (最大起重量)，尺寸 如图。求：保证满载和空载时不致翻倒，平衡块Q=？ { [讲授]如图当在最大吊重时，若Q 过小，会导致起重机顺时针翻到，所以Q 要大些，而当Q 过大时，空载时会使起重机逆时针翻到，所以这是一个翻到的问题。

2、解题分析 1）受力分析，起重机的受力如图， , 2）解题方法分析：以满载为例，不翻到的条件是0≥A F (等于0时是临界状态，即要离开地面，又没离开，没离 开又要离开） 而另一个未知数更好解决，就是以该点之矩列方程就可。 [讲授] [问]这是一个什么力系的问题？ [生答]平面平行力系 ； [问]平面平行能列几个方程，又能解几个未知数？ [生答]2个 [问]这里有几个未知力？ [生答]3个 [问]我们只有利用平衡方程求解，那么怎样去解呢？ [师答]想办法去未知数。 [讲授]分析当满载时，起重机是如何翻到的。是以B 为支点，A 脚离地，绕B 旋转。这时我们看A 点的受力是多少？A F 是支持 力，在没有压力的情况下，就不会有支持力，也就是说只有不离 开地面，就对地面有压力，也就 有支持力，所以不翻到的条件是。 3、解题过程 , 解：⑴ 满载时，起重机不向右翻倒时的平衡状态，此时受力如图，列平衡方程： ∑ =0)(F M B ：0)22()212(2)26(=+---?++A F W P Q 4 75-= ∴Q F A 要使其不翻到的条件是0≥A F ，所以 kN 75≥Q （2）空载时，起重机不向左翻倒时的平衡状态，此时受力如图， 列平衡方程： ∑=0)(F m A ：0)22(2)26(=++?--B F P Q 4 350Q F B -= ∴ 要使其不翻到的条件是0≥B F ，所以 kN 350≤Q ' (3)综上所述，保证满载和空载时不致翻倒，平衡块Q 应满足如 [演示]演示试题 [引导学生思考] [学生练习]学生在听完第一步后，自行完成空载时的计算。 [巡视]学生做练习的情况 [讲授]试题

机械基础第一章静力学教案(11)

第一章静力学

以下力为例讲解： 0)(0 =∑F M 组合。 [问]什么情况下有这个方程呢？ [生答] [讲授]在所有力在X 轴方向时。 3、平衡方程的应用 求下图中A 、B 处的约束反力 （ [演示]演示试题 [引导学生思考] 用两种形式立方程 [学生交流] [讲授]试题 4、“担水”定律 由题中的结论，我们可知A 、B 两点的力的分配原则：A 、B 处的两力将分担力F 的大小，将力F 分为（a+b ）等分，其中A 处力占b 等分，B 处占a 等分。 课堂练习： [讲授]“担水”定律 ^ [引导学生练习] [学生练习] [巡视]学生做练习的情况 [学生展示]当大部分学生做完以后，请一位同学上黑板上板书他们的作业 [讲授并评价] — 第二课时 （二）均布载荷 ; 1、概念：如图AB 梁上受的载荷，是均匀地分布在梁上，这种载荷称为均布载荷。 分布系数q ：单位长度上的受力，单位：m N [演示]演示试题 [引导学生思考] [学生交流] [讲授]试题 * [讲解]简化的过程其，合力Q 的 X Y a B — F b 1 B A 8 ( 1 @ A 1 3

2、均布载荷的简化 根据力的平移定理，可将其往作用长度的中点C简化， 这样其合力L q Q? =，没有附加的力偶。 计算 ￥ [问]若向AC的中点简化会得到 怎样的结果？ [引导学生思考] [讲授]其结果，并与前面的平面 任意力系简化结果的讨论进行联 系，说明与简化中心有关，但主 矢的大小Q与简化中心无关。 （四）课堂练习 1、已知：q， a , P=qa, M=Pa，求：A、B两点的支座反力？| [演示]演示试题 [引导学生思考] [学生交流] [讲授]试题 2解题过程：解：选AB梁为研究对象，画受力图，列平衡方程： * [讲解并演示] 三、课堂小结 均布载荷 平面平行力系的平衡方程 [讲解]课堂内容小结 四、作业 达标练习8 C Q

静力学基础 习题及答案

静力学基础 一、判断题 1.外力偶作用的刚结点处，各杆端弯矩的代数和为零。（× ） 2.刚体是指在外力的作用下大小和形状不变的物体。（√ ） 3.在刚体上加上（或减）一个任意力，对刚体的作用效应不会改变。（× ） 4.一对等值、反向，作用线平行且不共线的力组成的力称为力偶。（√ ） 5.固定端约束的反力为一个力和一个力偶。（× ） 6.力的可传性原理和加减平衡力系公理只适用于刚体。（√ ） 7.在同一平面内作用线汇交于一点的三个力构成的力系必定平衡。（× ） 8.力偶只能使刚体转动，而不能使刚体移动。（√ ） 9.表示物体受力情况全貌的简图叫受力图。（√ ） 10.图1中F对 O点之矩为m0 (F) = FL 。（× ） 图 1 二、选择题 1. 下列说法正确的是（ C ） A、工程力学中我们把所有的物体都抽象化为变形体。 B、在工程力学中我们把所有的物体都抽象化为刚体。 C、稳定性是指结构或构件保持原有平衡状态。 D、工程力学是在塑性范围内，大变形情况下研究其承截能力。 2.下列说法不正确的是（ A ） A、力偶在任何坐标轴上的投形恒为零。 B、力可以平移到刚体内的任意一点。 C、力使物体绕某一点转动的效应取决于力的大小和力作用线到该点的垂直距离。 D、力系的合力在某一轴上的投形等于各分力在同一轴上投形的代数和。 3.依据力的可传性原理，下列说法正确的是（ D ） A、力可以沿作用线移动到物体内的任意一点。 B、力可以沿作用线移动到任何一点。 C、力不可以沿作用线移动。 D、力可以沿作用线移动到刚体内的任意一点。 4.两直角刚杆AC、CB支承如图，在铰C处受力F作用，则A、B两处约束力与ｘ轴正向所成的夹角α、β分别为:

工程力学课后习题答案静力学基本概念与物体的受力分析答案

第一章 静力学基本概念与物体的受力分析 下列习题中，未画出重力的各物体的自重不计，所有接触面均为光滑接触。 1.1 试画出下列各物体（不包括销钉与支座）的受力图。 解：如图 (g) (j) P (a) (e) (f) W W F F A B F D F B F A F A T F B A 1.2画出下列各物体系统中各物体（不包括销钉与支座）以及物体系统整体受力图。 解：如图 F B B (b)

(c) C (d) D C F D (e) A F D (f) F D (g) (h) EO B O E F O (i)

(j) B Y F B X B F X E (k) 1.3铰链支架由两根杆AB、CD和滑轮、绳索等组成，如题1.3图所示。在定滑轮上吊有重为W的物体H。试分别画出定滑轮、杆CD、杆AB和整个支架的受力图。 解：如图 'F D 1.4题1.4图示齿轮传动系统，O1为主动轮，旋转 方向如图所示。试分别画出两齿轮的受力图。 解：

1 o x F 2 o x F 2 o y F o y F F F ' 1.5 结构如题1.5图所示，试画出各个部分的受力图。 解： 第二章 汇交力系 2.1 在刚体的A 点作用有四个平面汇交力。其中F 1＝2kN ，F 2=3kN ，F 3=lkN ， F 4=2.5kN ，方向如题2.1图所示。用解析法求该力系的合成结果。 解 0 0001 423cos30 cos45cos60cos45 1.29Rx F X F F F F KN = =+--=∑ 00001423sin30cos45sin60cos45 2.54Ry F Y F F F F KN ==-+-=∑ 2.85R F KN == 0(,)tan 63.07Ry R Rx F F X arc F ∠== 2.2 题2.2图所示固定环受三条绳的作用，已知F 1＝1kN ，F 2=2kN ，F 3=l.5kN 。求该力系的合成结果。 解：2.2图示可简化为如右图所示 023cos60 2.75Rx F X F F KN ==+=∑ 013sin600.3Ry F Y F F KN ==-=-∑ 2.77R F KN ==

静力学基本知识

建筑力学常见问题解答 1 静力学基本知识 1.静力学研究的内容是什么？ 答：静力学是研究物体在力系作用下处于平衡的规律。 2. 什么叫平衡力系？ 答：在一般情况下，一个物体总是同时受到若干个力的作用。我们把作用于一物体上的两个或两个以上的力，称为力系。能使物体保持平衡的力系，称为平衡力系。 3.解释下列名词：平衡、力系的平衡条件、力系的简化或力系的合成、等效力系。 答：平衡：在一般工程问题中，物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动，称为平衡。例如，房屋、水坝、桥梁相对于地球是保持静止的；在直线轨道上作匀速运动的火车，沿直线匀速起吊的建筑构件，它们相对于地球作匀速直线运动，这些物体本身保持着平衡。其共同特点，就是运动状态没有变化。 力系的平衡条件：讨论物体在力系作用下处于平衡时，力系所应该满足的条件，称为力系的平衡条件，这是静力学讨论的主要问题。 力系的简化或力系的合成：在讨论力系的平衡条件中，往往需要把作用在物体上的复杂的力系，用一个与原力系作用效果相同的简单的力系来代替，使得讨论平衡条件时比较方便，这种对力系作效果相同的代换，就称为力系的简化，或称为力系的合成。 等效力系：对物体作用效果相同的力系，称为等效力系。 4. 力的定义是什么？在建筑力学中，力的作用方式一般有两种情况？ 答：力的定义： 力是物体之间的相互机械作用。这种作用的效果会使物体的运动状态发生变化(外效应)，或者使物体发生变形(内效应)。 既然力是物体与物体之间的相互作用，因此，力不可能脱离物体而单独存在，有受力体时必定有施力体。 在建筑力学中，力的作用方式一般有两种情况，一种是两物体相互接触时，它们之间相互产生的拉力或压力；一种是物体与地球之间相互产生的吸引力，对物体来说，这吸引力就是重力。 5. 力的三要素是什么？ 实践证明，力对物体的作用效果，取决于三个要素：(1)力的大小；(2)力的方向；(3)力的作用点。这三个要素通常称为力的三要素。 力的大小表明物体间相互作用的强烈程度。为了量度力的大小，我们必须规定力的单位，在国际单位制中，力的单位为N或kN。1 kN=1000 N 力的方向通常包含方位和指向两个涵义。如重力的方向是“铅垂向下”。 力的作用点指力对物体作用的位置。力的作用位置实际上有一定的范围，不过当作用范围与物体相比很小时，可近似地看作是一个点。作用于一点的力，称为集中力。

AnsysWorkbench静力学分析详细实例

Ansys静力分析实例：　 1 问题描述：　 如图所示支架简图，支架材料为结构钢，厚度10mm，支架左侧的两 个通孔为固定孔，顶面的开槽处受均布载荷，载荷大小为500N/mm。　 2 启动Ansys Workbench，在界面中选择Simulation启动DS模块。

3 导入三维模型，操作步骤按下图进行，单击“Geometry”，选择“From File”。　 从弹出窗口中选择三维模型文件，如果文件格式不符，可以把三维图转换为“.stp”格式文件，即可导入，如下图所示。　 4 选择零件材料：文件导入后界面如下图所示，这时，选择“Geometry”下的“Part”，在左下角的“Details of ‘Part’”中可以调整零件材料属性。

5 划分网格：如下图，选择“Project”树中的“Mesh”，右键选择“Generate Mesh”即可。【此时也可以在左下角的“Details of ‘Mesh’”对话框中调整划分网格的大小（“Element size”项）】。

生成网格后的图形如下图所示：

6 添加分析类型：选择上方工具条中的“New Analysis”，添加所需做的分析类型，此例中要做的是静力分析，因此选择“Static Structural”，如下图所示。　 7 添加固定约束：如下图所示，选择“Project”树中的“Static Structural”，右键选择“Insert”中的“Fixed Support”。

这时左下角的“Details of ‘Fixed Support’”对话框中“Geometry”被选中，提示输入固定支撑面。本例中固定支撑类型是面支撑，因此 要确定图示6位置为“Face”，【此处也可选择“Edge”来选择“边”】 然后按住“CTRL”键，连续选择两个孔面为支撑面，按“Apply”确 认，如下图所示。

流体静力学基本方程式

第一节流体静力学基本方程式 流体静力学是研究流体在外力作用下达到平衡的规律。在工程实际中，流体的平衡规律 应用很广，如流体在设备或管道内压强的变化与测量、液体在贮罐内液位的测量、设备的液封等均以这一规律为依据。 1-1-1流体的密度 一、密度 单位体积流体所具有的质量，称为流体的密度，其表达式为： m(1-1) V 式中p -------------------流体的密度，kg/m3; m ---- 流体的质量，kg; V——流体的体积，m3。 不同的流体密度不同。对于一定的流体，密度是压力P和温度T的函数。液体的密度 随压力和温度变化很小，在研究流体的流动时，若压力和温度变化不大，可以认为液体的密度为常数。密度为常数的流体称为不可压缩流体。 流体的密度一般可在物理化学手册或有关资料中查得，本教材附录中也列出某些常见气 体和液体的密度值，可供查用。 二、气体的密度 气体是可压缩的流体，其密度随压强和温度而变化。因此气体的密度必须标明其状态， 从手册中查得的气体密度往往是某一指定条件下的数值，这就涉及到如何将查得的密度换算 为操作条件下的密度。但是在压强和温度变化很小的情况下，也可以将气体当作不可压缩流体来处理。 对于一定质量的理想气体，其体积、压强和温度之间的变化关系为 pV p'V' T T' 将密度的定义式代入并整理得 '112 (1-2) 式中p——气体的密度压强，Pa; V ----- 气体的体积，m3; T——气体的绝对温度，K; 上标“’”表示手册中指定的条件。 一般当压强不太高，温度不太低时，可近似按下式来计算密度。 pM (1-3a) RT 或M T o p T°p 22.4 Tp00Tp o

机械基础静力学和材料力学试卷及答案

1 / 2 剑阁职中2.51班机械基础寒假作业（一） 一、填空题 1．力是物体间相互的 ，这种作用能使物体的 和 发生改变。 2．工程中遇得到的物体，大部分是非自由体，那些限制或阻碍非自由体运动的物体称为 。 3．力矩是使物体产生 效应的度量，其单位 ，用符号 表示，力矩有正负之分， 旋转为正。 4．力偶 合成为一个力，力偶向任何坐标轴投影的结果均为 。 5．衡量材料塑性的两个重要指标是 、 。 6．低碳钢拉伸可以分成： 阶段、 阶段、 阶段、 阶段。 7．如果平面汇交力系的合力为零，则物体在该力系作用下一定处于 状态。 8、活动铰链支座的约束力 于支座支承面，且通过铰链中心，其指向待定。 9．作用于直杆上的外力（合力）作用线与杆件的轴线 时，杆只产生沿轴线方向的伸长或缩短变 形，这种变形形式称为轴向拉伸或压缩。 10、 构件所受的外力可以是各式各样的，有时是很复杂的。材料力学根据构件的典型受力情况及截面上的内力分量可分为 、 、 、 四种基本变形。 二、单项选择题 1.以下（ ）不属于工程设计中工程力学所包含的内容。 A.分析作用在构件上的力，分清已知力和未知力 B.选择合适的研究对象，建立已知力和未知力的关系 C.应用平衡条件和平衡方程，确定全部未知力 D.确定研究对象，取分离体 2.力使物体绕定点转动的效果用（ A ）来度量。 A ．力矩 B ．力偶矩 C ．力的大小和方向 D ．力对轴之矩 3.某刚体连续加上（或减去）若干个平衡力系，对该刚体的作用效应（ A ）。 A ．不变 B ．不一定改变 C ．改变 D ．可能改变 4.作用在同一刚体上的一对等大、反向、作用线平行的力构成（ C ）。 A ．一对平衡力 B ．作用力和反作用力 C ．一个力偶 D ．力矩 5.力偶向某坐标轴投影为（ B ）；对坐标轴上任意点取矩等于（ A ）。 A ．力偶矩 B ．零 C ．变化值 D ．不确定 6.图示多轴钻床同时加工某工件上的四个孔。 钻孔时每个钻头的主切削力组成一个力偶矩为 123415N m M M M M ====?，200l =mm ， 那么加工时两个固定螺钉A 和B 所受的力是（ ）。 A ．F A =F B =150N B ．F A =F B =300N C ．F A =F B =200N D ．F A =F B =250N 7.下列说法中不正确的是：（ ） A 力使物体绕矩心逆时针旋转为负 B 平面汇交力系的合力对平面内任一点的力矩等于力系中各力对同一点的力矩的代数和 C 力偶不能与一个力等效也不能与一个力平衡 D 力偶对其作用平面内任一点的矩恒等于力偶矩，而与矩心无关 8.同一刚体上，一力向新作用点平移后，新作用点上有（ D ）。 A ．一个力 B ．一个力偶 C ．力矩 D ．一个力和一个力偶 9.平面任意力系平衡的充分必要条件是（ D ）。 A ．合力为零 B ．合力矩为零 C ．各分力对某坐标轴投影的代数和为零 D ．主矢与主矩均为零 10.由①和②两杆组成的支架，从材料性能和经济性两方面考虑， 现有低碳钢和铸铁两种材料可供选择，合理的选择是（ ）。 A.①杆为铸铁，②杆为铸铁； B.①杆为铸铁，②杆为低碳钢； C.①杆为低碳钢，②杆为铸铁； D.①杆为低碳钢，②杆为低碳钢。 11.如下图所示，其中正确的扭转切应力分布图是(a )、(d )。 12.图示阶梯形杆，AB 段为钢，BD 段为铝，在外力F 作用下( )。 Ａ.AB 段轴力最大 Ｂ.BC 段轴力最大 Ｃ.CD 段轴力最大 Ｄ.三段轴力一样大 13.衡量构件承载能力的主要因素是( )。 A. 轴向拉伸或压缩 B. 扭转 C. 弯曲 D. 强度、刚度和稳定性 14.物体系中的作用力和反作用力应是（C ）。 A. 等值、反向、共线 B. 等值、反向、共线、同体 C. 等值、反向、共线、异体 D. 等值、同向、共线、异体 15、所有脆性材料，它与塑性材料相比，其拉伸力学性能的最大特点是（ ）。 啊、 A 、强度低，对应力集中不敏感； B 、相同拉力作用下变形小；

1静力学基本知识常见问题与典型练习

1 静力学基本知识 常见问题： 1.静力学研究的内容是什么？ 答：静力学是研究物体在力系作用下处于平衡的规律。 2. 什么叫平衡力系？ 答：在一般情况下，一个物体总是同时受到若干个力的作用。我们把作用于一物体上的两个或两个以上的力，称为力系。能使物体保持平衡的力系，称为平衡力系。 3.解释下列名词：平衡、力系的平衡条件、力系的简化或力系的合成、等效力系。 答：平衡：在一般工程问题中，物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动，称为平衡。例如，房屋、水坝、桥梁相对于地球是保持静止的；在直线轨道上作匀速运动的火车，沿直线匀速起吊的建筑构件，它们相对于地球作匀速直线运动，这些物体本身保持着平衡。其共同特点，就是运动状态没有变化。 力系的平衡条件：讨论物体在力系作用下处于平衡时，力系所应该满足的条件，称为力系的平衡条件，这是静力学讨论的主要问题。 力系的简化或力系的合成：在讨论力系的平衡条件中，往往需要把作用在物体上的复杂的力系，用一个与原力系作用效果相同的简单的力系来代替，使得讨论平衡条件时比较方便，这种对力系作效果相同的代换，就称为力系的简化，或称为力系的合成。 等效力系：对物体作用效果相同的力系，称为等效力系。 4. 力的定义是什么？在建筑力学中，力的作用方式一般有两种情况？ 答：力的定义：

力是物体之间的相互机械作用。这种作用的效果会使物体的运动状态发生变化(外效应)，或者使物体发生变形(内效应)。 既然力是物体与物体之间的相互作用，因此，力不可能脱离物体而单独存在，有受力体时必定有施力体。 在建筑力学中，力的作用方式一般有两种情况，一种是两物体相互接触时，它们之间相互产生的拉力或压力；一种是物体与地球之间相互产生的吸引力，对物体来说，这吸引力就是重力。 5. 力的三要素是什么？ 实践证明，力对物体的作用效果，取决于三个要素：(1)力的大小；(2)力的方向；(3)力的作用点。这三个要素通常称为力的三要素。 力的大小表明物体间相互作用的强烈程度。为了量度力的大小，我们必须规定力的单位，在国际单位制中，力的单位为N或kN。1 kN=1000 N 力的方向通常包含方位和指向两个涵义。如重力的方向是“铅垂向下”。 力的作用点指力对物体作用的位置。力的作用位置实际上有一定的范围，不过当作用范围与物体相比很小时，可近似地看作是一个点。作用于一点的力，称为集中力。 6.作用力和反作用力之间有什么关系？ 答：若甲物体对乙物体有一个作用力，则同时乙物体对甲物体必有一个反作用力，这两个力大小相等、方向相反、并且沿着同一直线而相互作用。 作用力和反作用力是分别作用在两个物体上的力，任何作用在同一个物体上的两个力都不是作用力与反作用力。 7. 力的表示法如何？ 答：力是一个有大小和方向的量，所以力是矢量。 通常可以用一段带箭头的线段来表示力的三要素。线段的长度(按选定的比

流体静力学基本方程

图卜2流体静力学皐木方程式的推导 (3) 作用于整个液柱的重力 G G = JgA(Z i -Z 2)(N) 0 由于液柱处于静止状态，在垂直方向上的三个作用力的合力为零，即 ： p i A+ ：?gA(Z i -Z 2) - — p 2 A = 0 令：h= (Z i -Z 2) 整理得： p 2 = p i +「gh 若将液柱上端取在液面，并设液面上方的压强为 p o ； 则:p 0 = p i + ：'gh 上式均称为流体静力学基本方程式，它表明了静止流体内部压力变化的规律。 即:静止流体内部某一点的压强等于作用在其上方的压强加上液柱的重力压强。 2、 静力学基本方程的讨论： (1) 在静止的液体中，液体任一点的压力与液体密度和其深度有关。 (2) 在静止的、连续的同一液体内，处于同一水平面上各点的压力均相等。 (3) 当液体上方的压力有变化时，液体内部各点的压力也发生同样大小的变化。 三、流体静力学基本方程式 1、 方程的推导 设：敞口容器内盛有密度为 二的静止流体，取任意一个垂直流体液柱，上下底面积 2 均为Am 。 作用在上、下端面上并指向此两端面的压力 分别为P 1和P 2。 该液柱在垂直方向上受到的作用力有 ： (1) 作用在液柱上端面上的总压力 P i P i = p i A (N) 也 (2) 作用在液柱下端面上的总压力 P 2 P = p A (N)

压强差的也大小可利用一定高度的液体柱来表示。 p P (5) 整理得：z 1g 1二z 2g 也为静力学基本方程 P g (6) 方程是以不可压缩流体推导出来的，对于可压缩性的气体，只适用于压强变 化不大的情况。 3、静力学基本方程的应用 (1)测量流体的压差或压力 ①U 管压差计 U 管压差计的结构如图。 对指示液的要求：指示液要与被测流体不互溶，不起 A 化学作用，且其密度：7指应大于被测流体的密度：、。 通常采用的指示液有：水、油、四氯化碳或汞等。 I 测压差：设流体作用在两支管口的压力为 p 1和 P 2，且P i > P 2 , A-B 截面为等压面 即：P A 二P B 根据流体静力学基本方程式分别对 U 管左侧和U 管右侧进行计算 整理得： P i - P 2 =：〔'指一'Rg 讨论： (a )压差(p i -P 2)只与指示液的读数 R 及指示液冋被测流体的密度差有 关。(b )若压差△ P 一定时，(P i - P 2 )越小，读数 R 越大，误差较小。 (C )若被测流体为气体， 气体的密度比液体的密度小得多，即 「指■ ! 打旨， 上式可简化为： P r _p 2二指 Rg (d )若订〈'时采用倒U 形管压差计。 口 - p 2 ： 尸指Rg (4) P 2 = P i h-g P 2 — Pl

机械基础(力学部分)试题含答案

机械基础教材工程力学部分 一、判断题(本大题共45小题，总计45分) 1.力在垂直坐标轴上的投影的绝对值与该力的正交分力大小一定相等。（） 2.当力的作用线通过矩心时，物体不产生转动效果。（） 3.当矩心的位置改变时，会使一个力的力矩、大小和正负都可能发生变化。（） 4.当力沿其作用线移动时，力对刚体的转动作用不变。（） 5.平面任意力系一定存在合力。（） 6.平面汇交力系的合力一定大于任何一个分力。（） 7.力的三要素中只有一个要素不改变，则力对物体的作用效果就不变。（） 8.柔性约束的约束反力方向一定背离被约束物体。（） 9.两个力在同一坐标轴上的投影相等，此两力必相等。（） 10.一个力分解成二个共点力的结果是唯一的。（） 11.刚体是客观存在的，无论施加多大的力，它的形状和大小始终保持不变。（） 12.力偶与力矩都是用来度量物体转动效应的物理量。( ) 13.平面平行力系的平衡条件是：力系中所有各力的代数和为零。（） 14.某平面力系的合力为零，其合力偶矩一定也为零。（） 15.力对物体的作用只能是物体移动，不能使物体一道移动。（） 16.用解析法求平面汇交力系的合力时，置平面直角坐标系于不同位置，合力的大小和方向都是相同的。（） 17.对于受平面任意力系作用的物体系统，最多只能列出三个独立方程，求解三个未只量。（） 18.列平衡方程求解，应尽量将已知力和未知力都作用的构件作为研究对象。（） 19.受平面力系作用的刚体只可能产生转动。（） 20.处于平衡状态的物体就可视为刚体。（） 21.力偶无合力，所以它是一个平衡力系。（） 22.受力偶作用的物体只能在平面内转动。（） 23.合力的作用与它各分力同时作用的效果相同时，合力一定大于它的每一个分力。（） 24.既不完全平行，也不完全相交的力系称为平面一般力系。（） 25.二力平衡公理、力的可传性原理和力的平移原理都只适用于刚体。（） 26.力可以脱离其他物体而单独存在于一个物体上。（） 27.根据力的平移定理，可以将一个力分解一个力和一个力偶。反之，一个力和一个力偶也可以合成为一个单独力。（） 28.平面任意力系中各力作用线必须在同意平面上任意分布。（） 29.加减平衡力系公理和力的可移性原理适用于任何物体。（） 30.如图所示，刚体受两力偶（F1，F1′）和（F2，F2′）作用，其力多边形恰好闭合，所以刚体处于平衡状态。（）

静力学的基础知识第一章答案

思考题 1、力、力系、刚体、平衡的定义是什么？ 力是物体间相互的机械作用。 力系是指作用于物体上的一群力，它们组成一个力的系统。 刚体就是在任何外力作用下，大小和形状始终保持不变的物体。 平衡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。 2、静力学研究的对象是什么？ 静力学的研究对象是刚体。 3、静力学公理的主要内容是什么？它们的推论有哪些？ ⑴二力平衡公理：作用在刚体上的两个力，大小相等，方 向相反，且作用在同一直线上，是刚体保持平衡的必要和充分条件。 ⑵加减平衡力系公理：在已知力系上加上或者减去任意一 个平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应。 推论一力的可传性原理：作用在刚体上某点的力，可以 GAGGAGAGGAFFFFAFAF

GAGGAGAGGAFFFFAFAF 沿其作用线移向刚体内任一点，不会改变它对刚体的作用效应。 ⑶力的平行四边形法则：作用于刚体上同一点的两个力1 F 和2F 的合力R 也作用于同一点，其大小和方向由这两个力为边所构成的平行四边形的对角线来表示。

推论二三力平衡汇交定理：当刚体受同一平面内互不平行的三个力作用而平衡时，此三力的作用线必汇交于一点。 ⑷作用力与反作用力公理：两个物体之间的相互作用力一定大小相等、方向相反，沿同一作用线。 4、作用力与反作用力是一对平衡力吗？ 不是。作用力与反作用力是作用在两个物体上的，而一对平衡力则是作用在同一物体上的。 5、如图1－19所示，三铰拱架上的作用力F可否依据力的可传性原理把它移到D点？为什么？ 图1-19 思考题5 不可以。作用在刚体上某点的力可以沿作用线移动到同一刚体上，不能移到其它物体上。 6、二力平衡条件、加减平衡力系原理能否用于变形体？为什么？ GAGGAGAGGAFFFFAFAF

工程力学(静力学和材料力学)第2版课后习题答案 范钦珊主编 第1章 静力学基础

eBook 工程力学 （静力学与材料力学） 习题详细解答 （教师用书） (第1章) 范钦珊 唐静静 2006-12-18

(a) (b) 习题1－1图 第1章 静力学基础 1一1 图a 和b 所示分别为正交坐标系11y Ox 与斜交坐标系22y Ox 。试将同一个力F 分别在两中坐标系中分解和投影，比较两种情形下所得的分力与投影。 解：图（a ）：11 sin cos j i F ααF F += 分力：11 cos i F αF x = ， 11 sin j F αF y = 投影：αcos 1F F x = ， αsin 1F F y = 讨论：?= 90°时，投影与分力的模相等；分力是矢量，投影是代数量。 图（b ）： 分力：22)tan sin cos (i F ?ααF F x ?= ， 22sin sin j F ? α F y = 投影：αcos 2F F x = ， )cos(2α??=F F y 讨论：?≠90°时，投影与分量的模不等。 1一2 试画出图a 和b 两种情形下各构件的受力图，并加以比较。 比较：解a 图与解b 图，两种情形下受力不同，二者的F R D 值大小也不同。 D R 习题1－2b 解图 D R 习题1－2a 解2 图 C 习题1－2a 解1图 (a) (b) 习题1－2图

1一3 试画出图示各构件的受力图。 习题1－3图 B F 习题1－3a 解2 图 B 习题1－3a 解1图 习题1－3b 解1图 F Ay Ax 习题1－3c 解图 A 习题1－3b 解2图 习题1－3d 解1图 习题1－3e 解1图 习题1－3e 解2图

ANSYSWORKBENCH静力结构分析解析分析新

ANSYS WORKBENCH 11.0培训教程（DS）

第四章 静力结构分析

序言 ?在DS中关于线性静力结构分析的内容包括以下几个方面: –几何模型和单元 –接触以及装配类型 –环境（包括载荷及其支撑） –求解类型 –结果和后处理 ?本章当中所讲到的功能同样适用与ANSYS DesignSpace Entra及其以上版本. –本章当中的一些选项可能需要高级的licenses，但是这些都没有提到。 –模态，瞬态和非线性静力结构分析在这里没有讨论，但是在相关的章节当中将会有所阐述。

线性静力分析基础 ?在线性静力结构分析当中，位移矢量{x} 通过下面的矩阵方程得到:在分析当中涉及到以下假设条件: –[K] 必须是连续的 ?假设为线弹性材料 ?小变形理论 ?可以包括部分非线性边界条件 –{F} 为静力载荷 ?不考虑随时间变化的载荷 ?不考虑惯性（如质量，阻尼等等）影响 ?在线性静力分析中，记住这些假设是很重要的。非线性分析和动力学分析将在随后的章节中给予讨论。 []{}{} F x K =

A. 几何结构 ?在结构分析当中，可以使用所有DS 支持的几何结构类型. ?对于壳体，在几何菜单下厚度选项是必须要指定的。 ?梁的截面形状和方向在DM已经指定并且可以自动的传到DS模型当中。 –对于线性体，仅仅可以得到位移结果. ANSYS License Availability DesignSpace Entra x DesignSpace x Professional x Structural x Mechanical/Multiphysics x

机械基础第一章静力学教案(10)

第一章 静力学 教学目标 一、知识目标 知道平面任意力系的平衡方程 知道平衡方程的应用 , 二、能力目标 能运用平衡方程解决简单力系的平衡问题 三、素质目标 培养学生认真学习的兴趣 教学重点 、 平衡方程的应用 教学难点 平衡方程的应用 教学方法 演示法 讲授法 教学准备 练习卷 教学课时 - 2课时 教学过程 教学内容 教学组织 第一课时 一、复习导入 平面任意力系的平衡方程 } 0()0x y O F F M ?=?? =?? =?? ∑∑ ∑F 〖设问〗 二、新课教学 （一）运用1 例1、已知：Q=7.5kN, P=1.2kN , l=2.5m , a=2m , =30o , 求：BC 杆拉力和铰A 处的支座反力？ { [演示]演示试题 [引导学生思考] [学生交流] [讲授]试题 2、例题精讲

解：杆BC及AB的受力如图，选AB梁为研究对象，建立 直角坐标系，列平衡方程： · 代入数据可解得： （二）课堂练习1 1、水平梁 AB 由铰链 A 和杆 BC 所支持，如图所示。在梁上 D 处用销子安装半径为 r =10cm 的滑轮。有一跨过滑轮的绳子， 其一端水平地系于墙上，另一端悬挂有重 Q =1800N 的重物。如 AD = 20cm、BD = 40cm、α =45°，且不计梁、杆、滑轮和绳 的重量，试求铰链 A 和杆 BC 对梁的反力。 | [学生练习] [巡视]学生做练习的情况 [学生展示]当大部分学生做完以 后，请一位同学上黑板上板书他 们的作业 [讲授并评价] 2、参考答案 解：1）杆AB、BC及轮D的受力如图： （ 2)以轮D为研究对象，列平衡方程： N N Q N F DX DX X 1800 :0`= → = - = ∑ N N Q N F DY DY Y 1800 :0= → = - = ∑ 3)以杆AB为研究对象，列平衡方程： 45 :00= ? - + - = ∑COS N N N F B DX AX X ， 45 :00= ? + + - = ∑SIN N N N F B DY AY Y 45 40 20 :0 ) (0= ? + ? = ∑SIN N N F M B DY A [问]为什么选择A点作为矩心？ DX N DY N AY N AX N B N ` DX N DY N Q Q

静力学基础

教案 学年第二学期 教案名称：汽车机械基础 授课教师： 授课班级： 第 2 周（第 1、2 讲）

教学内容及步骤： 【教学过程】：自我介绍.进入新课 第一章：静力学基础： 一、力的概念 力的概念是人们在长期生活和生产实践中逐步形成的。例如：人用手推小车，小车就从静止开始运动；落锤锻压工件时，工件就会产生变形。 力是物体与物体之间相互的机械作用。 使物体的机械运动发生变化，称为力的外效应； 使物体产生变形，称为力的内效应。 力对物体的作用效应取决于力的三要素，即力的大小、方向和作用点。 力是矢量，常用一个带箭头的线段来表示，在国际单位制中，力的单位牛顿(N)或千牛顿(KN)。 二、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，可以合成一个合力。合力的作用点仍在该点，合力的大小和方向由这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线确定。其矢量表达式为 ＦR =Ｆ1+Ｆ2 根据公理1求合力时，通常只须画出半个平行四边形就可以了。如图1-2b、c所示，这样力的平行四边形法则就演变为力的三角形法则。 公理2二力平衡公理 刚体仅受两个力作用而平衡的充分必要条件是：两个力大小相等，方向相反，并作用在同一直线上，如图1－3所示。即 Ｆ1＝-Ｆ2 它对刚体而言是必要与充分的，但对于变形体而 言却只是必要而不充分。如图1－4所示，当绳受两个 等值、反向、共线的拉力时可以平衡，但当受两个等 值、反向、共线的压力时就不能平衡了。

二力构件：仅受两个力作用而处于平衡的构件。二力构件受力的特点是：两个力的作用线必沿其作用点的连线。如图1－5a中的三铰钢架中的BC构件，若不计自重，就是二力构件。 公理3加减平衡力系公理 在作用于刚体上的已知力系上，加上或减去任一平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效果。 加减平衡力系公理主要用来简化力系。但必须注意，此公理只适应于刚体而不适应于变形体。 推论1力的可传性原理 作用于刚体上的力，可以沿其作用线移至刚体内任意一点，而不改变该力对物体的作用效果。力对刚体的效应与力的作用点在其作用线上的位置无关。因此，作用于刚体上的力的三要素是：力的大小、方向、作用线。 推论2三力平衡汇交定理