第一篇 静力分析

物体在空间的位置随时间的改变而改变，称为机械运动，这是人们在日常生活和生产实践中最常见的一种运动形式，可以是物体之间相对位置在空间的变化，也可以是物体内各部分之间相对位置的变化。力是物体间相互的机械作用，机械运动状态的变化是由这种相互作用引起的。

工程力学的主要研究对象是工程构件、结构和机构。实际中的工程力学问题往往相当复杂，在研究具体问题时，必须抓住主要因素，略去次要因素，将研究对象抽象为力学模型，包括质点、质点系、刚体和变形固体等。

静力分析研究的是物体在力系作用下的平衡规律。也就是说，研究物体受到力系作用以后符合什么条件才能平衡。所谓“平衡”是指物体相对于地球保持静止或做匀速直线运动。如桥梁、楼房、做匀速直线飞行的飞机等，都处于平衡状态。平衡是物体机械运动的一种特殊形式。

力系是指作用于物体上的一群力，在静力学中，将研究以下3个方面的问题。

（1）物体的受力分析。分析某个物体上共受几个力以及每个力的方向和作用位置。

（2）力系的简化。把作用在物体上的一个力系用另一个与它等效的力系来代替，这两个力系互为等效力系。用一个简单力系等效地替换另一个复杂力系称为力系的简化。

（3）建立各种力系的平衡条件。研究物体平衡时，作用在物体上的各种力系所需要满足的条件即平衡条件。工程中常见的力系，按其作用线所在的位置，可分为平面力系和空间力系两大类。不同的力系，它的平衡条件也各不相同。满足平衡条件的力系称为平衡力系。

静力学是动力学的特例，因此力系的简化理论和物体受力分析的方法也是研究动力学的基础。

力系的平衡条件在工程中有着十分重要的意义，是设计结构、构件时进行静力计算的基础。土木工程中房屋、桥梁、水坝、闸门，许多机器零件和结构件，如机器的机架、传动轴、起重机的起重臂、车间天车的横梁等，正常工作时处于平衡状态或可以近似地看作平衡状态。为了合理地设计这些零件或构件的形状、尺寸，选用合理的材料，往往需要首先进行静力学分析计算，然后对它们进行强度、刚度和稳定性计算。因此，静力分析在工程中有着最为广泛的应用。