工程力学下课件
工程力学ppt课件
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。
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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—(II)摩擦课件
航空航天工程中的摩擦
飞机起落架的摩擦
在航空航天工程中，飞机起落架的摩擦对于飞机的安全着陆和滑行至关重要。起落架材料的选取和表面处理需要 考虑摩擦特性和耐磨损性能。
空间环境中的摩擦
在空间环境中，由于真空和微重力条件，物体之间的摩擦和粘附现象与地面不同。了解空间环境中的摩擦特性有 助于解决空间机械系统的设计问题。
监控与检测
通过实时监测和检测摩擦状态，及时发现异常并 采取相应措施，确保安全和稳定运行。
3
材料选择与质量控制
根据应用需求选择合适的材料，并确保材料质量 和加工精度，以实现稳定的摩擦性能。
06
工程实例解析
机械零件中的摩擦问题解析
总结词
机械零件中的摩擦问题解析
详细描述
机械零件在运转过程中，由于接触表面的粗糙度、润滑条件、载荷和速度等因素的影响 ，会产生摩擦力。摩擦力不仅会导致能量的损失，还会引起机械零件的磨损和疲劳，影 响机械设备的性能和使用寿命。因此，对机械零件中的摩擦问题进行分析和解决，是提
摩擦的分类
01
02
03
干摩擦
无润滑剂的摩擦，如金属 之间的摩擦。
流体摩擦
在流体介质中运动的物体 表面之间的摩擦，如滑轮 在空气中转动。
边界摩擦
两个接触表面之间存在一 层极薄的润滑油膜，如轴 承中的摩擦。
静摩擦与动摩擦
静摩擦
当外力作用在静止的物体上，试图使 其开始运动时所受到的摩擦力。
动摩擦
当两个相对运动的物体之间所受到的 摩擦力，与外力无关，只与正压力和 摩擦系数有关。
工程力学—(ii)摩擦课件
目录
• 摩擦的基本概念 • 摩擦的力学原理 • 摩擦在工程中的应用 • 摩擦的实验研究 • 摩擦的优化与控制 • 工程实例解析
梁的弯曲(工程力学课件)
02 弯曲的内力—弯矩与剪力
3-3截面
M 3 q 2a a 2qa 2
4-4截面
qa 2
5qa 2
2
M 4 FB 2a M C
3qa
2
2
5-5截面
qa 2
M 5 FB 2a
2
02 弯曲的内力—弯矩与剪力
由以上计算结果可以看出：
（1）集中力作用处的两侧临近截面的弯矩相同，剪力不同，说明剪力在
后逐段画出梁的剪力图和弯矩图。
04 弯矩、剪力与载荷集度之间的关系
例8 悬臂梁AB只在自由端受集中力F作用，如图（a）所示，
试作梁的剪力图和弯矩图。
解：
1-1截面： Q1＝-F M1＝0
2-2截面： Q1＝-F M1＝－Fl
04 弯矩、剪力与载荷集度之间的关系
例9 简支梁AB在C点处受集中力F作用，如图（a）所示，作此梁的剪力
（2）建立剪力方程和弯矩方程；
（3）应用函数作图法画出剪力Q（x），弯矩M（x）的图线，即为剪力
图和弯矩图
03 弯矩图和剪力图
例9.3 悬臂梁AB在自由端B处受集中载荷F作用，如图（a）所示，试作
其剪力图和弯矩图。
解 ：（1）建立剪力方程和弯矩方程
() = ( < < )
() = −( − ) ( ≤ ≤ )
方程和弯矩方程，并作剪力图和弯矩图。
解：（1）求支反力
（2）建立剪力方程和弯矩方程
03 弯矩图和剪力图
（3）绘制剪力图、弯矩图
计算下列5个截面的弯矩值：
03 弯矩图和剪力图
二、用简便方法画剪力图、弯矩图 (从梁的左端做起)
1.无载荷作用的梁段上 剪力图为水平线。 弯矩图为斜直线（两点式画图）。
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工程力学在土木工程中的应用
要点一
结构设计
土木工程中的结构设计需要应用工程 力学原理和方法，对建筑结构进行受 力分析、变形计算和稳定性评估。这 有助于确保土木工程结构的安全性和 稳定性。
要点二
土力学与地基工程
工程力学中的土力学理论和方法为地 基工程提供了支持。通过应用土力学 原理，土木工程师可以更好地理解和 评估地基的承载能力和稳定性，从而 优化地基设计。
工程力学的应用领域
建筑工程
建筑工程中的结构分析、抗震设计和施工过 程中的力学问题等。
航空工程
航空器的空气动力学分析、结构分析和优化 设计等。
机械工程
机械零件的强度、刚度和稳定性分析，以及 机械系统的动力学问题等。
水利工程
水坝、水闸和船闸等水利设施的设计、施工 和运行中的力学问题等。
工程力学的研究对象和方法
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目录
• 工程力学简介 • 静力学基础 • 材料力学 • 动力学基础 • 工程力学在工程实践中的应用 • 工程力学的未来发展趋势和挑战
01
工程力学简介
什么是工程力学
工程力学是研究工程中物质和运动规 律的一门科学，涉及到物体的受力、 变形和运动等方面的知识。
工程力学结合了物理学和数学等多个 学科的知识，为各种工程实践提供基 础理论和解决方法。
载荷分析与校核
载荷分析是机械设计中的重要环节，通过工程力学的方法，设计师可以精确地预测和评估 机器在各种工况下的载荷情况，从而进行零部件的强度校核和优化设计。
摩擦与磨损研究
工程力学也涉及到摩擦与磨损的研究。这为机械设计师提供了关于摩擦、磨损和润滑的机 理和方法，有助于减少机器的摩擦和磨损，提高机器的效率和寿命。
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2、机构与机械传动
• 研究的对象是常规通用零件和常用机构 的设计
1) 总论部分——机器及零件设计的概论，基本 原则，一般过程和要求等；
2) 联接部分——螺纹联接，轴毂联接即键、花 键和销联接；
3) 传动部分——带传动，链传动，齿轮传动， 蜗杆传动及齿轮系等；
• 4) 轴系部分——滑动轴承，滚动轴承，联轴 器与离合器以及轴等；
• 5) 其它部分——平面机构，减速器等。
机械设计基础的研究对象：
• 本课程是论述一般通用零件的基本设计理 论与方法，用以培养学生具有设计一般机 械的能力的技术基础课程
0.2 机械设计基础的研究方法
• 理论联系实际 • 做到四多。本课程又是应用性很强的工
程课程。在学习过程中，必须多观察、 多思考、多练习、多总结。
0.3学习机械设计基础的目的
• 本课程内容是研究现有机械的运动及工作性 能和设计新机械的知识基础。它成为机械类 各专业所必修的一门技术基础课程。
• 本课程为后续有关的专业课程如机床，机械 制造工艺以及其他机械性质的专业课程打下 基础。
• 可以使学生获得正确分析、使用和维护机械 的基本知识、基本理论及基本技能。有利于 培养创新思维和创新精神，提高分析问题和 解决问题的能力。
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15
一、理论力学的内容和对象
• 1．理论力学的内容
• 理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学。 • 机械运动：物体在空间的位置随时间的改变,称为机械运
动。 • 静力学----刚体的平衡规律，着重讨论静力分析，力系
的合成与简化，平衡条件及其应用 • 运动学----从几何的观点研究物体（点、刚体）的运动
工程力学课件ppt
机器人需要精确控制其运动状态，通过动力学分析可以优化其运动性能和操作精度。
05
工程实际应用
工程实际中力学的重要性
确保建筑安全
工程力学对于建筑物的设计、施工和结构安全至关重要，它确保 建筑物在各种环境条件下保持稳定和安全。
优化结构成本
通过合理应用工程力学，可以优化结构设计，降低材料成本和施 工成本，提高建筑的经济效益。
04
动力学分析
动力学分析的基本原理
动静力学平衡原理
物体在力的作用下，其运动状态会发生改变，但整体 上仍保持平衡状态。
牛顿运动定律
物体在力的作用下，其加速度与作用力成正比，与物 体质量成反比。
动能定理和势能定理
动能和势能是描述物体运动状态的两种基本方式，动 能定理和势能定理分别描述了它们的变化规律。
机械设计
在机械设计中，工程力学被用于分析机器部件的受力情况、疲劳寿命 和稳定性，以确保机器的安全运行。
工程实际中力学的未来发展趋势
新材料与新工艺
随着新材料和新工艺的发展 ，工程力学将更加注重研究 材料和工艺的本质性能和最 佳组合方式，以实现更高效
、更经济的结构设计。
数值模拟与智能化
随着计算机技术和数值模拟 技术的发展，工程力学将更 加注重通过数值模拟来预测 结构和系统的性能，实现智
动量方程
力等于动量变化率。
能量方程
力等于能量变化率。
03
材料力学
材料力学的基本概念
要点一
材料力学的发展历史
材料力学作为工程力学的一个分支， 有着长久的发展历史，最早可以追溯 到16世纪，而到了19世纪，材料力学 已经发展成为一门独立的学科。
要点二
材料力学的定义
工程力学PPT
o FG
A (a)
o FG
A FN
(b)
1
1
F N1
FG 3
FG 3
F N3
2
2
F N2
(a)
(b)
(三)、光滑圆柱铰链约束（铰或铰链）
1、定义：两个或两个以上的物体通过光滑圆柱形销钉连接在一 起的约束称为铰链约束，简称铰链或铰
FG
(b)
二平衡力
B
图1-8
F TB
(c)
A
F TA
(d)
第三节 力在直角坐标轴上的投影
一、力在直角坐标轴上的投影
1、投影的定义
从F力的两端A和B分别向坐标轴x，y作垂线
力F在x轴上的投影，用Fx表示；
力F在y轴上的投影，用Fy表示
y
y
Fy Fy
b'
B
F
α
a' A
x
O
a
Fx
b
B
F
Fy
α
A
Fx
x
O Fx
在任何外力作用下，大小和形状始终保持不变的 物体
第二节 静力学基本公理
一、公理1：二力平衡条件
作用在同一刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和 充分条件是：这两个力 “等值、反向、共线”
F1
B A F2
F1
B A F2
(a)
(b)
图1-2
二、公理2：加减平衡力系公理
在作用于刚体上的任意力系中，加上或去掉任何一个 平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应
工程力学下课件
工程力学下课件工程力学下课件一、课程说明1.课程基本情况课程名称：工程力学英文名称：Engineering Mechanics 课程编号：170009开课专业：工程技术（专）开课学期：2010—2011学年度第一学期学分/周学时：3/3 课程类型：必修课2．课程性质（本课程在该专业的地位作用）性质：《工程力学》是建筑施工管理专业学生必修的技术专业基础课。
它以高等数学、物理学为基础，通过本课程的学习，培养学生具有初步对建筑工程问题的简化能力，一定的力学分析与计算能力，是学习有关后继课程和从事专业技术工作的基础。
3．本课程的教学目的和任务通过学习本课程，培养学生具有静定结构和超静定结构受力分析的基本能力；掌握静定结构和超静定结构的稳定性和位移计算；熟练掌握杆件的内力图的画法；通过观察，了解力学实验的基本变形。
4．本课程与相关课程的关系、教材体系特点及具体要求在工程力学的学习过程中，经常会遇到数学、物理等先修课程的知识，因此，在学习中应根据需要对上述课程进行必要的复习，并在运用中得到巩固和提高。
在后续课程中，结构力学又是建筑结构、地基基础和施工技术等课程的基础。
本教材依据《高职高专教育土建类专业力学课程教学基本要求》编写，是高职高专力学系列课程教学内容及课程体系改革的成果。
全书力求体现高职高专教育培养高等技术应用型人才的特点，精选静力学、材料力学和结构力学的`有关内容，使之融会贯通，内容精练，重点突出，应用性强。
知识要求：本课程在教学实施过程中应从本专业的培养目标、特点及学生的实际情况出发，对基本力学原理和理论的讲授以实际应用和后续专业课程的要求为目的，教学內容以必需够用为度，讲授结构的计算简图、结构的几何组成，重点讲授常用杆件结构的內力分析和计算、受力图的绘制方法、应力分析和强度计算、位移分析和刚度验算，讲授杆件的静定结构和超静定结构的稳定性计算和位移计算。
能力要求：（1）、了解结构的计算简图、几何组成等基础知识；（2）、熟练掌压杆的应力的基本知识和运算；（3）、掌握静定结构的受力分析；（4）、掌握结构位移计算及刚度校核；（5）、掌握杆件稳定性计算的基本概念；(6）、掌握超静定结构的位移的计算；(7）、了解力学实验的基本过程。
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工程力学下课件
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一、课程说明
1.课程基本情况课程名称：工程力学
英文名称：EngineeringMechanics课程编号：170009
开课专业：工程技术（专）
开课学期：2010—2011学年度第一学期学分/周学时：3/3课程类型：必修课
2．课程性质（本课程在该专业的地位作用）
性质：《工程力学》是建筑施工管理专业学生必修的技术专业基础课。
它以高等数学、物理学为基础，通过本课程的学习，培养学生具有初步对建筑工程问题的简化能力，一定的力学分析与计算能力，是学习有关后继课程和从事专业技术工作的基础。
3．本课程的教学目的和任务
通过学习本课程，培养学生具有静定结构和超静定结构受力分析的基本能力；掌握静定结构和超静定结构的稳定性和位移计算；熟练掌握杆件的内力图的画法；通过观察，了解力学实验的基本变形。
4．本课程与相关课程的关系、教材体系特点及具体要求
在工程力学的学习过程中，经常会遇到数学、物理等先修课程的知识，因此，在学习中应根据需要对上述课程进行必要的复习，并在运用中得到巩固和提高。
在后续课程中，结构力学又是建筑结构、地
基基础和施工技术等课程的基础。
本教材依据《高职高专教育土建类专业力学课程教学基本要求》编写，是高职高专力学系列课程教学内容及课程体系改革的成果。
全书力求体现高职高专教育培养高等技术应用型人才的特点，精选静力学、材料力学和结构力学的有关内容，使之融会贯通，内容精练，重点突出，应用性强。
知识要求：本课程在教学实施过程中应从本专业的培养目标、特点及学生的实际情况出发，对基本力学原理和理论的讲授以实际应用和后续专业课程的要求为目的，教学内容以必需够用为度，讲授结构的计算简图、结构的几何组成，重点讲授常用杆件结构的'内力分析和计算、受力图的绘制方法、应力分析和强度计算、位移分析和刚度验算，讲授杆件的静定结构和超静定结构的稳定性计算和位移计算。
能力要求：
（1）、了解结构的计算简图、几何组成等基础知识；
（2）、熟练掌压杆的应力的基本知识和运算；
（3）、掌握静定结构的受力分析；
（4）、掌握结构位移计算及刚度校核；
（5）、掌握杆件稳定性计算的基本概念；
(6）、掌握超静定结构的位移的计算；
(7）、了解力学实验的基本过程。
课程的教学层次要求：
教学要求中，有关定义、定理、性质等概念的内容按“基本了解、了解、理解”三个层次要求；有关计算、公式运用等方法和内容按“基
本掌握、掌握、熟练掌握”三个层次要求；有关实验按“观察、学会”两个层次要求
5．教学时数及课时分配
二、教材及主要参考书
本课程使用教材为西南交通大学出版社《工程力学》，分上下两册，作者：胡拔香李连生2006年8月第1版。
教学参考书
1、陈永龙编着，《建筑力学》，高等教育出版社，2004年11月。
2、李廉锟主编，《结构力学》，高等教育出版社，2004年10月。
3、刘寿梅主编，《建筑力学》，高等教育出版社，2002年7月。
4、李永福主编，《建筑力学》，中国建筑工业出版社，2006年1月。
5、罗奕主编，《建筑力学》，人民交通出版社，2001年4月。
三、教学方法和教学手段说明
本课程的教学形式有；课堂教学、录像、实验、课外作业和考试。
本课程的主要教学方法是课堂教学，此外，还要安排必要的实验和课外作业等教学环节。
1、课堂教学
课堂教学（包括习题课）是《工程力学》最主要的教学方式。
教师要依据教学大纲，采用讲解、讨论、答疑等方式，通过解题思路分析和基本方法训练，培养学生基本运算能力和分析解决问题的能力。
由于《工程力学》课程是一门技术基础课，涉及许多工程实际问
题，而且有部分教学内容较难理解，因此，要充分利用多种手段在教学中形象、生动、直观地表现这部分教学内容，将有利于学生掌握难点内容；同时，利用多种现代教学手段，逐步编制和使用计算机辅助教学软件讲重点、讲难点、讲思路、讲方法，讲授基本概念、基本理论和基本计算，将有利于学生尽快并较好地掌握本课程的基本内容。
2、自主学习
自学是大学学生获得知识的重要途径，为培养学生的自学能力，在教学过程中要注意引导学生自学。
3、作业
《工程力学》课程涉及的概念较多，解题方法灵活多样，对于一些工程实际
问题，更需要分析和解决问题的能力，因此必须通过做练习题来加深对概念的理解和掌握，熟悉基本公式、基本方法的运用，从而达到理解、掌握所学知识的目的。
因此，独立完成作业是学好本课程的重要手段。
4、实验
实验课是本课程的重要教学环节之一。
各班应按时完成大纲中规定的各项实验，以增强学生的感性认识。
学生可在本校力学实验室完成实验，并按要求填写实验报告。
每个实验后还配有关于实验现象的思考练习题，学生可通过完成这些练习题，进一步加深对实验现象及内容的了解。
四、成绩考核办法
本课程成绩考核包括平时成绩、期中、期末考试成绩；其中期中、期末考试统一命题，统一评分标准，统一考试时间。
本课程期末考试采取闭卷考试形式。
学生必须在完成作业和实验后，经考核合格，方能参加期末考试。