绪论及基本概念(工程力学PPT课件)
合集下载
工程力学ppt课件
拉伸过程中，材料可能发生弹性变形 、塑性变形或断裂；压缩过程中，材 料同样可能发生弹性变形、塑性变形 或屈曲。
剪切与扭转
剪切与扭转是研究材料在剪切和扭矩作用下的行为。
在剪切力作用下，材料可能发生剪切屈服和剪切断裂；在扭矩作用下，材料可能 发生扭转变形和扭断。
弯曲与失稳
弯曲与失稳是研究材料在弯曲和不稳定状态下的行为。
航空航天器的轻质结构易受到 气动力的影响，导致结构振动 和失稳。动力学分析确保飞行 器的安全性和稳定性。
推进系统动力学
火箭和航空发动机的稳定性直 接影响飞行器的性能和安全性 。推进系统动力学研究燃烧、 流动和振动等复杂因素。
姿态控制与稳定性
航天器在空间中的稳定姿态控 制是实现有效任务的关键。动 力学模型用于预测和控制航天 器的姿态变化。
工程力学ppt课件
汇报人：文小库
2023-12-31
CONTENTS
• 工程力学概述 • 静力学基础 • 动力学基础 • 材料力学 • 工程力学的实际应用
01
工程力学概述
定义与特点
定义
工程力学是研究物体运动规律和力的 关系的学科，为工程设计和实践提供 理论基础和技术支持。
特点
工程力学具有理论性强、实践应用广 泛、与多学科交叉融合等特点。
多体动力学与柔性结构分 析
考虑航天器中各部件的相互作 用，以及柔性结构在力矩和推 力作用下的响应。
车辆的行驶稳定性分析
轮胎与地面相互作用 研究轮胎与不同类型地面的相互 作用，以及由此产生的摩擦力和 反作用力。
操控性与稳定性控制 利用现代控制理论和方法，通过 主动或半主动控制系统来提高车 辆的操控性和行驶稳定性。
当材料受到弯曲力时，可能发生弯曲变形和弯曲断裂；失稳是指材料在某些条件下失去稳定性，可能 导致结构破坏。
剪切与扭转
剪切与扭转是研究材料在剪切和扭矩作用下的行为。
在剪切力作用下，材料可能发生剪切屈服和剪切断裂；在扭矩作用下，材料可能 发生扭转变形和扭断。
弯曲与失稳
弯曲与失稳是研究材料在弯曲和不稳定状态下的行为。
航空航天器的轻质结构易受到 气动力的影响，导致结构振动 和失稳。动力学分析确保飞行 器的安全性和稳定性。
推进系统动力学
火箭和航空发动机的稳定性直 接影响飞行器的性能和安全性 。推进系统动力学研究燃烧、 流动和振动等复杂因素。
姿态控制与稳定性
航天器在空间中的稳定姿态控 制是实现有效任务的关键。动 力学模型用于预测和控制航天 器的姿态变化。
工程力学ppt课件
汇报人：文小库
2023-12-31
CONTENTS
• 工程力学概述 • 静力学基础 • 动力学基础 • 材料力学 • 工程力学的实际应用
01
工程力学概述
定义与特点
定义
工程力学是研究物体运动规律和力的 关系的学科，为工程设计和实践提供 理论基础和技术支持。
特点
工程力学具有理论性强、实践应用广 泛、与多学科交叉融合等特点。
多体动力学与柔性结构分 析
考虑航天器中各部件的相互作 用，以及柔性结构在力矩和推 力作用下的响应。
车辆的行驶稳定性分析
轮胎与地面相互作用 研究轮胎与不同类型地面的相互 作用，以及由此产生的摩擦力和 反作用力。
操控性与稳定性控制 利用现代控制理论和方法，通过 主动或半主动控制系统来提高车 辆的操控性和行驶稳定性。
当材料受到弯曲力时，可能发生弯曲变形和弯曲断裂；失稳是指材料在某些条件下失去稳定性，可能 导致结构破坏。
《工程力学绪论》课件
工程力学在飞行器设计中至关重要， 确保飞行器的气动性能、结构强度和 稳定性。
工程力学在载人航天中发挥关键作用 ，保障航天员的生命安全和航天器的 可靠性。
航天器设计
在航天器设计中，工程力学用于分析 复杂的外太空环境对航天器结构和性 能的影响。
其他领域
车辆工程
01
工程力学在车辆工程中用于分析车辆结构的受力情况、优化设
材料力学与结构力学的发展
19世纪中叶以后，材料力学和结构力学逐渐发展成熟，为工程实 践提供了重要的理论支持。
现代工程力学
20世纪以来，随着科技的不断进步，工程力学与数学、物理学等 学科交叉融合，形成了许多新的分支领域。
工程力学的未来趋势
1 2
跨学科融合
工程力学将与生物学、化学、环境科学等学科进 一步交叉融合，开拓新的研究领域和应用方向。
04
工程力学的研究方法
理论分析法
总结词
基于数学和物理原理，通过逻辑推理和公式 推导，揭示力学现象的本质和规律。
详细描述
理论分析法是工程力学中最为基础和重要的 研究方法之一。它基于数学和物理的基本原 理，通过逻辑推理和公式推导，对力学现象 进行深入分析和解释。通过理论分析，可以 揭示力学现象的本质和内在规律，预测物体 在受力作用下的行为和变化。
计，提高车辆的安全性和性能。
水利工程
02
在水利工程中，工程力学用于分析水工结构的稳定性、安全性
以及优化设计方案。
核能工程
03
在核能工程中，工程力学用于评估核反应堆和相关设施的结构
强度、安全性和稳定性。
THANKS
感谢观看
05
工程力学的应用领域
建筑领域
01
02
1工程力学绪论ppt课件
AC
此时整体受力图如图（f）所示
54
讨论：若左、右两拱都考虑自重， 如何画出各受力图？
如图 （g） （h） （i）
55
例1-5 不计自重的梯子放在光滑水平地面上， 画出梯子、梯子左右两部分与整个系统 受力图．图(a)
解： 绳子受力图如图（b）所示
56
梯子左边部分受力图如图（c） 所示
梯子右边部分受力图如图（d） 所示
69
A C B
T
A
C
B
mg
NB
A
A
RA
A
XA
YA
P
C
B
45
P
C
B
45 RB
P
C
B
45 RB
70
P
C
A
B
FCC
用线和方向。
❖
2.确定物体受力中哪些是已知力和未知力，并建立已知力与未知力之间的关
系，从而求出所需的未知力。
本教学单元先解决第一个问题，这是受力分析最基本也是最重要的方面。
46
画受力图的基本步骤： （1）取分离体：根据问题的要求确定研究对象，将它从周围物体的约束中分离出来 ，单独画出研究对象的轮廓图形； （2）画已知力：载荷，特意指明的重力等，不特意指明重力的构件都是不考虑重力 的； （3）画约束反力：确定约束类型，根据约束性质画出约束反力。根据研究对象与周 围物体的联系，由约束性质分析约束力，并应用有关平衡条件（二力构件、三力平 衡汇交原理等）、作用与反作用定律分析隔离体上所受各力的位置、作用线及可能 方向；
42
约束有几种?每种对应的反力方向你都熟练掌握 了吗?
43
想想看,还有没有其它类型的约束?
此时整体受力图如图（f）所示
54
讨论：若左、右两拱都考虑自重， 如何画出各受力图？
如图 （g） （h） （i）
55
例1-5 不计自重的梯子放在光滑水平地面上， 画出梯子、梯子左右两部分与整个系统 受力图．图(a)
解： 绳子受力图如图（b）所示
56
梯子左边部分受力图如图（c） 所示
梯子右边部分受力图如图（d） 所示
69
A C B
T
A
C
B
mg
NB
A
A
RA
A
XA
YA
P
C
B
45
P
C
B
45 RB
P
C
B
45 RB
70
P
C
A
B
FCC
用线和方向。
❖
2.确定物体受力中哪些是已知力和未知力，并建立已知力与未知力之间的关
系，从而求出所需的未知力。
本教学单元先解决第一个问题，这是受力分析最基本也是最重要的方面。
46
画受力图的基本步骤： （1）取分离体：根据问题的要求确定研究对象，将它从周围物体的约束中分离出来 ，单独画出研究对象的轮廓图形； （2）画已知力：载荷，特意指明的重力等，不特意指明重力的构件都是不考虑重力 的； （3）画约束反力：确定约束类型，根据约束性质画出约束反力。根据研究对象与周 围物体的联系，由约束性质分析约束力，并应用有关平衡条件（二力构件、三力平 衡汇交原理等）、作用与反作用定律分析隔离体上所受各力的位置、作用线及可能 方向；
42
约束有几种?每种对应的反力方向你都熟练掌握 了吗?
43
想想看,还有没有其它类型的约束?
《工程力学课程总论》PPT课件
建筑精选课件
19
器航 空 航 天
Space Shuttle Discovery 建筑精选课件
升美 空国
发 现 号 航 天 飞 机
20
海洋石油钻井平台
建筑精选课件
21
大型水利工程设施
长江三峡工程
建筑精选课件
22
人类的灾难
对工程中不满足强度、刚度、稳定性而发生失效 的构件给工农业生产造成巨大的损失，例子不胜 枚举。
桥面结构
建筑精选课件
11
桥高
梁层
建
筑
桥墩
与
大
型
建筑精选课件
12
高速列车
建筑精选课件
13
车头
建筑精选课件
14
车身
建筑精选课件
15
民用航空飞机
建筑精选课件
16
机军 用 飞
苏－27战斗机
建筑精选课件
17
机军 用 飞
幻影－2000 战斗机
建筑精选课件
18
机军 用 飞F－16战斗机 Nhomakorabea建筑精选课件
工程力学
建筑精选课件
1
工程力学课程绪论
工程与工程力学 工程力学的任务
工程力学研究对象 工程力学研究模型 工程力学研究方法
建筑精选课件
2
工程与工程力学
建筑精选课件
3
都江堰
岷江上的大型引水枢纽工程，也是现有世界上历史最长的无坝 引水工程。始建于公元前256～前251年。
建筑精选课件
4
赵州桥(安济桥)
32
赛车结构
为什么赛车结构前细后粗；车轮前小后大？
建筑精选课件
33
日常生活中的工程力学问题
电子课件-《工程力学(第六版)》 绪论
作为一名机械类工程应用技能型人才，在工作中必然会 遇到很多与力学相关的问题，掌握一定的工程力学知识，有 助于以力学的观点、原理和方法去观察和解决工程中的力学 问题，例如正确使用、安装、维护各类机械，提高操作技能。
绪论
应用1：最早的蒸汽机车
最先制造出的，在轨道 上行走的，用蒸汽机驱动的 蒸汽机车是英国人理查 德 ·特 雷 维 塞 克 1802 年 左 右 制造的火车头。
因当时的板式轨道承受不了机车的重量而断裂，机 车失去控制，一头撞在了路边房屋的墙上，实验宣告失 败。
绪论
应用2：大型桥梁工程
上海杨浦大桥的桥面结 构采用复式结构、加强或加肋 结构，用以承受较大的负载而 不发生破坏或者大的变形。
绪论
应用3：长江三峡ห้องสมุดไป่ตู้程
因水坝受到的水压 力为分布力，设计大坝 形状时要考虑水压力的 影响。
绪论
绪论
一、课程性质和内容
工程力学是机械类专业的技术基础课，其 内容涵盖理论力学和材料力学两部分。理论力 学(包括静力学、运动学和动力学)研究物体机械 运动(机械运动是自然界中最简单、最基本的运 动形态，指一个物体相对于另一个物体的位置 随着时间而变化的过程，或者一个物体的某些 部分相对于其他部分的位置随着时间而变化的 过程)的一般规律；材料力学研究物体变形及破 坏的一般规律。
绪论
应用4：击球动作
绪论
二、课程的学习意义
机械类专业都要涉及机械运动和强度、刚度、稳定性问 题。
机械类专业的其他课程，如机械基础、机械制造工艺基 础、模具制造工艺、车工工艺学、钳工工艺学、焊工工艺学 等都离不开工程力学这个基础。
工程力学采用典型的理论分析、实验手段及计算机仿真 等研究方法，有助于培养辩证唯物主义观点以及分析问题和 解决问题的能力。
绪论
应用1：最早的蒸汽机车
最先制造出的，在轨道 上行走的，用蒸汽机驱动的 蒸汽机车是英国人理查 德 ·特 雷 维 塞 克 1802 年 左 右 制造的火车头。
因当时的板式轨道承受不了机车的重量而断裂，机 车失去控制，一头撞在了路边房屋的墙上，实验宣告失 败。
绪论
应用2：大型桥梁工程
上海杨浦大桥的桥面结 构采用复式结构、加强或加肋 结构，用以承受较大的负载而 不发生破坏或者大的变形。
绪论
应用3：长江三峡ห้องสมุดไป่ตู้程
因水坝受到的水压 力为分布力，设计大坝 形状时要考虑水压力的 影响。
绪论
绪论
一、课程性质和内容
工程力学是机械类专业的技术基础课，其 内容涵盖理论力学和材料力学两部分。理论力 学(包括静力学、运动学和动力学)研究物体机械 运动(机械运动是自然界中最简单、最基本的运 动形态，指一个物体相对于另一个物体的位置 随着时间而变化的过程，或者一个物体的某些 部分相对于其他部分的位置随着时间而变化的 过程)的一般规律；材料力学研究物体变形及破 坏的一般规律。
绪论
应用4：击球动作
绪论
二、课程的学习意义
机械类专业都要涉及机械运动和强度、刚度、稳定性问 题。
机械类专业的其他课程，如机械基础、机械制造工艺基 础、模具制造工艺、车工工艺学、钳工工艺学、焊工工艺学 等都离不开工程力学这个基础。
工程力学采用典型的理论分析、实验手段及计算机仿真 等研究方法，有助于培养辩证唯物主义观点以及分析问题和 解决问题的能力。
《工程力学绪论》课件
重力是一种常见的力，了解如 何计算物体所受的重力。
平衡条件
物体处于平衡状态时，合外力和力矩都为零。了解如何应用平衡条件解决工程问题。
合外力 力矩
力的合力为零 力的力矩和为零
《工程力学绪论》PPT课 件
本课程介绍工程力学的基础概念和原理，包括牛顿定律、运动学和动力学， 力和力的作用点，静力学，以及平衡条件。旨在帮助学习者理解工程力学的 基本原理和应用。Fra bibliotek力学基础
力的概念
力是物体产生运动或变形的原 因。了解不同类型的力对系统 的影响是工程力学的基础。
矢量与标量
在力学中，我们使用了矢量和 标量来描述物理量。了解它们 的区别和应用是理解力学基础 的关键。
力的方向
力可以是沿直线方向或沿曲 线运动。学习如何描述和计 算力的方向。
力的作用点
力的作用点可以在物体上的 不同位置，学习如何确定力 的作用点对物体的影响。
静力学
力的平衡
了解如何确定物体是否处于平 衡状态，即力的合力和力矩是 否为零。
力的分析
重力
通过绘制力的分析图，可以更 好地理解力的作用和平衡条件。
1
运动学
研究物体运动的性质，包括位移、速度和加速度。了解如何描述和计算物体的运动。
2
动力学
研究物体运动的原因，即力和质量的关系。学习如何计算物体受到的力和加速度。
3
牛顿第二定律
运动学和动力学的桥梁，描述了物体的加速度和作用在其上的外力之间的关系。
力和力的作用点
力的大小
力可以是任何大小，从微小 到巨大。了解如何计算和测 量力的大小。
平衡
了解平衡的概念和条件是工程 力学中解决问题的基础。学习 如何确定物体是否处于平衡状 态。
工程力学课程绪论
技进步和创新，为人类创造更加安全、高效和环保的工程环境。
02
工程力学的基本概念
力的概念
总结词
力的概念是工程力学中的基本概念之 一，是指物体之间的相互作用。
详细描述
力是一个矢量，具有大小和方向两个 基本属性。在工程力学中，力的大小 是指作用在物体上的力的大小，力的 方向是指力作用的方向。
刚体的概念
研究刚体在力作用下的平 衡问题，包括力的平衡和 力矩平衡。
刚体的动力学分析
研究刚体在力作用下的运 动规律，包括速度、加速 度和动量等。
刚体的弹性分析
研究刚体在力作用下的弹 性变形问题，包括应力、 应变和弹性模量等。
运动的分析方法
牛顿运动定律
根据牛顿运动定律，分析物体的运动 规律，包括加速度、速度和位移等。
动量定理和动量守恒
角动量定理和角动量守恒
根据角动量定理和角动量守恒定律， 分析物体的角动量变化和系统角动量 守恒问题。
根据动量定理和动量守恒定律，分析 物体的动量变化和系统动量守恒问题。
05
工程力学的应用实例
桥梁工程中的力学问题
总结词
桥梁稳定性、抗风与抗震能力
详细描述
在桥梁工程中，工程力学提供了对桥梁结构 稳定性和安全性的分析方法。通过研究桥梁 在不同外力作用下的响应，工程师可以评估 其抗风和抗震能力，确保桥梁在各种自然灾 害下的安全性能。
04
工程力学的分析方法
力的分析方法
01
02
03
力的平衡分析
通过力的平衡原理，确定 物体在静止或匀速直线运 动状态下的受力情况。力情况。
力的分解与合成
将一个力分解为多个分力， 或将多个力合成一个力， 以便于分析计算。
刚体的分析方法
02
工程力学的基本概念
力的概念
总结词
力的概念是工程力学中的基本概念之 一，是指物体之间的相互作用。
详细描述
力是一个矢量，具有大小和方向两个 基本属性。在工程力学中，力的大小 是指作用在物体上的力的大小，力的 方向是指力作用的方向。
刚体的概念
研究刚体在力作用下的平 衡问题，包括力的平衡和 力矩平衡。
刚体的动力学分析
研究刚体在力作用下的运 动规律，包括速度、加速 度和动量等。
刚体的弹性分析
研究刚体在力作用下的弹 性变形问题，包括应力、 应变和弹性模量等。
运动的分析方法
牛顿运动定律
根据牛顿运动定律，分析物体的运动 规律，包括加速度、速度和位移等。
动量定理和动量守恒
角动量定理和角动量守恒
根据角动量定理和角动量守恒定律， 分析物体的角动量变化和系统角动量 守恒问题。
根据动量定理和动量守恒定律，分析 物体的动量变化和系统动量守恒问题。
05
工程力学的应用实例
桥梁工程中的力学问题
总结词
桥梁稳定性、抗风与抗震能力
详细描述
在桥梁工程中，工程力学提供了对桥梁结构 稳定性和安全性的分析方法。通过研究桥梁 在不同外力作用下的响应，工程师可以评估 其抗风和抗震能力，确保桥梁在各种自然灾 害下的安全性能。
04
工程力学的分析方法
力的分析方法
01
02
03
力的平衡分析
通过力的平衡原理，确定 物体在静止或匀速直线运 动状态下的受力情况。力情况。
力的分解与合成
将一个力分解为多个分力， 或将多个力合成一个力， 以便于分析计算。
刚体的分析方法
《工程力学》绪论
刚度：构件在外载作用下，具有足够的抵抗变形的能力（不产 生过量的弹性变形）。如机床主轴变形不应过大，否则影响加 工精度。
稳定性：构件具有足够的保持其原有平衡状态的能力。如千斤顶 的螺杆、内燃机的挺杆等。
3.工程力学的任务
研究构件的受力与平衡规律，研究构件的强度、刚度和稳定
性及材料的力学性能，为合理解决工程构件设计中安全与经济 之间的矛盾提供基础理论、设计方法。
(3) 扭转变形 由大小相等、转向相反、作用面垂直于杆轴的一对力 偶所引起，表现为杆件的任意两个横截面发生绕轴线 的相对转动。如机器中的传动轴受力后的变形。
(4) 弯曲变形
由垂直于杆件轴线的横向力，或由作用于包含杆轴的纵向平面内的一 对大小相等、方向相反的力偶所引起的，表现为杆件轴线由直线变为 受力平面内的曲线。如吊车梁受力后的变形。
弹性变形 变形 塑性变形
小变形：绝大多数工程构件的变形都极其微小，比构件本身尺寸要小得 多，在分析构件所受外力（列静力平衡方程）时，通常不考虑变形的影 响，而仍可以用变形前的尺寸，此即所谓“原始尺寸原理”。
2.构件变形的基本形式 杆件在不同的外力作用下，将发生不同形式的变形。杆件变形 的基本形式有四种：轴向拉伸或压缩、弯曲、扭转和剪切。杆 件同时发生几种基本变形，称为组合变形。
工程力学
——教学课件
杜建根
使用说明
本课件在运行时需安装以下软件： 1.flash播放器。 2.暴风影音播放器。 3.公式编辑器（Mathtype6.0）
课程内容
绪论 第一篇 刚体静力分析 第一章 刚体静力分析基础 第二章 力系的平衡方程及其应用 第二篇 杆件承载能力分析 第三章 杆件基本变形时的内力分析 第四章 杆件的应力与强度计算 第五章 杆件的变形与刚度计算 第六章 压杆的稳定性计算
稳定性：构件具有足够的保持其原有平衡状态的能力。如千斤顶 的螺杆、内燃机的挺杆等。
3.工程力学的任务
研究构件的受力与平衡规律，研究构件的强度、刚度和稳定
性及材料的力学性能，为合理解决工程构件设计中安全与经济 之间的矛盾提供基础理论、设计方法。
(3) 扭转变形 由大小相等、转向相反、作用面垂直于杆轴的一对力 偶所引起，表现为杆件的任意两个横截面发生绕轴线 的相对转动。如机器中的传动轴受力后的变形。
(4) 弯曲变形
由垂直于杆件轴线的横向力，或由作用于包含杆轴的纵向平面内的一 对大小相等、方向相反的力偶所引起的，表现为杆件轴线由直线变为 受力平面内的曲线。如吊车梁受力后的变形。
弹性变形 变形 塑性变形
小变形：绝大多数工程构件的变形都极其微小，比构件本身尺寸要小得 多，在分析构件所受外力（列静力平衡方程）时，通常不考虑变形的影 响，而仍可以用变形前的尺寸，此即所谓“原始尺寸原理”。
2.构件变形的基本形式 杆件在不同的外力作用下，将发生不同形式的变形。杆件变形 的基本形式有四种：轴向拉伸或压缩、弯曲、扭转和剪切。杆 件同时发生几种基本变形，称为组合变形。
工程力学
——教学课件
杜建根
使用说明
本课件在运行时需安装以下软件： 1.flash播放器。 2.暴风影音播放器。 3.公式编辑器（Mathtype6.0）
课程内容
绪论 第一篇 刚体静力分析 第一章 刚体静力分析基础 第二章 力系的平衡方程及其应用 第二篇 杆件承载能力分析 第三章 杆件基本变形时的内力分析 第四章 杆件的应力与强度计算 第五章 杆件的变形与刚度计算 第六章 压杆的稳定性计算