目录

  • 1 绪论 第一章
    • 1.1 第一次课 线上直播绪论
    • 1.2 第二次课 线上直播
    • 1.3 第八次课 线上直播
    • 1.4 第八周 周二 3-4节 直播课
    • 1.5 第十五 周 周二 3-4节 直播课
    • 1.6 第十六周 周二 3-4节 直播课
    • 1.7 静力学公理
    • 1.8 约束和约束力
    • 1.9 物体的受力分析和受力图
    • 1.10 受力图实例
    • 1.11 测试
  • 2 第二章 平面汇交力系
    • 2.1 平面汇交力系的合成与平衡
    • 2.2 平面汇交力系测试
  • 3 平面力偶系
    • 3.1 力对点之矩
    • 3.2 力偶与力偶矩
    • 3.3 力偶的等效
    • 3.4 平面力偶系的合成与平衡
    • 3.5 平面力偶系测试
    • 3.6 工程中几种常见约束的复习与补充
  • 4 平面任意力系
    • 4.1 力的平移定理
    • 4.2 平面一般力系的简化
    • 4.3 平面力系的平衡条件
    • 4.4 平面力系的平衡问题
    • 4.5 桁架
    • 4.6 平面任意力系测试
  • 5 空间力系与重心
    • 5.1 空间共点力系的合成与平衡
    • 5.2 空间力偶系的合成平平衡
    • 5.3 力对点之矩和力对轴的矩
    • 5.4 空间任意力系向一点简化
    • 5.5 空间任意力系的平移条件与平移方程
    • 5.6 重心
  • 6 摩擦
    • 6.1 摩擦
  • 7 材料力学部分 绪论
    • 7.1 材料力学的任务
    • 7.2 材料力学的基本假设
  • 8 轴向拉伸与压缩
    • 8.1 轴向拉压的内力
    • 8.2 轴向拉压的应力
    • 8.3 材料拉压时的力学性能
    • 8.4 拉压杆的强度
    • 8.5 拉压杆的变形
    • 8.6 拉压超静定问题
    • 8.7 装配应力与温度应力
    • 8.8 应力集中的概念
    • 8.9 拉压应变能
    • 8.10 轴向拉压实验
  • 9 剪切
    • 9.1 连接件的强度计算
    • 9.2 薄壁圆筒的扭转切应力、纯剪切及切应力互等定理
  • 10 扭转
    • 10.1 扭转时的内力和内力图
    • 10.2 圆轴扭转时的应力计算
    • 10.3 圆轴扭转时的变形计算
    • 10.4 圆轴扭转时的强度条件和刚度条件
    • 10.5 扭转超静定问题
    • 10.6 扭转实验
  • 11 弯曲内力
    • 11.1 平面弯曲内力
    • 11.2 第十三周 周二 3-4直播课
    • 11.3 第十四周 周二 3-4节 工程力学直播课
    • 11.4 载荷集度、剪力和弯矩的微分关系
    • 11.5 平面刚架的内力和内力图
  • 12 弯曲应力
    • 12.1 纯弯曲时梁的正应力
    • 12.2 正应力强度条件
    • 12.3 梁的弯曲切应力
    • 12.4 提高梁强度的措施和等强度梁
    • 12.5 弯曲正应力实验
  • 13 弯曲变形
    • 13.1 挠曲线的近似微分方程
    • 13.2 积分法求梁的变形
    • 13.3 叠加法求梁的变形
    • 13.4 梁的刚度条件及提高梁刚度的措施
    • 13.5 变形比较法解简单超静定梁
  • 14 应力状态分析
    • 14.1 解析法分析二向应力状态
    • 14.2 图解法分析二向应力状态
    • 14.3 三向应力状态
    • 14.4 广义胡克定律
    • 14.5 弯扭组合实验
  • 15 压杆稳定
    • 15.1 稳定性的概念
    • 15.2 细长压杆的临界压力
    • 15.3 压杆的临界应力
    • 15.4 压杆的稳定计算
  • 16 附录 平面图形的几何性质
    • 16.1 静矩和形心
    • 16.2 惯性矩、惯性积和极惯性矩
    • 16.3 平行移轴公式和转轴公式
平面一般力系的简化

  

平面力系


若作用于物体上所有的力(包括力偶)都在同一平面内,则力系称为平面力系


平面平行力系



若平面力系中各力的作用线相互平行,则称为平面平行力系,如图2.23(b)所示。平面平行力系中可以包含力偶。因为对于刚体,力偶在平面内可任意移转,故总可将组成力偶的二力转动至与其它力相互平行的位置。


平面汇点力系



 若平面力系中各力的作用线汇交于同一点,则称为平面汇交力系平面共点力系,如图2.23(c)所示。平面汇交力系中不能包含力偶,因为组成力偶的二个力不可能共点。



平面一般力系



若平面力系中的各力作用线既不相互平行,又不汇交于一点,则为平面一般力系。如图2.23(a)所示。


简化中心



对于图2.24(a)所示的平面一般力系,选取任一点o作为简化中心,将力系中各力平移至o点并附加相应的力偶;由力的平移定理可知,所附加的相应的力偶为各力对简化中心o点之矩。于是,得到一个汇交于O点的共点力系和一个平面力偶系,如图2.24(b)。



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讨论1:平面一般力系简化的最终结果


表2-2分四种情况讨论了平面一般力系简化的最终结果。


       由表可见,平面一般力系简化的最终结果,只有三种可能:1)合成为一个力;2)合成为一个力偶;或 3)为平衡力系


  利用力系简化的方法,可以求得平面任意力系的合力。

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2:同向分布平行力系的合成 

   图2.27所示为作用在梁上的同向分布平行力系。载荷(力)的分布集度(单位长度上作用的力)为q(x), 量纲为[力/长度],如N/m或kN/m。

   为求同向分布平行力系的合力,在距o点x处取微段dx,作用在该微段上的力为 q(x)dx。以o点为简化中心,将各微段上的力均平移至o点,得到:

         主矢:FR′=∑q(x)dx=  

           主矩为:Mo=∑xq(x)dx=   

   因为主矢FR′0,且主矩Mo0;故同向分布平行力系可合成为一个合力FR,且合力FR的大小为:

          FR= FR′ =                              ----(2-12)

    (2-12)式表示合力FR的大小等于分布载荷图形的面积。

   合力FR的作用线到o点的距离为:

            h=Mo/FR′ =                   ----(2-13)

(2-13)式是分布载荷图形的形心公式,故合力FR的作用线通过分布载荷图形的形心。

    因此,同向分布平行力系可合成为一个合力,合力的大小等于分布载荷图形的面积,作用线通过图形的形心,指向与原力系相同

图2.28 给出了几种常见同向分布平行力系的合成结果。图2.28(a)是均匀分布载荷,其合力在数值上等于载荷图形(矩形)的面积(q×L),作用线通过载荷图形的形心,距二端为L/2。图2.28(b)是线性分布载荷,其合力在数值上等于载荷图形(三角形)的面积 [(q×L)/2],作用线通过载荷图形的形心,即距右端为L/3。分布力系图形复杂时,可以先分成若干部分,各部分分别合成,如图2.28(c)和2.28(d),再求其最终的合力。