工程力学概念复习

1：平衡物体的运动状态不变。它包括静止和匀速直线运动。2：刚体所谓刚体是指这样的物体，在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变3：力的定义力是物体之间相互的机械作用，这种作用的效果是使物体的运动状态发生变化，同时使物体的形状发生改变。4：力的三要素力的大小力的方向力的作用点5：力的基本公理与定律公理1力的平行四边形规则（作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。）公理2二力平衡公理（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、沿同一条直线。）公理3加减平衡力系公理（在作用于刚体上的已知力系上，加上或去掉任意个平衡力系，不改变原力系对刚体的作用效果。）推论1力的可传性原理（作用在刚体上的力可沿其作用线任意移动，而不改变该力对刚体的作用。）推论2三力平衡汇交定理（作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则此三力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点）公理3作用与反作用公理（两物体间相互作用的作用力和反作用力总是同时存在，大小相等，方向相反，沿同一直线，分别作用在这两个物体上。）公理4刚化原理（当变形体在已知力系作用下处于平衡时，如果把该物体变成刚体，则平衡状态保持不变。）6：力、分力、投影、合力若一个力系可用一个力等效替换，则该力叫合力；力系中的各力叫分力。平面汇交力系的合力在某轴上的投影，等于力系中各个分力在同一轴上投影的代数和。7：二力杆二力杆指重力不计情况下，只受两个力而处于平衡的杆8：约束定义、自由体、非自由体、主动力、约束类型、约束反力方向约束——对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体。自由体——位移不受限制的物体。非自由体——位移受到限制而不能作任意运动的物体。主动力--除约束力外，非自由体上所受到的所有促使物体运动或有运动趋的力约束类型：具有光滑接触表面的约束；由柔软的绳索、链条或胶带等构成的约束；光滑铰链约束；约束反力方向：约束反力阻止物体运动的作用是通过约束与物体相互接触来实现的，因此它的作用点在相互接触处；它的方向必与该约束所能阻碍的位移方向相反。9：载荷分类1、作用在机械零件上的载荷可分为静载荷和变载荷两类。不随时间变化或变化较缓慢的载荷称为静载荷。随时间变化的载荷称为变载荷。2、在设计计算中，还常把载荷分为名义载荷与计算载荷。根据额定功率用力学公式计算出作用在零件上的载荷称为名义载荷，它没有反映载荷随时间作用的不均匀性、载荷在零件上分布的不均匀性及其它影响零件受载等因素。因此，常用载荷系数K来考虑这些因素的综合影响。载荷系数K与名义载荷的乘积即称为计算载荷。10：平面汇交力系平衡几何与解析条件1、 平面汇交力系平衡的必要与充分条件是：该力系的合力等于零。2、 平面汇交力系平衡的必要与充分条件是：该力系的力多边形自行封闭，这是平衡的几何条件。3、 平面汇交力系平衡的必要和充分条件是：各力在作用面内两个任选的坐标轴上投影的代数和等于零。

上式称为平面汇交力系的平衡方程。11：力矩、力偶定义、特性力的大小F与力臂D的乘积称为力矩由两个大小相等、方向相反且不共线的平行力组成的力系，称为力偶，特性：1、力偶只能与力偶平行；2、力偶与矩心无关；3、力偶可以在其作用平面内任意移转而不改变它对刚体的作用；12：力偶三要素、平衡条件三要素：力偶矩的大小转向力偶的作用面平衡条件：所谓力偶系的平衡，就是合力偶的矩等于零。因此，平面力偶系平衡的必要和充分条件是：所有各力偶矩的代数和等于零13：力的平移定理、合力矩定理力的平移定理：可以把作用在刚体上点A的力F平行移到任一点B,但必须同时附加一个力偶，这个附加力偶的矩等于原来的力F对新作用点B的矩。合力矩定理：平面任意力系的合力对作用面内任一点的矩等于力系中各力对同一点的矩的代数和。这就是平面任意力系的合力矩定理14：一般力系的平衡方程的三种形式及其使用附加条件力矩方程：工f力矩方程：工f=0 、xi工F=0 >yi工M(F)=0Oi(A一力矩：［工F=0x<工M(F)=0A工M(F)=0BB两点的连线不能垂直于X轴)三力矩：「工M(F)=0A<工M(F)=0B工M(F)=0C(A.B.C三点不能位于同一直线上)15：静定与静不定定义在静力学中求解物体系统的平衡问题时，若未知量的数目不超过独立平衡方程数目，则由刚体静力学理论，可把全部未知量求出，这类问题称为静定问题。若未知量的数目多于独立平衡方程数目，则全部未知量用刚体静力学理论无法求出，这类问题称为静不定问题16：桁架的定义、平面桁架的简化假设、零杆的寻找方法桁架是由杆件彼此在两端用铰链连接形成的几何形状不变的结构。桁架中所有杆件都在同一平面内的桁架称为平面桁架。桁架中的铰链接头称为节点。为简化桁架计算，工程实际中采用以下几个假设：桁架的杆件都是直杆；杆件用光滑铰链连接；桁架所受的力都作用到节点上且在桁架平面内；桁架杆件的重量略去不计，或平均分配在杆件两端的节点上。零杆的寻找方法：1、两杆节点无载荷、且两杆不在一条直线上时，该两杆是零力杆。2、三杆节点无载荷、其中两杆在一条直线上，另一杆必为零力杆。17：力对点的矩与力对轴的矩之间的关系力对点的矩矢在通过该点的某轴上的投影，等于力对该轴的矩。18：摩擦定义、分类、摩擦角、自锁、斜面为a的自锁条件、三种摩擦系数间的关系定义：当物体与另一物体沿接触面的切线方向运动或有相对运动的趋势时，在两物体的接触面之间有阻碍它们相对运动的作用力，这种力叫摩擦力。接触面之间的这种现象或特性叫“摩擦”。分类：按摩擦副的运动形式摩擦分为滑动摩擦和滚动摩擦按摩擦表面的润滑状态，摩擦可分为干摩擦、边界摩擦和流体摩擦摩擦角：当有摩擦时，支承面对平衡物体的反力包含法向反力Fn和切向摩擦力Fs，这两个力的合力称为支承面的全约束反力，即Fr=Fn+F，它与支承面间的夹角。将随主动力的变化而变化，当物体处于临界RNs平衡状态时，0角达到一最大值0f。全约束力与法线间的夹角的最大值0f称为摩擦角。

FrFr<p凡axFrFr<p凡ax如果作用于物块的全部王动力的合力Fr的作用线在摩擦角0f之内，则无论这个力怎样大，物块必保持静止。这种现象称为自锁现象。斜面为a的自锁条件：是斜面的倾角小于或等于摩擦角。三种摩擦系数间的关系：19：重心、形心区别及其求解方法不论物体如何放置，其重力的合力的作用线相对于物体总是通过一个确定的点，这个点称为物体的重心均质物体的重心就是几何中心，即形心。求解方法：1,、用组合法求重心（1、分割法；2、负面积法）2、用实验方法测定重心的位置（1、悬挂法；2、称重法）20：材料力学的研究目的强度、刚度、稳定性强度：杆件在外载作用下，抵抗断裂或过量塑形变形的能力刚度：杆件在外载作用下，抵抗（弹性）变形的能力稳定性：杆件在压力外载作用下，保持其原有平衡状态的能力21：材料力学研究的基本变形形式1、轴向拉伸及压缩；2、剪切及挤压；3、扭转；4、平面弯曲；22：材料力学研究的基本假设一、连续、均匀性假设；二、平面性假设；三、各向同性假设；四、小变形假设23：轴向拉压横截面应力与斜截面应力关系arcos2arcos2aa0t sinacosaa0a=o(l+cos2a)a2=么sin2aa224：低碳钢拉伸试验曲线、比例极限、屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率、L一L A一A】、延伸率必：“士x叫2、截面收缩率：屮屮=亍x100°；25：应力集中现象及其发生部位、危险截面应力集中是指受力构件由于外界因素或自身因素几何形状、外形尺寸发生突变而引起局部范围内应力显著增大的现象。发生部位:多出现于尖角、孔洞、缺口、沟槽以及有刚性约束处及其邻域危险截面:26：安全系数水工建筑物、结构或构件的抗破坏强度与设计荷载效应组合的比值，它是建筑物、结构或构件的安全储备的指标27：内力、全应力、正应力、线应变、切应变、弹性模量、切变模量、泊松比内力:指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间分布内力系的合成（附加内力）。全应力：正应力：垂直于截面的应力称为“正应力”线应变：对于正应力作用下的微元，沿着正应力方向和垂直于正应力方向将产生伸长和压缩，定义为线变形，描述弹性体在各点处线变形程度的量，称之为线应变，用£表示切应变：切应力作用下的微元体将发生剪切变形，剪切变形程度用微元体直角的改变量度量，微元直角改变量称之为切应变，用Y表示弹性模量：匕=e（E和G为与材料相关的弹性常数，E为弹性模量、G为切变模量）切变模量：T=g・y泊松比：泊松比V（或横向变形系数）V 或：Sr=-V8g28：轴力、剪力、扭矩、弯矩轴力：轴向拉压杆的内力，用N表示。剪力:剪力--F：剪切面上的内力。s扭矩：构件受扭时，横截面上的内力偶矩，记作“厂。弯矩：构件受弯时，横截面上位于轴线所在平面内的内力偶矩.矩心为横截面形心.记作“M"

29：有效挤压面有效挤压面是指接触面在垂直于总挤压力作用线平面上的投影。当接触面为平面时，有效挤压面积即为接触面面积，当接触面为圆柱时，有效挤压面的面积为圆柱的直径面面积。30：扭转截面极惯性矩、抗扭截面系数、扭转切应力分布图扭转截面极惯性矩：抗扭截面系数：扭转切应力分布图：31：扭转刚度Gfp反映了截面抵抗扭转变形的能力，称为截面的抗扭刚度刚度的条件I T180<r']()0 =GI•仃<即'」(O/m)[G]称为许用单位扭转角。maxGI兀p32：梁的基本简化结构形式1、简支梁；2、悬臂梁；3、外伸梁33：等强度梁的定义、提高梁的强度刚度措施等强度梁：为了使各个截面的弯曲应力相同,则应随着弯矩的大小相应地改变截面尺寸,以保持相同强度的梁,这种梁称为等强度梁。措施：1、选择合理的截面形状；2、采用变截面梁或等强度梁；3、改善受力状况34：弯曲截面惯性矩、弯曲截面系数图形对O点的极惯性矩:bh3矩形一12bh2max圆形矩形一12bh2max圆形--W=十zymaxnd4/64nd3d/2_~32圆环--W二厶=竺(1—a4)zy32max35：主应力、主平面、第一第二第三主应力主应力(PrincipalStress)：主平面上的正应力。主平面(PrincipalPlane)：切应力为零的截面。12312336：最大正应力与主应力关系、最大剪应力与主应力关系主应力(PrincipalStress)： 主平面上的正应力g取得极值时,T=0.••极值正应力就是主应力!aaG+GG-Gg=—x a+—x acos2a—tsin2aa22xy

最大、最小主应力:V CT+Q 厂b―hQ<max=x y+ (x y)2+T2TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"[ct 2 _( —2 )xymin *CThCTt二一 ysin2a+tcos2a\o"CurrentDocument"a 2 xy37：求解弯曲变形的方法积分法求弯曲变形、叠加法求弯曲变