理論力學複習

2023-01-13 20:15:04 字數 4058 閱讀 4397

一、靜力學

一、靜力學公理,受力分析

1、靜力學四個公理意義與作用

2、受力分析(力學的基本功)

(1)約束與約束力

光滑面約束及其約束力

柔索類約束

光滑鉸鏈約束:軸承,光滑圓柱鉸鏈(中間鉸),固定鉸支座

滾動鉸支座(光滑面約束與光滑鉸鏈約束的結合)

固定端約束

(2)受力圖:分離體,主動力,約束力

二、平面力系

平面力系分類

平面力系的可能結果:《合成?(合力,合力偶,主向量和主矩,),平衡?>

研究方法:幾何法,解析法(投影法)

(一)平面匯交力系

個獨立的平兩衡方程,可以求兩個未知量(大小或方向)

(二)力矩與力偶

1、力對點之矩:(代數量),合力矩定理

2、力偶

(1)力偶的概念

(2)力偶矩:(力偶的轉動效應度量)

(3)力偶的性質

(4)平面力偶係和合成與平衡:

(三)平面任意力系

1、力的平移定理

2、力系向一點簡化

3,主向量與主矩的概念與計算

4、平面任意力系的平衡方程

三個獨立方程,是平面力系最一般方程。

5、物體系統的平衡計算,靜定與超靜定問題。

本章應用:

1、支座反力計算題。2、簡單力系簡化的結果。

圖示覆合梁,荷載及尺寸如圖所示,桿重不計。已知q=20kn/m,l=2m,求1、2杆的內力以及固定端a處的約束反力

三、空間力系

空間力系分類

空間力系的可能結果:《合成?,平衡?>

研究方法:幾何法,解析法(投影法):空間座標系,一次,二次投影法

1、空間匯交力系

2、空間力對點之矩和對軸之矩

空間力對點之矩是向量(力矩作用面,轉軸,右手螺旋)

空間力對軸之矩是代數量:

兩者的關係:

3、空間力偶

空間力偶是向量(力偶作用面,轉軸,右手螺旋)

4、空間任意力系向一點簡化:主向量和主矩向量

5、空間任意力系平衡方程:

, 空間力系最一般方程,6個。

6、重心,形心,質心。

四、摩擦

1、靜滑動摩擦力與最大靜滑動摩擦力

2、摩擦角與自鎖

什麼是摩擦角?什麼是自鎖?

本章應用

1用自鎖判別物塊重p,靜止非臨界平衡;臨界平衡;滑動;不確定

2考慮摩擦時的平衡(考慮摩擦力,仍然平衡。注意平衡得範圍)

均質杆ab,重為p,均質圓柱o,半徑r,重w=0.5p,兩者在a處鉸接,放在粗糙的水平面上,已知oa水平,且,圓柱、杆與水平面的摩擦係數均為,求至少為多少時系統可以平衡?

1、受力圖:

2、先由平衡計算法向反力

,, ,,

3、如果b處先達到臨界狀態,

取ab杆平衡

, 不滑動則,得

4、如果c處先達到臨界狀態,

取圓柱平衡:

,, 不滑動則,

全部不滑動(兩者之中的大的)

二、運動學

第五章:點的運動描述

1、位置(運動方程)

向量法直角座標法:,軌跡:消去t

弧座標:

2、速度

向量法,

直角座標法:,

弧座標:,

3、加速度

向量法,

直角座標法:,

弧座標:,

第六章:剛體的簡單運動

1、剛體平移

什麼是平移,平移特點

2、剛體定軸轉動

描述整體運動;

(1)轉角方程

(2)角速度:,

(3)角加速度

(4)勻速勻變速轉動,,

(5)轉動剛體上各點的速度加速度分布

,,,(6)傳動比

(7)用向量表示角速度和角加速度

圖示機構,端點c的加速度大小?;方向是?;

第七章點的運動合成

1、概念

兩組座標:動系,靜系

三種運動:相對運動,牽連運動、絕對運動。

2、點的速度合成定理:

3、牽連運動為平動時的加速度合成定理:

第八章剛體平面運動

1、剛體平面運動分解:

平面運動可任取基點,而分解隨同基點平動與繞基點相對轉動。平移速度、加速度與基點的選擇有關,繞基點的角速度角加速度與基點選擇無關。

2、平面圖形內各點速度求法:

(1)基點法:

(2)速度投影法

(3)速度瞬心法

3、平面圖形內各點加速度求法:

基點法:

圖示平面鉸接機構,已知oa長為,角速度為。cd長為,角速度。在圖示位置oa與ab垂直,bc與ab的夾角為,cd與ab平行,求該瞬時b點的速度

速度投影定理

從ab看:,

從bc看:,

比較可知:,所以

所以:三動力學

第九章1、動力學基本定律:主要是

2、質點運動微分方程:基本定律的導數形式。

第十章動量定理

1、動量與衝量

2、動量定理

(1)質點動量定理,

(2)質點系

a)質點系總動量:

b) 質點系動量定理,

c)質量系動量守恆

d)質心運動定理

第十一章動量矩定理

1、質點:

2、質點系:,

其中:系統總動量矩,剛體平移時,

重點對軸:

剛體定軸轉動時:

3、動量矩守恆

4、剛體定軸轉動微分方程(動量矩定理用於轉動):

5、轉動慣量及其計算

(1)(2)計算

查表(能查到對通過質心軸的)

平行移軸:

組合法:各物體的轉動慣量求和

5、平面運動剛體的微分方程(動量矩定理用於平面運動剛體)

, 第十二章動能定理

1、力的功(常力,變力,常見力的功的計算)

2、動能定理

(1)質點:,

(2)質點系:(全部力的元功),(全部力的功)

其中:系統總動能

剛體平動時

剛體定軸轉動時:

剛體平面運動是:

3、功率、功率方程:

4、勢力場、勢能,機械能守恆定律

(1)有勢力(保守力):力的大小方向由空間位置決定,且做功只與始末位置有關。

(2)勢能:有勢力的功(注意:勢能的相對性,勢能參考零點)

(3)機械能守恆定律:只有保守力做功時:

(4)功能原理:(非保守力的功)

第十三章動靜法

質點:1、慣性力

2、質點的動靜法

質點系(剛體)

慣性力系的簡化:主向量,主矩向量:

第十四章虛位移原理

1、虛位移,虛功

2、理想約束

3、虛功原理:具有理想約束的質點系,平衡得充要條件是所有主動力的虛功等於零。

當有約束時,可以解除約束,將約束力當主動力看。

圖示梁,p=50kn,用虛位移原理計算,b支座的約束力為。

質量為m的均質杆oa,長。杆的下端固結一質量也為m,半徑為的均質圓盤,圖示瞬時角速度為,角加速度為,則系統的動量為系統的動量為系統的動能為

圖示圓輪半徑為r,在水平面上做純滾動,輪心o以勻速度向左運動。圖示瞬時,搖桿以水平線夾角為,連桿長為求此時搖桿的角速度和角加速度。

1. 速度分析

acd瞬時平動

以d為動點,為動系(如圖(1)所示)

2.加速度分析

分析ad杆,以a為基點

沿y軸投影可得

,(逆時針)

以d為動點,為動系(如圖(2)所示)

沿y軸投影

可得 (順時針)

長,質量m=5kg的均質杆oa可繞軸o轉動,a端連一剛度係數的彈簧ab,當oa鉛垂向上時,彈簧未變形,在鉛垂位置靜止釋放,當oa轉至水平位置時的角速度、角加速度、軸承o處的約束力(15分)

一、 用動能定理求角速度

初始位置:

水平位置,角速度,

動能功:

二、轉動微分方程求角加速度

(逆時針)

二、 質心運動定理求約束力,,。

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