工程力学绪论
1工程力学绪论ppt课件

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1-4章

了减少体系的自由度。如果在体系中增加一个约束,
而体系的自由度并不因此而减少,则该约束被称为多余约束。 多余约束只说明为保持体系几何不变是多余的,在几何体系中增设多余约束, 可改善结构的受力状况,并非真是多余。
首先以地基及杆AB为二刚片,由铰A和链杆1联结, 链杆l延长线不通过铰A,
组成几何不变部分,见图12-17b。以此部分作为一刚片,杆CD作为另一刚片,
用链杆2、3及BC链杆(联结两刚片的链杆约束,必须是两端分别连接在所研究 的两刚片上)连接。三链杆不交于一点也不全平行,符合两刚片规则,
故整个体系是无多余约束的几何不变体系。
铰用小圆圈作为符号。
(2)刚结点 被连接的杆件在连接处既不能相对移动,又不能相对转动 。
4.用符号表示理想化的支座
结构与基础或其他支承物的连接区称为支座。按照杆件受力、位移的特点, 平面杆件结构实际的支座经常简化为四种理想化的支座,
1)链杆支座
2)铰支座
3)定向支座
4)固定支座
5、荷载的简化 结构构件的自重、楼面上人群或各种物品的重量、厂房中设备的重量、
(2)、单铰(即连接两个刚片的铰) 一个单铰为两个约束;
(3)、复铰约束(如图12—3,连接多于两个刚片的铰) 连接n个刚片的复铰相当于(n-1)个单铰(n为刚片数)约束;
(4).刚结点,刚结点为三个约束。
(5),、刚性复铰、连接n个刚片的复铰相当于(n-1)个单铰(n为刚片数)约束;
图12-3
2.必要约束、多余约束:为保持体系几何不变必须有的约束叫必要约束;
R
3.平面一般力系平衡方程的其它形式
工程力学课程绪论

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:第1课-绪论

工程力学 第一章关于《工程力学》主要包括静力学和材料力学两部分内容 静力学静力学:物体(刚体)在外力作用下平衡规律的科学。
研究内容:1)物体的受力分析;2)力系的简化;3)力系的平衡条件。
它是一系列后续课程,如材料力学、弹塑性力学的基础材料力学研究构件(可变形体)在外力作用下的变形、受力与破坏的规律,为合 理设计构件提供强度 刚度与稳定性分析的基本理论与方法 理设计构件提供强度、刚度与稳定性分析的基本理论与方法。
3工程力学 第一章第一篇 静力学一、静力学的基本概念与物体受力分析 二、汇交力系 三 力偶系 三、力偶系 四、平面任意力系 五、空间任意力系 六 静力学专题 六、静力学专题——桁架、摩擦、重心 桁架 摩擦 重心4工程力学 第一章第一章 静力学基本概念与物体受力分析1 1 静力学基本概念 1.1静力学基本概念 1.2约束与约束力 1.3受力图5工程力学 第一章§1-1 静力学基本概念 静力学的研究对象 • 刚 体(rigid body): 在力作用下不变形的物体,即刚体内部 任意两点间的距离保持不变。
刚体是对实际变形物体的抽象; 静力学的研究对象; 静力学也称刚体静力学。
可变形体 刚体6工程力学 第一章 平衡的概念 • 平 衡(equilibrium): 物体(质点、质点系、刚体等)在惯性 参考系(如地面)中处于静止或作匀速直线运动的状态 是 参考系(如地面)中处于静止或作匀速直线运动的状态,是 物体机械运动的一种特殊状态。
飞机静载实验7工程力学 第一章 力和力系的概念 1 力 力是物体间的相互机械作用。
1.力: 作用方式:直接接触和通过场 作 2. 力的效应: ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)力对刚体的作用:只有运动效应,平衡是其特例; 力对可变形物体的作用,既有内效应,也有外效应。
3. 力的三要素: 大小,方向,作用点 力的单位:FAAkg ⋅ m / s 28或: 牛顿(N)以及千牛(KN)工程力学 第一章4. 力的表示:矢量 A 图形表示 — 带箭头的线段 定位矢量、滑移矢量、自由矢量 B 符号表示 — 矢量 F 或 F 大小 F = F 集中力 分布力 5 力的分类 — 集中力、分布力 5. 力的分类 q→力是定位矢量FAB力的作用线z线段长度(力的大小) z线段方位和箭头指向(力的方向) z线段的始端或末端(力的作用点)汽车通过轮胎作用在桥面上的力桥面板作用在钢梁的力9工程力学 第一章问题:说明下面三种情况表示的力的意义: (1) F1= F2; (2) F1= F2; (3) 力F1与F2等效; (1)表示两力大小相等、方向相同; ( )表示两力 小相等; (2)表示两力大小相等; (3)表示两力大小相等、方向相同、作用点相同。
工程力学第1讲绪论

工程力学第1讲绪论
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• 核电站的热核反 应堆—— 安全壳的结构设 计、抗地震与抗 飞机撞击的分析 计算与设计。
工程力学第1讲绪论
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计算机硬盘驱动器
给定不变的角加 速度,从启动到正 常运行所需的时间 以及所需经历的转 数。
已知转台的质量 及其分布,当驱动 器到达正常运行所 需角速度时,驱动 马达的功率如何确 定?
•在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑辊轴而 成.
•约束力:•构件受到⊥光滑面的约束力.
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工程力学第1讲绪论
•(2)链杆约束
•两端各以铰链与其他物体相连接且在中间不再受力(包括 物体本身的自重)的直杆称为链杆 。
•这种约束对物体的约束反力沿着链杆两端铰结点的连线,其 方向或指向物体(即为压力),或背离物体(即为拉力)。
•图5 气垫船(最大航速140节)
工程力学第1讲绪论
• 若已知推力和跑道可能长度,则需要 多大的初速度和一定的时间隔后才能达 到飞离甲板时的速度。
• 若已知初速度、一定的时间间隔后 飞离甲板时的速度,则需要弹射器施加 多大推力,或者确定需要多长的跑道。
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舰载飞机在发动机和弹射器推力 作用下从甲板上起飞
•——载荷集 度
工程力学第1讲绪论
•二、力系的概念
•力系:一群力.
•可分为:平面汇交(共点)力系,平面平行力系,平面力 偶系,平面任意力系;空间汇交(共点)力系,空间平行力 系,空间力偶系,空间任意力系.
•如果一个力系对物体的作用是使物体处于平衡状态,则 此力系称为平衡力系。
•若两个力系分别作用于一个物体上时其作用效应相同,就 说这两个力系是等效力系。如果一个力和一个力系等效, 则称这个力是力系的合力,而将力系中的各个力称作合力 的分力。
《工程力学》绪论

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
工程力学 绪论 第一章

因此,对刚体来说,力作用三要素为:大小,方向,作用线。
第 1章
推论2 三力平衡汇交定理
静力学基础
作用在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,则第三个力的作用线通过汇交点。
O FTA O A C P B A C FTB
B
P
第 1章
公理4
静力学基础
作用力和反作用力定律
两物体间的相互作用力,大小相等,方向相反,作 用线沿同一直线。
第 1章
1.2 静力学基本公理
静力学基础
公理: 是人类经过长期实践和经验而得到的结论,它被反复的实 践所验证,是无须证明而为人们所公认的结论。
公理1
力的平行四边形法则
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、方向,由这两 个力为边构成的平行四边形 的对角线确定。
课程内容
• 第一篇:理论力学静力学
• • • • 第1章 第2章 第3章 第4章 静力学基础 平面力系的简化 平面力系平衡问题 刚体静力学专门问题
课程内容 • 第二篇:材料力学 • • • • • • 第5章 材料力学基本概念 第6章 轴向拉伸和压缩 第7章 截面图形的几何性质 第8章 扭转 第9章 直梁弯曲 第10章 压杆稳定
静力学基础
二力杆可以是直杆也可以是曲杆。 二力杆受力特点: 两个力的大小相等,方向相反,作用线沿两个力的作用点 的连线。 二力杆的判断: 1.处于平衡状态 2.两个接触点 3.杆上无外力 P20练习
第 1章
公理3
静力学基础
加减平衡力系公理
在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系,并不改变原 力系对刚体的作用。 推论1 力的可传性 作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一 点,而不改变该力对刚体的效应。
工程力学(材料力学)1 工程力学 绪论及静力学知识 3

FR Fy FR
约束力特征:
Fx 方位 沿销钉的径向 指向 指向不定(假定两互相垂直
分量)
固定铰支座
A
A
FAx FAy
活动铰链或中间铰
铰
B
A
C
FB1y B
FB2x
FB1x
B FB2y
FB2 y
F B2 x
FB1x
B FB1y
可动铰支座
A
A
A RA
止推轴承
A
FAx
FAy
链杆约束
Fx F cos
Fy F cos Fz F cos
X=Fx=F·cosa Y=Fy=F·sina=F ·cosb
• 力是矢量,有大小、方向,服从平行四边形加法法则的物 理量。定位矢量、自由矢量。
6、力系:同时作用于同一物体上的一群力,称为力系
平面力系 空间力系
汇交 力系
平面 汇交 力系
空间 汇交 力系
在已知力系上加减任意的平衡力系,并不改变原力系对 刚体的作用。
推论 (力在刚体上的可传性)
作用于刚体上某点的力,可沿
它的作用线移到刚体内任意一
点,并不改变该力对刚体的作
F1
用。
公理三 (力的平行四边形法则)
作用于物体上的两个力可合成为作用于同一点 的一个力,即合力。
合力:力平行四边形的对角矢来表示。
工程力学 绪论
工程力学是一门研究物体机械运动一般规律及有 关构件强度、刚度和稳定性等理论的科学。
包括理论力学和材料力学两门学科的有关内容。
理论力学是研究物体受力和平衡的规律(机械运 动一般规律的科学)(静力学、运动学和动力学)
材料力学研究物体外力作用下变形与失效的规律, 为合理设计构件提供有关基础理论和方法;
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工程力学:包括静力学、材料力学和运动学动力学等。
二、学习目的
1、直接解决工程问题。 涉及广泛工程领域:土、水、机、航、材、能。 新领域:生物技术、能源、材料(纳米)、电子技术. 工程领域的创新离不开力学
2、后续课程基础:其它力学课程的基础. 土木专业:材力、结力、砼结构、钢结构、土力学与 地基、流体力学、弹性力学
理论力学(属一般力学):研究质点系机械运动一般规律。 包括: 静力学、运动学和动力学
材料力学:研究杆状构件的强度,刚度和稳定性 。
结构力学:研究杆系结构的强度,刚度和稳定性。
弹性力学:研究非杆结构在弹性阶段的强度、刚
固体力学
度和稳定性。
板壳力学;断裂力学;塑性力学等。
流体力学:研究流体受力与运动规律。水力学;空气动力学; 爆炸力学等。
斜 拉 索 和 悬 索 桥
日本明石海峡大桥
杨
浦
大
桥
早期筒体结构建筑
比萨斜塔 应 县 木 塔
建于1173-1370年
建于1056年
早期建筑的特点:高度低, 跨度小,承载能力低,
材料为砖石和木材。
高楼林立
阿联酋迪拜帆船酒店
钻井平台
风力发电
防灾减灾
惊 涛拍
岸
2004的悲剧—— 东南亚海啸
火
箭
空
间 站
3、国防建设中的工程力学
海
陆
空
导弹
4、机械工程中的工程力学
5、工程力学在其它方面的应用 1)竹筷受压的力学问题 2)绝缘子的力学分析 3)预应力钢筋混凝土 4)跳板与屋梁的正确安放 5) 受压构件的横截面是圆形好还是矩形北大学.《工程力学》(静力学, 材料力学). 高等教育出版社,1997年7月第3版
教参1: 刘又文, 彭 献.《理论力学》. 高等教育出版社, 2006年7月
教参2: 傅依铭, 熊慧而. 《材料力学》. 湖南大学出版社, 2007年7月
一、力学与工程力学
机械专业:材力、弹塑性力学、机械零件、机械原理、 机械动力学
三.工程应用 1.体育竞技中的工程力学
2. 国民经济建设中的工程力学
水利工程 交通运输 桥梁和建筑 工农业生产 航天技术
竹笼
离堆
三 峡 卫 星 图
交 通 运 输
日本新干线
欧 系洲 列之
星
客轮
拱形建筑:充分利用砖石抗压性,提高承载能力