理论与应用力学概述及就业前景

理论与应用力学概述及就业前景
理论与应用力学概述及就业前景

概述:

本专业培养掌握力学的基本理论、基本知识和基本技能,具有良好的科学素养,能在力学及各工程科学、计算机应用等相关科学领域从事科研、教学、技术开发和管理工作的高级专门人才。

一、专业基本情况

1、培养目标

本专业培养掌握力学的基本理论、基本知识和基本技能,能在力学及相关科学领域从事科研、教学、技术和管理工作的高级专门人才。

2、培养要求

本专业学生主要学习必需的数学、物理的基础知识,学习力学基础理论及某一专业方向的专门知识,加强实验能力和计算机应用能力的训练,注意培养理论分析能力和力学应用的能力。受到科学研究和工程技术应用的初步训练,具有良好的科学素养。毕业生应获得以下几方面的知识和能力:

◆掌握数学、物理的基础知识,具有较强的分析和演算能力;

◆掌握系统的力学基本理论知识,初步掌握力学的基本实验技能和实验分析方法;掌握一定的工程背景知识,初步学会建立简单力学模型的方法;

◆了解相近专业的一般原理和知识;

◆对本专业范围内科学技术的新发展有所了解;

◆了解国家科技、产业政策、知识产权等有关政策和法规;

◆掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有一定的实验设计,创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。

3、主干学科

力学。

4、主要课程

数学分析、高等代数、数学物理方法、计算方法、程序设计、普通物理学、理论力学、材料力学、弹性力学、流体力学等。

5、实践教学

包括生产实习、科研训练或毕业论文(设计)等,一般安排10—20周。主要专业实验:固体力学实验、流体力学实验。

6、修业时间

4年。

7、学位情况

理学或工学学士。

8、相关专业

数学与应用数学、物理学、应用物理学。

9、原专业名

理论与应用力学。

二、专业综合介绍

古希腊科学家阿基米德说:给我一个支点,我可以翘起整个地球。这就是一个经典而又古老的力学问题。理论与应用力学是基于数学、计算机科学等基础学科,研究一般力学问题的专业,介于理论研究和工程实际之间,分为流体力学和固体力学两个方向。它在强调研究理论问题的同时尽量将其运用到工程实际当中。力学与数学联系紧密,优秀的力学家本身就是数学家,比如牛顿。所以掌握

数学这门工具对学好力学是很重要的。随着计算机和数值计算方法的发展,力学可运用的范围越来越广泛。理论与应用力学虽然是二门基础专业,但她也经常与其他学科交叉解决新的问题。比如,经典流体力学就可以用来解决令每个现代人都头痛的交通问题。把公路上的车辆当成一个一个质点,公路当成管道,将其变成一个典型的流体力学问题,然后进行相关研究以提高公路的车流量,缓解交通压力。

本专业理工兼修的特点,使她既不同于单纯的理科,比如数学、物理,也不同于单纯的工科,比如计算机技术、电子技术。需要学生有很强的理论研究能力,也要有很强的解决实际问题的能力。适合数学逻辑思维比较强的学生报考,对计算机编程能力要求也比较高。计算机数值计算与数学是理论与应用力学的两大工具,学好本专业,前提就是熟练掌握这两大工具。本专业所研究的问题,多以工程实际为背景,目的性很强。目前的工程实际问题,都极其复杂,必须越来越多地借助计算机进行数值计算。所以,本专业对计算机要求比较高。

本专业的培养是开放的,面向各种工程领域,着重培养学生理论分析能力,解决实际问题能力。学生毕业以后,选择就业的范围相当广阔,机械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等领域都有理论与应用力学专业毕业生的用武之地。虽然本专业没有专门的进行各种贴近实际工作的训练,教学培养也不是按照工作需求进行,但是拥有了扎实的理论和很强的动手能力,等到了实际工作岗位,每一项工作经过短期的接触、熟悉,都能拿得起放得下。其就业前景是广阔的。

理论与应用力学专业代码:071101。

三、专业教育发展状况

理论与应用力学专业是新制定的高等教育本科专业目录中力学类中的唯一的专业。力学是研究物质宏观机械运动的学科,它与教学、物理、化学、天文学、地理学并列为自然科学的七大基础学科。随着科学的发展,力学不断的与其它学科交叉融合形成众多的交叉学科门类,如化学、天体力学、地质力学、生物力学、物理力学等。力学在现代工程技术中地位是十分重要的,力学的许多研究成果往往引起一个新的产业部门的诞生,或是对旧的产业部门产生革命性影响,如空气动力学中对机翼升力机理的成功研究,导致了近代航空业和飞机制造业的产生和兴起;结构力学的发展解决了对复杂性构体定量精确的分析问题,凡此种种,举不胜举。可见,力学是一个基础性的学科,具有很重要的地位。而理论与应用力学,作为力学重要的形式,是研究物质机械运动规律及其应用的一门学科。理论与应用力学既是基础理论学科,又是工程应用学科,理论与应用并重。理论与应用力学广泛用于机械,建筑物与土木工程、航天航空技术等方面的设计、研究、计算及专用工程软件制作等方面。涉及理论力学、材料力学、流体力学等力学门类。目前,国内开设理论与应用力学专业的高等院校有北京大学、河北大学、辽宁工程技术大学、吉林大学、复旦大学、中国科学技术大学、中山大学、兰州大学等大学,设置了理学和工学两种学位。毕业生主要在力学及有关的工程技术领域从事应用研究、教学和技术工作,也可从事各种工程科学、计算机应用等方面的新技术开发的教学工作。

回顾力学的发展,权学起了不可替代的作用。精确、实用有效的权学工具为力学的形成发展提供了强大的动力。力学是一门古老又充满活力的学科。19世纪初叶,随着结构力学、弹性力学、流体力学、水动力学和分析力学的建立,力学的理论和应用研究取得了迅速的发展,从而形成发展为一门独立的学科。20

世纪是力学获得巨大发展的一个世纪,在航空工程等近代工程技术的推动下,力学取得了前所未有的成就。力学在解决飞机、航天飞机等各种飞行器的空气动力学性能,推进器的叶栅动力学、飞行稳定性和操作性,结构和材料强度以及航天器返回地面等问题方面发挥巨大的作用,充分显示了力学研究对于工业的先导作用。20世纪50年代后,力学与计算机技术融合在一起,出现了权值方法和实验技术,而且发现了许多重要的力学新现象。这一时期力学与许多新技术及其它学科渗透和结合,形成了许多新的分支,显示了力学生命力和在科学技术中举足轻重的地位。在我国,力学研究开始较早,但是直到本世纪中叶后,力学才在我国得到迅速发展,已在我国工农业和国防及其它领域发挥着重要作用。作为高等教育的一个专业、本专业最初以力学专业和应用力学两个专业出现在国内高校中,目前,已经合并调整为一个专业,即理论与应用力学专业。

作为一个十分重要的基础研究与应用研究专业,理论与应用力学在国内等有很高的声望。随着国家对理论研究工作的重视程度不断提高,以及众多工程应用的发展,本专业的基础性地位还将不断加强,对国民经济的贡献也将有很大的提高。

四、专业就业数据分析

五、专业就业状况及趋势

理论与应用力学专业是培养从事力学方面理论研究与工程应用研究设计的高级人才。该专业培养出的合格人才可在力学与力学有关的工程技术领域从事各种工程科学、力学理论研究等方面的工作及教学工作。由于历史的原因,中国曾经对理论研究工作给与了较少的关注和人力、物力投入,导致了目前从事理论研究、基础研究的科学家队伍人数下降,水平下降,人才外流、成果减少。而且,相对于社会其它行业,从事基础理论研究的科学家生活待遇普遍较低。这种现象也严重地影响了本科专业教育,使报考人数经常性不足。但是,随着国家深刻的认识到基础研究不可替代的基础地位,国家必将努力改善相关人员的生活待遇,制造宽松的研究环境,加大研究投入,让从事理论工作的人能够安心地、全心地工作。因此,有理由相信,在未来的几年,从事理论研究将成为一个高收入,知识密集、令人尊敬和羡慕的职业。理论与应用力学专业的毕业生也将从中受益匪浅。而相对于纯的理论研究工作,理论与应用力学专业毕业生所从事的工作还有面向应用的方面。其应用面是相当广泛的,包括机械设计、建筑与土木结构工程、水利能源工程、交通运输工程、化工工程、能源工程、海洋工程、航空及航空工程等。因此,在实际工作中,理论与应用力学专业的学生所从事工作更需要的是将理论应用于工程中去。

目前,由于与力学及应用力学专业相关的行业快速发展,对专业人才需求渐旺,其中就包括对本专业人才的需求。受此影响,国内各开设理论及应用力学专业的高校,该专业的就业率普遍有上升的趋势,但是由于本专业工作的性质决定,需求总量仍然不大。因此,目前,理论与应用力学专业的就业状况仍然不尽如人意,有很大一部分学生在毕业后跳转到其它专业的工作去发展。

但是,长远看,理论与应用力学的就业前景还是令人乐观的,目前,国内开设理论与应用力学专业的高校数量有限。每年毕业生的数量也十分有限,再加上需求的增长以及待遇的提高,理论与应用力学专业的就业状况会得到很大改善,工作满意度也会有大的提高。总之,对这方面工作有兴趣的同学,不必要对该专业没有信心,未来将是美好的。

毕业后可以在非常广泛的领域就业,不一定干“纯力学”方面的工作,在不同行业从事力学计算工作、相关生产管理工作等:

教师——不一定教力学,可以教数学及某些工程科学;

工程师——工程分析师等;

科研人员——如轴承研究,机器人研究等。

六、专业院校分布(部分)

河北大学辽宁工程技术大学中国科学技术大学北京大学吉林大学复旦大学中山大学兰州大学内蒙古工业大学西安理工大学河南理工大学

理论力学考试知识点总结

《理论力学》考试知识点 静力学 第一章静力学基础 1、掌握平衡、刚体、力的概念以及等效力系与平衡力系,静力学公理。 2、掌握柔性体约束、光滑接触面约束、光滑铰链约束、固定端约束与球铰链的性质。 3、熟练掌握如何计算力的投影与平面力对点的矩,掌握空间力对点的矩与力对轴之矩的计算方法,以及力对轴的矩与对该轴上任一点的矩之间的关系。 4、对简单的物体系统,熟练掌握取分离体并画出受力图。 第二章力系的简化 1、掌握力偶与力偶矩矢的概念以及力偶的性质。 2、掌握汇交力系、平行力系、力偶系的简化方法与简化结果。 3、熟练掌握如何计算主矢与主矩;掌握力的平移定理与空间一般力系与平面力系的简化方法与简化结果。 4、掌握合力投影定理与合力矩定理。 5、掌握计算平行力系中心的方法以及利用分割法与负面积法计算物体重心。 第三章力系的平衡条件 1、了解运用空间力系(包括空间汇交力系、空间平行力系与空间力偶系)的平衡条件求解单个物体与简单物体系的平衡问题。 2、熟练掌握平面力系(包括平面汇交力系、平面平行力系与平面力偶系)的平衡条件及其平面力系平衡方程的各种形式;熟练掌握利用平面力系平衡条件求解单个物体与物体系的平衡问题。 3、了解静定与静不定问题的概念。 4、掌握平面静定桁架计算内力的节点法与截面法,掌握判断零力杆的方法。 第四章摩擦 1、掌握运用平衡条件求解平面物体系的考虑滑动摩擦的平衡问题。 2、了解极限摩擦定律、滑动摩擦系数、摩擦角、自锁现象、摩阻的概念。 运动学 第五章点的运动 1、掌握描述点的运动的矢量法、直角坐标法与弧坐标法,能求点的运动方程。 2、熟练掌握如何计算点的速度、加速度及其有关问题。 第六章刚体的基本运动

理论力学课后答案(范钦珊)

C (a-2) D R (a-3) (b-1) D R 第1篇 工程静力学基础 第1章 受力分析概述 1-1 图a 、b 所示,Ox 1y 1与Ox 2y 2分别为正交与斜交坐标系。试将同一力F 分别对两坐标系进行分解和投影,并比较分力与力的投影。 习题1-1图 解:(a )图(c ):11 s i n c o s j i F ααF F += 分力:11 cos i F αF x = , 11 s i n j F αF y = 投影:αcos 1F F x = , αs i n 1F F y = 讨论:?= 90°时,投影与分力的模相等;分力是矢量,投影是代数量。 (b )图(d ): 分力:22)cot sin cos (i F ?ααF F x -= ,22sin sin j F ? α F y = 投影:αcos 2F F x = , )cos(2α?-=F F y 讨论:?≠90°时,投影与分量的模不等。 1-2 试画出图a 和b 习题1-2图 比较:图(a-1)与图(b-1)不同,因两者之F R D 值大小也不同。 (c ) 2 2 x (d )

1-3 试画出图示各物体的受力图。 习题1-3图 B 或(a-2) B (a-1) (b-1) F (c-1) 或(b-2) (e-1)

F (a) 1- 4 图a 所示为三角架结构。荷载F 1作用在铰B 上。杆AB 不计自重,杆BC 自重为W 。试画出b 、c 、d 所示的隔离体的受力图,并加以讨论。 习题1-4 图 1- 5 图示刚性构件ABC 由销钉A 和拉杆D 支撑,在构件C 点作用有一水平力F 。试问如果将力F 沿其作用线移至D 或E (如图示),是否会改为销钉A 的受力状况。 解:由受力图1-5a ,1- 5b 和1-5c 分析可知,F 从C 移至E ,A 端受力不变,这是因为力F 在自身刚体ABC 上滑移;而F 从C 移至D ,则A 端受力改变,因为HG 与ABC 为不同的刚体。 1 (f-1) 'A (f-2) 1 O (f-3) F F'F 1 (d-2) F y B 21 (c-1) F A B 1 B F Dx y (b-2) 1 (b-3) F y B 2 A A B 1 B F 习题1-5图

理论与应用力学概述及就业前景

概述: 本专业培养掌握力学的基本理论、基本知识和基本技能,具有良好的科学素养,能在力学及各工程科学、计算机应用等相关科学领域从事科研、教学、技术开发和管理工作的高级专门人才。 一、专业基本情况 1、培养目标 本专业培养掌握力学的基本理论、基本知识和基本技能,能在力学及相关科学领域从事科研、教学、技术和管理工作的高级专门人才。 2、培养要求 本专业学生主要学习必需的数学、物理的基础知识,学习力学基础理论及某一专业方向的专门知识,加强实验能力和计算机应用能力的训练,注意培养理论分析能力和力学应用的能力。受到科学研究和工程技术应用的初步训练,具有良好的科学素养。毕业生应获得以下几方面的知识和能力: ◆掌握数学、物理的基础知识,具有较强的分析和演算能力; ◆掌握系统的力学基本理论知识,初步掌握力学的基本实验技能和实验分析方法;掌握一定的工程背景知识,初步学会建立简单力学模型的方法; ◆了解相近专业的一般原理和知识; ◆对本专业范围内科学技术的新发展有所了解; ◆了解国家科技、产业政策、知识产权等有关政策和法规; ◆掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有一定的实验设计,创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。 3、主干学科 力学。 4、主要课程 数学分析、高等代数、数学物理方法、计算方法、程序设计、普通物理学、理论力学、材料力学、弹性力学、流体力学等。 5、实践教学 包括生产实习、科研训练或毕业论文(设计)等,一般安排10—20周。主要专业实验:固体力学实验、流体力学实验。 6、修业时间 4年。 7、学位情况 理学或工学学士。 8、相关专业 数学与应用数学、物理学、应用物理学。 9、原专业名 理论与应用力学。 二、专业综合介绍 古希腊科学家阿基米德说:给我一个支点,我可以翘起整个地球。这就是一个经典而又古老的力学问题。理论与应用力学是基于数学、计算机科学等基础学科,研究一般力学问题的专业,介于理论研究和工程实际之间,分为流体力学和固体力学两个方向。它在强调研究理论问题的同时尽量将其运用到工程实际当中。力学与数学联系紧密,优秀的力学家本身就是数学家,比如牛顿。所以掌握

理论力学复习总结(重点知识点)

第一篇静力学 第 1 章静力学公理与物体的受力分析 1.1 静力学公理 公理 1 二力平衡公理:作用于刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是:这两个力大小相等、方向相反且作用于同一直线上。F=-F' 工程上常遇到只受两个力作用而平衡的构件,称为二力构件或二力杆。 公理 2 加减平衡力系公理:在作用于刚体的任意力系上添加或取去任意平衡力系,不改变原力系对刚体的效应。 推论力的可传递性原理:作用于刚体上某点的力,可沿其作用线移至刚体内任意一点,而不改变该力对刚体的作用。 公理 3 力的平行四边形法则:作用于物体上某点的两个力的合力,也作用于同一点上,其大小和方向可由这两个力所组成的平行四边形的对角线来表示。 推论三力平衡汇交定理:作用于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,则此三个力必在同一平面内,且第三个力的作用线通过汇交点。 公理 4 作用与反作用定律:两物体间相互作用的力总是同时存在,且其大小相等、方向相反,沿着同一直线,分别作用在两个物体上。 公理 5 钢化原理:变形体在某一力系作用下平衡,若将它钢化成刚体,其平衡状态保持不变。对处于平衡状态的变形体,总可以把它视为刚体来研究。 1.2 约束及其约束力 1.柔性体约束 2?光滑接触面约束 3.光滑铰链约束

第2章平面汇交力系与平面力偶系 1. 平面汇交力系合成的结果是一个合力,合力的作用线通过各力作用线的汇交点,其大小和 方向可由失多边形的封闭边来表示,即等于个力失的矢量和,即F R=F1+F2+…..+Fn=^ F 2. 矢量投影定理:合矢量在某轴上的投影,等于其分矢量在同一轴上的投影的代数和。 3. 力对刚体的作用效应分为移动和转动。力对刚体的移动效应用力失来度量;力对刚体的转动效应 用力矩来度量,即力矩是度量力使刚体绕某点或某轴转动的强弱程度的物理量。(Mo ( F) =± Fh) 4. 把作用在同一物体上大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力所组成的力系称为力偶, 记为(F,F')。 例2-8 如图2.-17 (a)所示的结构中,各构件自重忽略不计,在构件AB上作用一力偶,其力偶矩 为500kN?m,求A、C两点的约束力。 解构件BC只在B、C两点受力,处于平衡状态,因此BC是二力杆,其受力如图2-17( b) 所示。 由于构件AB上有矩为M的力偶,故构件AB在铰链A、B处的一对作用力FA、FB) 构成一力偶与矩为M的力偶平衡(见图2-17 (c))。由平面力偶系的平衡方程刀Mi=0,得-Fad+M=0 500 则有FA=FB ' N=471.40N 由于FA、FB'为正值,可知二力的实际方向正为图2-17 ( c)所示的方向。 根据作用力与反作用力的关系,可知FC=FB '471.40N,方向如图2-17 ( b)所示。 第3章平面任意力系 1. 合力矩定理:若平面任意力系可合成为一合力。则其合力对于作用面内任意一点之矩等于力系中 各力对于同一点之矩的代数和。 2. 平面任意力系平衡的充分和必要条件为:力系的主失和对于面内任意一点Q的主矩同时 为零,即F R'=0,M O=0. 3. 平面任意力系的平衡方程:刀Fx=0,刀Fy=O,刀Mo(F)=0.平面任意力系平衡的解析条件是,力系 中所有力在作用面内任意两个直角坐标轴上投影的代数和分别等于零,各力对于作用面内任一点之矩的代数和也是等于零 例3-1 如图3-8 (a)所示,在长方形平板的四个角点上分别作用着四个力,其中F仁4kN , F2=2kN , F3=F4=3kN,平板上还作用着一力偶矩为M=2kN ? m的力偶。试求以上四个力及 一力偶构成的力系向O点简化的结果,以及该力系的最后合成结果。 解(1)求主矢FR'建立如图3-8 (a)所示的坐标系,有 F 'Rx=刀Fx= - F2cos60° +F3+F4cos30 ° =4.598kN

理论与应用力学专业

理论与应用力学专业本科培养方案 一、培养目标 培养德智体美全面发展与健康个性和谐统一、富有创新精神、实践能力和国际视野的高素质力学专业人才。 学生毕业后,能在力学及相关科学领域从事科研、教学、技术和管理工作。 二、业务培养要求 1.掌握数学、物理的基础知识,具有较强的分析和演算能力; 2.掌握系统的力学基本理论知识,初步掌握力学的基本实验技能和实验分析方法;掌握一定的工程背景知识,初步学会建立简单力学模型的方法; 3.了解相近专业的一般原理和知识; 4.对本专业范围内科学技术的新发展有所了解; 5.了解国家科技、产业政策、知识产权等有关政策和法规; 6.掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有一定的实验设计,创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。 三、主干学科及主要课程 主干学科:力学。 主要课程:数学分析、高等代数、数学物理方法、科学计算方法、程序设计、普通物理学、理论力学、材料力学、弹性力学、流体力学、振动理论、计算力学、力学实验等。 四、专业特色及专业方向 本专业学生主要学习必需的数学、物理基础知识,学习力学基础理论及某些专业方向的专门知识,加强实验能力和计算机应用能力的训练,注意培养理论分析能力和力学应用的能力,接受科学研究和工程技术应用的初步训练,具有良好的科学素养。 五、学制 一般为4年。 六、学位授予 理学学士。 七、毕业合格标准 1.具有较好的思想和身体素质,符合学校规定的德育和体育标准。 2.通过培养方案的全部教学环节,总学分达到158学分(其中理论教学145 学分,实践教学8 学分,课外培养计划5学分)。

理论力学复习总结(知识点)

第一篇静力学 第1 章静力学公理与物体的受力分析 1.1 静力学公理 公理1 二力平衡公理:作用于刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是:这两个力大小相等、方向相反且作用于同一直线上。F=-F’ 工程上常遇到只受两个力作用而平衡的构件,称为二力构件或二力杆。 公理2 加减平衡力系公理:在作用于刚体的任意力系上添加或取去任意平衡力系,不改变原力系对刚体的效应。 推论力的可传递性原理:作用于刚体上某点的力,可沿其作用线移至刚体内任意一点,而不改变该力对刚体的作用。 公理3 力的平行四边形法则:作用于物体上某点的两个力的合力,也作用于同一点上,其大小和方向可由这两个力所组成的平行四边形的对角线来表示。 推论三力平衡汇交定理:作用于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,则此三个力必在同一平面内,且第三个力的作用线通过汇交点。 公理4 作用与反作用定律:两物体间相互作用的力总是同时存在,且其大小相等、方向相反,沿着同一直线,分别作用在两个物体上。 公理5 钢化原理:变形体在某一力系作用下平衡,若将它

钢化成刚体,其平衡状态保持不变。对处于平衡状态的变形体,总可以把它视为刚体来研究。 1.2 约束及其约束力 1.柔性体约束 2.光滑接触面约束 3.光滑铰链约束 第2章平面汇交力系与平面力偶系 1.平面汇交力系合成的结果是一个合力,合力的作用线通过各力作用 线的汇交点,其大小和方向可由失多边形的封闭边来表示,即等于个力失的矢量和,即FR=F1+F2+…..+Fn=∑F 2.矢量投影定理:合矢量在某轴上的投影,等于其分矢量在同一轴 上的投影的代数和。

工程力学在工程建设中的应用

主要课程:理论力学、材料力学、弹性力学、流体力学、振动力学、计算力学、实验力学、结构力学、电工与电子技术、计算机基础知识及程序设计。《工程力学》是水利、土木类等专业一门重要的技术基础课程和工程技术人员必备的知识,在人才培养过程中具有重要的地位和作用。该课程的概念和理论不仅是专业课(水工建筑物、水电站、施工技术等)的基础,同时也是其他技术基础课(如工程材料与检测、建筑结构、土力学、地基基础、钢筋混凝土结构、钢结构等)的基础。主要研究水利与土木工程建筑中的工程结构设计、施工和使用中的各种力学问题。通过本课程的学习,使学生掌握必要的力学基础理论知识,具有解决与力学有关的工程技术问题的分析能力、计算能力和实验技能。为后续学习专业课打下良好的力学基础。 《科技导报》关注隧道工程建设

。 先进技术促进隧道工程高效发展 7月10日,连接2010年上海世界博览会浦江两岸园区的专用越江通道——西藏南路越江隧道东线工程竣工。该隧道位于南浦大桥和卢浦大桥之间,全长约2.67 km,江中段隧道长1 170 m,隧道直径11.58 m,设双向4车道,设计时速40 km。该项工程于2005年11月25日开工,分东、西两线施工,西线隧道将于2009年底完成建设,建成后能满足世博会园区每小时6~7万人次的越江需求。 隧道工程始于英国1826年修建的长770 m的泰勒山隧道,它在交通设施、水利工程、探矿采矿、环境工程、能源储备及国防等领域有着非常广泛的应用。鉴于土地资源稀缺、人口压力增大、便捷安全要求提高,从环境条件、空间利用、国民经济可持续发展等角度看,隧道工程有着更加广阔的前景,21世纪将迎来全球地下空间开发的新世纪。 地下施工由开挖支护、出碴运输、通风除尘、防水排水、供电供水等多种作业构成,具有投资巨大、空间有限、环境恶劣,复杂性、隐蔽性、风险性高,作业的综合性、动态性、循环性强,对施工技术、工程机械、建筑材料、运营设备要求高等特征,完成特长隧道和特殊隧道的修建任务更须具备快速准确的施工能力、高水平的机械配套、科学的管理方法等基本条件。 19世纪60年代前,修建隧道都用人工凿孔、黑火药爆破方法,之后风动凿岩机代替人工凿孔、硝化甘油炸药代替黑火药。

整理理论力学复习总结知识点教学提纲

此文档收集于网络,如有侵权,请联系网站删除 第一篇静力学 第1 章静力学公理与物体的受力分析 1.1 静力学公理 公理1 二力平衡公理:作用于刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充 分条件是:这两个力大小相等、方向相反且作用于同一直线上。F=-F'工程上常遇到只受两个力作用而平衡的构件,称为二力构件或二力杆。 公理 2 加减平衡力系公理:在作用于刚体的任意力系上添加或取去任意平衡 力系,不改变原力系对刚体的效应。 推论力的可传递性原理:作用于刚体上某点的力,可沿其作用线移至刚体内任意一点,而不改变该力对刚体的作用。 公理3 力的平行四边形法则:作用于物体上某点的两个力的合力,也作用于 同一点上,其大小和方向可由这两个力所组成的平行四边形的对角线来表示。 推论三力平衡汇交定理:作用于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,则此三个力必在同一平面内,且第三个力的作用线通过汇交点。 公理4作用与反作用定律:两物体间相互作用的力总是同时存在,且其大小相等、方向相反,沿着同一直线,分别作用在两个物体上。 公理5 钢化原理:变形体在某一力系作用下平衡,若将它钢化成刚体,其平 衡状态保持不变。对处于平衡状态的变形体,总可以把它视为刚体来研究。1.2 约束及其约束力 1.柔性体约束 2.光滑接触面约束 3.光滑铰链约束

精品文档. 此文档收集于网络,如有侵权,请联系网站删除 第2章平面汇交力系与平面力偶系 1.平面汇交力系合成的结果是一个合力,合力的作用线通过各力作用线的汇交点,其大小和方向可由失多边形的封闭边来表示,即等于个力失的矢量和,即 FR=F1+F2+…..+Fn=∑F 2.矢量投影定理:合矢量在某轴上的投影,等于其分矢量在同一轴上的投影的代数和。 3.力对刚体的作用效应分为移动和转动。力对刚体的移动效应用力失来度量;力对刚体的转动效应用力矩来度量,即力矩是度量力使刚体绕某点或某轴转动的强弱程度的物理量。(Mo(F)=±Fh) 4.把作用在同一物体上大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力所组成的力系称为力偶,记为(F,F')。 例2-8 如图2.-17(a)所示的结构中,各构件自重忽略不计,在构件AB上作用一力偶,其力偶矩为500kN?m,求A、C两点的约束力。 解构件BC只在B、C两点受力,处于平衡状态,因此BC是二力杆,其受力如图2-17(b)所示。 由于构件AB上有矩为M的力偶,故构件AB在铰链A、B处的一对作用力FA、FB'构成一力偶与矩为M的力偶平衡(见图2-17(c))。由平面力偶系的平,得衡方程∑Mi=0﹣Fad+M=0 则有FA=FB' N=471.40N 由于FA、FB'为正值,可知二力的实际方向正为图2-17(c)所示的方向。 根据作用力与反作用力的关系,可知FC=FB'=471.40N,方向如图2-17(b)所示。 第3章平面任意力系 1.合力矩定理:若平面任意力系可合成为一合力。则其合力对于作用面内任意一点之矩等于力系中各力对于同一点之矩的代数和。 2.平面任意力系平衡的充分和必要条件为:力系的主失和对于面内任意一点Q 的主矩同时为零,即FR`=0,Mo=0. 3.平面任意力系的平衡方程:∑Fx=0, ∑Fy=0, ∑Mo(F)=0.平面任意力系平衡的解析条件是,力系中所有力在作用面内任意两个直角坐标轴上投影的代数和分别等于零,各力对于作用面内任一点之矩的代数和也是等于零. 精品文档. 此文档收集于网络,如有侵权,请联系网站删除

材料力学、结构力学与理论力学的区别与联系

结构力学科技名词定义 中文名称:结构力学英文名称:structural mechanics 定义:研究工程结构在外来因素作用下的强度、刚度和稳定性的学科。应用学科:水利科技(一级学科);工程力学、工程结构、建筑材料(二级学科);工程力学(水利)(二级学科) 《结构力学》是固体力学的一个分支,它主要研究工程结构受力和传力的规律,以及如何进行结构优化的学科。结构力学研究的内容包括结构的组成规则,结构在各种效应(外力,温度效应,施工误差及支座变形等)作用下的响应,包括内力(轴力,剪力,弯矩,扭矩)的计算,位移(线位移,角位移)计算,以及结构在动力荷载作用下的动力响应(自振周期,振型)的计算等。结构力学通常有三种分析的方法:能量法,力法,位移法,由位移法衍生出的矩阵位移法后来发展出有限元法,成为利用计算机进行结构计算的理论基础。 工作任务研究在工程结构(所谓工程结构是指能够承受和传递外载荷的系统,包括杆、板、壳以及它们的组合体,如飞机机身和机翼、桥梁、屋架和承力墙等。)在外载荷作用下的应力、应变和位移等的规律;分析不同形式和不同材料的工程结构,为工程设计提供分析方法和计算公式;确定工程结构承受和传递外力的能力;研究和发展新型工程结构。 观察自然界中的天然结构,如植物的根、茎和叶,动物的骨骼,蛋类的外壳,可以发现它们的强度和刚度不仅与材料有关,而且和它们的造型有密切的关系,很多工程结构就是受到天然结构的启发而创制出来的。结构设计不仅要考虑结构的强度和刚度,还要做到用料省、重量轻.减轻重量对某些工程尤为重要,如减轻飞机的重量就可以使飞机航程远、上升快、速度大、能耗低。 学科体系一般对结构力学可根据其研究性质和对象的不同分为结构静力学、结构动力学、结构稳定理论、结构断裂、疲劳理论和杆系结构理论、薄壁结构理论和整体结构理论等。 结构静力学 结构静力学是结构力学中首先发展起来的分支,它主要研究工程结构在静载荷作用下的弹塑性变形和应力状态,以及结构优化问题。静载荷是指不随时间变化的外加载荷,变化较慢的载荷,也可近似地看作静载荷。结构静力学是结构力学其他分支学科的基础。 结构动力学 结构动力学是研究工程结构在动载荷作用下的响应和性能的分支学科。动载荷是指随时间而改变的载荷。在动载荷作用下,结构内部的应力、应变及位移也必然是时间的函数。由于涉及时间因素,结构动力学的研究内容一般比结构静力学复杂的多。 结构稳定理论 结构稳定理论是研究工程结构稳定性的分支。现代工程中大量使用细长型和薄型结构,如细杆、薄板和薄壳。它们受压时,会在内部应力小于屈服极限的情况下发生失稳(皱损或曲屈),即结构产生过大的变形,从而降低以至完全丧失承载能力。大变形还会影响结构设计的其他要求,例如影响飞行器的空气动力学性能。结构稳定理论中最重要的内容是确定结构的失稳临界载荷。 结构断裂和疲劳理论 结构断裂和疲劳理论是研究因工程结构内部不可避免地存在裂纹,裂纹会在外载荷作用下扩展而引起断裂破坏,也会在幅值较小的交变载荷作用下扩展而引起疲劳破坏的学科。现在我们对断裂和疲劳的研究历史还不长,还不完善,但断裂和疲劳理论目前得发展很快。

理论力学知识点总结静力学篇

静力学知识点 第一章静力学公理和物体的受力分析 本章总结 1.静力学是研究物体在力系作用下的平衡条件的科学。 2.静力学公理 公理1 力的平行四边形法则。 公理2 二力平衡条件。 公理3 加减平衡力系原理 公理4 作用和反作用定律。 公理5 刚化原理。 3.约束和约束力 限制非自由体某些位移的周围物体,称为约束。约束对非自由体施加的力称为约束力。约束力的方向与该约束所能阻碍的位移方向相反。 4.物体的受力分析和受力图 画物体受力图时,首先要明确研究对象(即取分离体)。物体受的力分为主动力和约束力。要注意分清内力与外力,在受力图上一般只画研究对象所受的外力;还要注意作用力和反作用力之间的相互关系。 常见问题 问题一画受力图时,严格按约束性质画,不要凭主观想象与臆测。

第二章平面力系 本章总结 1. 平面汇交力系的合力 (1 )几何法:根据力多边形法则,合力矢为 合力作用线通过汇交点。 (2 )解析法:合力的解析表达式为 2. 平面汇交力系的平衡条件 (1 )平衡的必要和充分条件: (2 )平衡的几何条件:平面汇交力系的力多边形自行封闭。 (3 )平衡的解析条件(平衡方程): 3. 平面内的力对点O 之矩是代数量,记为

一般以逆时针转向为正,反之为负。 或 4. 力偶和力偶矩 力偶是由等值、反向、不共线的两个平行力组成的特殊力系。力偶没有合力,也不能用一个力来平衡。 平面力偶对物体的作用效应决定于力偶矩M 的大小和转向,即 式中正负号表示力偶的转向,一般以逆时针转向为正,反之为负。 力偶对平面内任一点的矩等于力偶矩,力偶矩与矩心的位置无关。 5. 同平面内力偶的等效定理:在同平面内的两个力偶,如果力偶相等,则彼此等效。力偶矩是平面力偶作用的唯一度量。 6. 平面力偶系的合成与平衡 合力偶矩等于各分力偶矩的代数和,即 平面力偶系的平衡条件为 7、平面任意力系

理论力学转动惯量实验报告

理论力学转动惯量 实验报告

【实验概述】 转动惯量是描述刚体转动中惯性大小的物理量,它与刚体的质量分布及转轴位置有关。 正确测定物体的转动惯量,~对于了解物体转动规律,~机械设计制造有着非常重要的意义。 然 而在实际工作中,大多数物体的几何形状都是不规则的, 难以直接用理论公式算出其转动惯~ 量,只能借助于实验的方法来实现。 因此,在工程技术中,用实验的方法来测定物体的转动 ’ 惯量就有着十分重要的意义。 IM-2刚体转动惯量实验仪,应用霍尔开关传感器结合计数计 ’ 时多功能毫秒仪自动记录刚体在一定转矩作用下, 的角加速度和刚体的转动惯量。 因此本实验提供了一种测量刚体转动惯量的新方法, 实验思 路新颖、科学,测量数据精确,仪器结构合理,维护简单方便,是开展研究型实验教学的新 仪器。 【实验目的】 1. 了解多功能计数计时毫秒仪实时测量(时间)的基本方法 2. 用刚体转动法测定物体的转动惯量 3. 验证刚体转动的平行轴定理 4. 验证刚体的转动惯量与外力矩无关 【实验原理】 1. 转动力矩、转动惯量和角加速度关系系统在外力矩作用下的运动方程 即绳子的张力T=m(g-r p 2) 砝码与系统脱离后的运动方程 (2) 由方程(1) (2)可得 J=mr(g-r p 2)/( p 2- p 1) 2. 角加速度的测量 0=3 o t+? p t2 若在t 1 、t 2时刻测得角位移0 1、B 2 则 0 1 = 3 0 t 1+? p t2 0 2=3 0 t 2+? p t2 所以,由方程(5)、(6)可得 p =2 (0 2 t 1- 0 1 t 2) / t 1 t 2 (t 2- t 1) 【实验仪器】 转过n 角位移的时刻,测定刚体转动时 T X 叶M 严J p 2 (1) 由牛顿第二定律可知,砝码下落时的运动方程为: mg-T=ma (5)

北航飞行器设计与应用力学系.doc

航空科学与工程学院 2016年研究生入学考试复试大纲 一、复试方式:笔试+面试 二、复试组织: 1、笔试:由航空学院统一组织,考试科目及复试大纲另见《航空科学与工程学院2013年考研复试安排》。 2、口试:以学科专业组为单位,由3-5位硕士生导师组成面试小组(组长为教授),每位考生的面试时间为20分钟。 三、复试流程和评分标准: 1)检查并核实考生面试所必备的个人证件和材料;考生可以提供有助于证明自己背景和能力的相关材料,证件和材料完备是面试的必要条件。 2)考生用英语口述个人基本情况、兴趣等,面试小组老师就考生基本情况提问,考生用英文回答问题。 3)考生朗读一段考场指定的专业外语短文,并口头翻译成中文。 4)面试小组老师就基础理论知识提问,学生用中文回答问题。 5)面试小组老师就专业知识提问,学生用中文回答问题。 面试结束后考生退场,在3-5个工作日后见航空学院网站“招生就业”栏目的“研究生招生”,会通知出学院的拟录取名单,在7层的研究生教学橱窗也会公布。 四、考场纪律 考生准时到达指定的复试考场,遵守考场秩序,尊重考试教师。 五、各学科专业组具体复试内容及参考书: 1、飞行力学与飞行安全系2016年硕士研究生入学复试程序 方式: 由3~6位硕士生导师组成面试小组,每位考生的面试时间为20分钟。 范围: 面试范围包括英语口语能力、专业英语阅读理解能力、专业基础理论知识和专业知识。具体环节如下: 1)对考生学习背景、心理、爱好和志愿等基本情况的了解。 2)考察考生的英语阅读和口头表达能力。

3)基础理论和专业知识面试。基础理论包括自动控制原理、理论力学和材料力学。专业知识包括飞行力学、飞行安全、飞行器总体设计、空气动力学等。 参考书: 基础理论可以选用任何一本考生熟悉的《自动控制原理》、《理论力学》、《材料力学》教材。专业课可以参考《飞机飞行动力学》(熊海泉编)或《飞机飞行性能》、《飞机的稳定与控制》等方面的参考书。 面试流程和评分标准: 1)检查并核实考生面试所必备的个人证件和材料;证件和材料完备是面试的必要条件。2)考生用英语口述个人基本情况、兴趣等,面试小组老师就考生基本情况提问,考生回答问题。 3)读一段指定的专业外语,并口头翻译成中文。 4)面试小组老师就基础理论知识提问,学生回答问题。 5)面试小组老师就专业知识提问,学生回答问题。 6)问答结束后,考生退场,面试老师根据考核要求和面试情况,对考生进行评分。 7)所有考生面试结束后,面试老师根据总体情况,对所有考生进行综合评估和比较,给出面试成绩。 2、人机与环境工程/制冷及低温工程2016年硕士研究生入学复试程序 方式: 由3~5位硕士生导师组成面试小组,每位考生的面试时间为20分钟。 范围: 1)英语阅读和口头表达能力。 2)对考生心理、基本情况的了解。 3)基础理论和专业知识面试。基础理论包括:自动控制原理,理论力学,流体力学;专业知识包括工程热力学,传热学,人机工程,低温制冷。考生可以选择其中1门基础理论和1门专业课作为面试内容,或者是综合知识。 参考书: 可以选用任何一本考生熟悉的《自动控制原理》、《理论力学》、《流体力学》教材。专业课可以选用考生熟悉的《工程热力学》,《传热学》,《人机工程》,低温制冷等方面的参考书。 面试流程和评分标准: 1)检查并核实考生面试所必备的个人证件和材料;证件和材料完备是面试的必要条件. 2)考生用英语口述个人基本情况、兴趣等,面试小组老师就考生基本情况提问,考生回答问题。 3)读一段指定的专业外语,并口头翻译成中文。 4)面试小组老师就基础理论知识提问,学生回答问题。 5)面试小组老师就专业知识提问,学生回答问题。 6) 问答结束后,考生退场,面试老师根据考核要求和面试情况,对考生进行评分。

理论力学复习公式

静力学知识点 静力学公理和物体的受力分析 本章总结 1.静力学是研究物体在力系作用下的平衡条件的科学。 2.静力学公理 公理1 力的平行四边形法则。 公理2 二力平衡条件。 公理3 加减平衡力系原理 公理4 作用和反作用定律。 公理5 刚化原理。 3.约束和约束力 限制非自由体某些位移的周围物体,称为约束。约束对非自由体施加的力称为约束力。约束力的方向与该约束所能阻碍的位移方向相反。 4.物体的受力分析和受力图 画物体受力图时,首先要明确研究对象(即取分离体)。物体受的力分为主动力和约束力。要注意分清内力与外力,在受力图上一般只画研究对象所受的外力;还要注意作用力和反作用力之间的相互关系。 常见问题 问题一画受力图时,严格按约束性质画,不要凭主观想象与臆测。 平面力系 本章总结 1. 平面汇交力系的合力 ( 1 )几何法:根据力多边形法则,合力矢为 合力作用线通过汇交点。 ( 2 )解析法:合力的解析表达式为 2. 平面汇交力系的平衡条件 ( 1 )平衡的必要和充分条件: ( 2 )平衡的几何条件:平面汇交力系的力多边形自行封闭。 ( 3 )平衡的解析条件(平衡方程): 3. 平面内的力对点O 之矩是代数量,记为 一般以逆时针转向为正,反之为负。 或

4. 力偶和力偶矩 力偶是由等值、反向、不共线的两个平行力组成的特殊力系。力偶没有合力,也不能用一个力来平衡。 平面力偶对物体的作用效应决定于力偶矩M 的大小和转向,即 式中正负号表示力偶的转向,一般以逆时针转向为正,反之为负。 力偶对平面内任一点的矩等于力偶矩,力偶矩与矩心的位置无关。 5. 同平面内力偶的等效定理:在同平面内的两个力偶,如果力偶相等,则彼此等效。力偶矩是平面力偶作用的唯一度量。 6. 平面力偶系的合成与平衡 合力偶矩等于各分力偶矩的代数和,即 平面力偶系的平衡条件为 7、平面任意力系 平面任意力系是力的作用线可杂乱无章分布但在同一平面内的力系。当物体(含物体系)有一几何对称平面,且力的分别关于此平面对称时,可简化为平面力系计算。还有其他情况也可按平面任意力系计算。 本章用力的平移定理对平面任意力系进行简化,得到主矢主矩的概念,并进一步对力系简化结果进行讨论;然后得出平面任意力系的平衡条件,得出平衡方程的三种形式,并用平衡方程求解一些平衡问题;介绍静定超静定问题的概念,对物体系的平衡问题进行比较多的训练;最后介绍平面简单桁架的概念和内力计算。 常见问题 问题一不要因为这一章的内容简单,就认为理论力学容易学,而造成轻视理论力学的印象,这将给后面的学习带来影响。 问题二本章一开始要掌握好单个物体的平衡问题与解题技巧,这样才能熟练掌握物体系平衡问题的解法与解题技巧。 问题三在平时做题时,要注意解题技巧的训练,能用一个方程求解的就不用两个方程,但考试时则不一定如此。 第三章空间力系 本章总结 1. 力在空间直角坐标轴上的投影 ( 1 )直接投影法 ( 2 )间接投影法(图形见课本) 2. 力矩的计算 ( 1 )力对点的矩是一个定位矢量, ( 2 )力对轴的矩是一个代数量,可按下列两种方法求得: ( a )

理论力学基础知识

《理论力学教程》基础知识 第一章 质点力学 在求解平面曲线运动问题时,可采用平面极坐标系,常将速度矢量分解为径 副法向:0 F b R b o 7. 质心运动定理反映了质点组运动的总趋势,而质心加速度完全取决于作用在 1. 2. 向速度和横向速度,其表达式分别为: v r r : v 为径向加速度和横向加速度,其表达式分别为a r 求解线约束问题,通常用内禀方程,它的优点是 以分开解算,这套方程可表示为,切向: md t ;将加速度矢量分解 a r 2r 。 运动规律和约束反作用力可 2 v m F n R n : 3. 试写出直角坐标系表示的质点运动微分方程式 mx F x 、my F y 、mz F z o 4. 质点在有心力作用下,只能在 垂直于动量矩J 的平面内运动,它的两个动力 学特征是:(1)对力心的动量矩守恒:(2)机械能守恒 5. 牛顿运动定律能成立的参考系,叫做惯性系:牛顿运动定律不能成立的参考 系,叫做非惯性系,为了使得牛顿运动定律在此参考系中仍然成立,则需加 上适当的惯性力。 6. 在平面自然坐标系中,切向加速度的表达式为a d ,它是由于速度大小改 变产生的;法向加速度的表达式为a n 2 —,它是由于速度方向改变产生 2

质点组上的外力,而内力不能使质心产生加速度 8.一质量为m的小环穿在光滑抛物线状的钢丝上并由A点向顶点0运动,其 2 建立起的运动微分方程为:吩 mgsin ; m- R mgcos。 注:此题答案不唯一。 9.一物体作斜抛运动,受空气阻力为R mkv,若采用直角坐标系建立其在任意时刻的运动微分方程为:證 mkv x ;瞪 mg mkv y ;若采用自 mg cos 。 10 .动量矩定义表达式为J r mv,它在直角坐标系中的分量式为 J x m yz zy、J y m zx xz、J z m xy yx。 然坐标系建立其在任意时刻的运动微分方程为: dv m一 dt mkv mg sin ; 第9题图

【完整版】:力学在土木工程中的应用

力学在土木工程中的应用 1:力学基本内容: 力学是用数学方法研究机械运动的学科。“力学”一词译自英语mechanics源于希腊语一机械,因为机械运动是由力引起的.mechanics在19世纪5O年代作为研究力的作用的学科名词传人中国后沿用至今。 力学是一门基础科学,它所阐明的规律带有普遍的性质.为许多工程技术提供理论基础。力学又是一门技术科学,为许多工程技术提供设计原理,计算方法,试验手段.力学和工程学的结合促使工程力学各个分支的形成和发展.力学按研究对象可划分为固体力学、流体力学和一般力学三个分支.固体力学和流体力学通常采用连续介质模型来研究;余下的部分则组成一般力学.属于固体力学的有弹性力学、塑性力学,近期出现的散体力学、断裂力学等;流体力学由早期的水力学和水动力学两个分支汇合而成,并衍生出空气动力学、多相流体力学、渗流力学、非牛顿流体力学等;力学间的交叉又产生粘弹性理论、流变学、气动弹性力学等分支. 力学在工程技术方面的应用结果则形成了工程力学或应用力学的各种分支,诸如材料力学、结构力学、土力学、岩石力学、爆炸力学、复合材料力学、天体力学、物理力学、等离子体动力学、电流体动力学、磁流体力学、热弹性力学、生物力学、生物流变学、地质力学、地球动力学、地球流体力学、理性力学、计算力学等等. 2:土木是力学应用最早的工程领域之一. 2.1土木工程专业本科教学中涉及到的力学内容

包括理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、土力学、岩石力学等几大固体力学学科. 理论力学与大学物理中有关内容相衔接,主要探讨作用力对物体的外效应(物体运动的改变) ,研究的是刚体,是各门力学的基础.其他力学研究的均为变形体(本科要求线性弹性体),研究力系的简化和平衡,点和刚体运动学和复合运动以及质点动力学的一般理论和方法. 材料力学:主要探讨作用力对物体的内效应(物体形状的改变),研究杆件的拉压弯剪扭变形特点,对其进行强度、刚度及稳定性分析计算.结构力学:在理论力学和材料力学基础上进一步研究分析计算杆件结构体系的基本原理和方法,了解各类结构受力性能. 弹性力学:研究用各种精确及近似解法计算弹性体(主要要求实体结构) 在外力作用下的应力、应变和位移. 土力学:研究地基应力、变形、挡土墙和土坡等稳定计算原理和计算方法.岩石力学:研究岩石地基、边坡和地下工程等的稳定性分析方法及其基本设计方法. 2.2土木工程专业之力学可分为两大类,即“结构力学类”和“弹性力学类”. “弹性力学类”的思维方式类似于高等数学体系的建构,由微单元体(高等数学为微分体)人手分析,基本不引入(也难以引入)计算假设,计算思想和理论具有普适特征.在此基础上引入某些针对岩土材料的计算假设则构建了土力学和岩石力学.“结构力学类”(包括理论、材料学和结构力学)则具有更强烈的工程特征,其简化的模型是质点或杆件,在力学体系建立之前就给出了诸

太原理工大学理论力学知识点集合

平面力系 1. 平面汇交力系可简化为以合力,其大小和方向等于各分力的矢量和,合力的 作用线通过汇交点。 2. 平面汇交力系平衡的充要条件为合力等于零,与任意力系不同,任意力系由 于不能汇交,会产生力偶,必须得满足主矢主矩都等于零才平衡。 3. 平面汇交力系可以通过解析法,即将各力分解到直角坐标系上,再求合力。 4. 力对点取矩:是一个代数量,绝对值等于力的大小与力臂的乘积: Fd F Mo =)( 5. 合力矩定理:平面力系的合力对于平面内任一点的矩等于所有分力对该点的 矩的代数和。 6. 力偶、力偶矩:力偶由两个大小相等,方向相反,作用线不在同一直线上的 平行力组成。力偶矩等于平行力的大小乘上平行力的间距,逆时针为正,顺时针为负。 7. 力偶的等效定理:在同一平面内,只要力偶矩的大小和转向不变,力偶的作 用效果就不变。 8. 平面力系的简化:平面任意力系向一点的简化结果为一合力和一合力偶,合 力称为主矢,合力偶为主矩。主矢作用线过简化中心。 9. 平面任意力系平衡的充要条件:???==00'Mo F R ,其平衡方程为∑=0x F ,∑=0y F , ∑=0)(Fi Mo ,是三个独立的方程,可以求解三个未知数。 10. 静定问题:当系统中的未知量数目等于独立平衡方程的数目,则所有未知数 都能解出,这种问题称为静定问题。反之为非静定问题。

空间力系 11. 空间汇交力系的合力等于各分力的矢量和,合力的作用线过汇交点。可得合 力的大小和方向余弦:()()()222∑∑∑++Fz Fy Fx R F ,() R R F Fx i F ∑=,cos ,其余类似。 12. 空间汇交力系平衡的充要条件为该力系的合力为零,或所有分力在三个坐标 轴上投影的代数和为零,∑∑∑===0,0,0Fz Fy Fx ,可求三个未知数。 13. 力对点的矩矢等于该力作用点的矢径与该力的矢量积:()F r F M ?=o ;若k Fz j Fy i Fx F k z j y i x r ++=++=,,由行列式可得,()()()()k y F x x F y j x F z z F x i z F y y F z F Mo -+-+-=,在坐标轴上的投影为()[]y F z z F y F Mo x -=,()[]xFz zFx F Mo y -=,()[]yFx xFy F Mo z -=。 14. 力对轴的矩是一个代数量,其绝对值等于该力在垂直于该轴的平面上的投影 对于这个平面与该轴的交点的矩,而正负号只表示其转向。 15. 力对点的矩与力对通过该点的轴的矩的关系:()[]()F M F Mo x x =。 16. 空间力偶矩矢是自由矢量,而空间力偶对刚体的作用效果完全由力偶来确定,于是存在空间力偶等效定理:作用在同一刚体上的两个空间力偶,如果其力偶矩矢相等,则它们彼此等效。 17. 等效定理表明:空间力偶可以平移到与其作用面平行的任意平面而不改变力 偶对刚体的作用,只要力偶矩矢的大小方向不改变,其作用效果不改变。力偶矩矢d F M ?=,其中d 为'F F 和的间距。 18. 空间力偶系平衡的充要条件为:该力偶系的合力偶矩等于零或在各坐标轴上 的投影代数和分别为零。 19. 空间力系向任一点的简化同平面力系一样得到主矢和主矩,而主矢与简化中

理论力学概述

绪论1 绪论 1.理论力学的内容 在高等工业学校里,理论力学是一门理论性较强的技术基础课,它在经典力学的范围内研究宏观物体机械运动的普遍规律及其在一般工程中的应用。 经典力学是一门成熟的科学,它的基本定律早巳由伽利略提出,并由牛顿最后精确地归纳为完备的形式。三个世纪的实践证明,经典力学的定律有着极其广泛的适用性。只是到上世纪末,物理学上的一些重大新成就揭示出经典力学不适用于物体接近光速时的运动,从而在本世纪初出现了较经典力学更为精确的相对论力学。但是,在一般工程技术中宏观物体的速度远小于光速,因此这里所遇到的力学问题仍宜于用经典力学来研究。本书按照高等工业学校多学时理论力学的基本要求和教学大纲,系统叙述本课程的基本内容,包括理论力学的基本理论及其典型应用。根据循序渐进的原则,采用传统的体系,本书的内容包括 第一篇静力学,研究物体机械运动的特殊情形二平衡问题; 第二篇运动学,从几何观点出发描述物体运动的进行方式及其特征; 第三篇动力学,联系物理原因研究物体的运动特点及其相互之间的机械作用 理论力学的系统知识以及运用这些知识分析问题、解决问题的能力,是学习一系列后继课程,如材料力学、机械原理、机械设计等课程的重要基础。这个基础也是一般工程技术人员掌握科技新成就并从事更深入的研究工作所需要的。学习本课程时,务必重视理论与实践相结合的原则。同时,要结合理论力学的学科特点,注意培养辩证唯物主义世界观 2.理论力学的研究方法 在力学发展的过程中,形成了一整套符合科学认识规律的方法。最初,力学基本概念的形成和基本定律的建立是以对自然界的直接观察以及从生活、生产中的直接经验作为出发点的。以后,系统地组织实验,成为研究工作的重要一环。在了解事物和现象的内部联系后,就需要而且可能撇开次要的东西抽象出最主要的特征来加以研究,这种方法称为抽象化方法。

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