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
平面力系的平衡条件

平面力系的平衡条件

由上节讨论可知,若物体在平面一般力系作用下处于平衡,即移动和转动状态均不发生改变,则其充分和必要条件为力系的主矢FR′和主矩Mo都等于零。

故由(2-8)和(2-11)式,可写出平面一般力系的平衡方程为:

FRx=Fx=0

FRy=Fy=0        (x轴不平行于y轴)    ----(2-14)

Mo(F)=0

式中,FxFy分别是力系中各力在任取的坐标轴xy上的投影,注意力偶对于任一轴之投影的代数和为零,故写投影方程时不必考虑力偶。Mo(Fi)是力系中各力对任取的一点o(矩心)之矩,力矩方程中必须包括力系中所含的力偶矩。注意力偶之矩与矩心的选取位置无关,且等于组成力偶之二力对任一点之矩的代数和。

(2-14)式是平面一般力系平衡方程的基本形式(一力矩式)。满足第一式,表示力系若有合力,则其作用线必垂直于x轴(因为其在x轴上的投影为零);满足第二式,表示力系若有合力,则其作用线必垂直于y轴。只要x轴不平行于y轴,力系就不可能合成为一合力。满足第三式(力矩方程),即表示力系不可能合成为一力偶。力系既不可能合成为一力,也不可能合成为一力偶,则必为平衡力系。

平面一般力系平衡方程还可以由下列二种形式表达为:

Fx=0

MA(F)=0           (不垂直于x)       ---(2-15)

MB(F)=0

  (2-15)式称为二力矩式平衡方程。类似如前分析可知:满足任一力矩方程,则力系不可能合成为一力偶;若力系可简化为一合力,则由第一式知其必垂直于x轴,由第二式则要求其必过矩心A点,而第三式又要求合力过B点,故只要A、B连线不垂直于x轴,就不可能有合力存在,力系必然为平衡力系。

MA(F)=0

MB(F)=0     (A、B、C三点不共线)    ---(2-16)

MC(F)=0

(2-16)式称为三力矩式平衡方程。力系同样不可能合成为一力偶;若力系可简化为一合力,则由第一式知其过A点,由第二式则知其必过B点,而第三式又要求合力过C点,只要A、B、C三点不共线,就不可能有合力存在,力系处于平衡状态。

注意到上述平衡方程中,投影轴和矩心可任意选取,故可以写出无数个平衡方程。但只要满足了其中一组,其余方程均应自动满足。所以,独立的平衡方程只有三个。

上述三组平衡方程,只要所选取的投影轴和矩心满足各自的要求,都是充分的。

对于平面汇交力系,取汇交点为矩心,力矩方程将自动满足。故独立平衡方程只有二个并可写为:

                    ---(2-17)

对于平面平行力系,取x轴垂直于各力,则关于x的投影方程自动满足。独立平衡方程也只有二个,并可写为:

                     ---(2-18)