
【化】 system of concurrent forces
共点力系(Concurrent Force System)是指作用线相交于同一点的多个力所组成的力学系统,其英文术语在工程力学中常表述为"coplanar concurrent forces"或"concurrent force system"。这类力系的核心特征在于所有力的作用线或延长线交汇于一个公共点,该特性使得其合力的计算可采用矢量叠加原理:$vec{R} = sum_{i=1}^{n} vec{F_i}$,其中$vec{R}$代表合力矢量。
在静力学分析中,共点力系的平衡条件要求各力矢量之和为零,即满足$sumvec{F} = 0$的平衡方程。该条件可分解为直角坐标系下的分量方程:$sum F_x = 0$ 和 $sum F_y = 0$。根据清华大学工程力学系《基础力学教程》,这一平衡条件在桥梁桁架计算、起重机吊臂受力分析等工程场景中具有重要应用价值。
值得关注的是,美国机械工程师学会(ASME)发布的《工程力学纲要》特别指出,处理三维共点力系时需额外增加z轴方向的分量平衡方程,此时平衡方程扩展为$sum F_z = 0$。这种力系模型在航天器姿态控制推进器布局设计、建筑穹顶节点受力分析等现代工程领域发挥着关键作用。
共点力系是力学中的一个基本概念,指多个力的作用线相交于同一点(或作用点相同)的力系。以下是详细解释:
定义与特点
合成与分解
平衡条件
与平行力系的区别
扩展:在工程和建筑设计中,共点力系分析常用于简化复杂结构的受力模型,例如屋顶桁架节点的静力学计算。
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