华中科技大学工程力学实验理论课1概要PPT精品课件
实践出真知 实验是科学研究的最基本方法和手段 实验是验证理论的工具
工程力学实验
魏俊红 南一楼E326
2021/3/1
1
内容概述：
本门课程共16个学时，其中理论课4个学时，实验课12学时
实验一 理论力学实验，振动基础实验 实验二 金属材料的扭转实验 实验三 金属材料的拉伸与压缩实验 实验四 电阻应变片的粘贴与应变测量 实验五 梁的弯曲正应力测量与位移互等定理验证 实验六 薄壁圆筒的弯扭组合变形实验
2021/3/1
图附1-5-1 RNJ－500 型微机控制扭转试验机示意图
18
扭转试验机测量系统组成图
试验机测量系统主要由扭矩传感器、小角度扭角仪、光电编 码器、单片机系统、计算机、网络打印机等组成，如图1-5-2所 示。
在试样承受扭矩时，产生扭转变形，标距间的扭转角由小角 度扭角仪获得，同时通过光电编码器获取活动夹具的转动角度 。这样，单片机系统将相应的扭矩、标距间扭转角以及活动夹 具的转动角度信号分别进行放大，并作数字化处理后的结果通 过RS-232传递给计算机系统，计算机系统对接受的数据按用户 2要021求/3/1分别绘制出相应的测试曲线，并将最后试验结果输出。19
/k g .m 2
mgr2T2
Jc 4p2l
注意事项 ： 1. 不规则物体的轴心应与圆盘中心重合。 2. 摆的初始角应小于或等于5°。 3. 两个摆的线长应一致。 4. 实际测试时，不应有较大幅度的平动。
2021/3/1
16
实验二、金属材料的扭转实验
一、实验目的 1. 测定低碳钢（或铝合金）的切变模量G。
频率：单位时间内完成往复运动的次数。
固有频率：物体做自由振动时，其位移随时间按正弦或余弦规
律变化，振动的频率与初始条件无关，而仅与系统的固有特性
有关（如质量、形状、材质等），称为固有频率，其对应周期
称为固有周期
2021/3/1
7
支承块 试件 传感器
支架 基座
力锤
2021/3/1
测 振 仪
电荷 放 大 器
有频率fn。
k F
fn
1
2p
k m
2021/3/1
13
1-3 用“三线摆”法验证均质圆盘转动惯量理论公式 实验目的
1. 了解并掌握用“三线摆”方法测取物体转动惯量的方法。 2. 分析“三线摆”摆长对测量的误差。
实验原理：
给摆一个微小偏转，然后自由释放，摆会产生 扭振，摆动周期和摆长，圆盘转动惯量有关。
1 用垂吊法测取不规则平面结构的重心位置 2 用称重法测取连杆的重心位置并用力学方法计算其重量
实验原理
（1）垂吊法
利用柔软细绳受力特点和二力平衡原理
2021/3/1
5
（2）称重法 利用平面一般力系的平衡条件
l xc FN1 W
重 量 ： W F N 1 F N 2
根 据 ： M 1 F N 2 l W x c 0
3
实验一、理论力学实验、振动基础实验
1-1 用实验方法求不规则物体重心
1-2 单自由度弹簧质量系统的刚度和固有频率测定
1-3 用“三线摆”法验证均质圆盘转动惯量理论公式
1-4 测定梁的各阶固有频率
附 比较渐加、突加、冲击和振动四种不同类型载荷
2021/3/1
4
1-1 用实验方法求不规则物体重心
实验目的
2021/3/1
2
时间安排：
第二周：理论课（实验一，实验二，实验三） 第3周—第8周，实验一、二、三 第九周 理论课（实验四，实验五，实验六) 第10周—第16周，实验四、五、六 17周或18周考试
最后成绩设定：
平时成绩70%，考试30%
要求：
每次实验前做好预习，实验后认真写实验报告
2021/3/1
数据采集 及分析
a 实验装置及仪器框图
l
b 梁模型
实验装置及仪器框 图如图所示。通过变换 支承块可改变梁的支承 结构，移动支架的位置 可改变梁的长短，因此 该装置不仅可作为简支、 固支系统，还可作为一 端自由的悬臂系统。
b
8
试件是一组矩形截面梁，从理论上说，它应有无限个固 有频率。如果给梁一个大小合适的瞬态力，相当于用所有频 率的正弦信号同时激励。使用锤击进行瞬态激励时，要求响
o
设圆盘质量为m，当它向某个方向转动时，圆
盘的最大转角max
三2线021摆/3/1示意图
14
rθ=l f， rθmax=l φmax θ=θmaxsinωnt ，
圆盘扭转时最大动能：
Ekmax 12J0ddt 2max 12J0wn2m2ax
圆盘扭转时最大势能：
E p m a x m g l( 1 c o sm a x ) 12mglm2ax12mgr2lm 2ax
重 心 位 置 ： xcF W N2l
FN2
2021/3/1
6
1-4 测定梁的各阶固有频率 一、实验目的
用瞬态激振法测定梁的各阶固有频率。
二、实验原理
机械运动：指物体在平衡位置附近所作的具有周期性的往复 运动。任何具有弹性的结构物或机器的各组成部分，如离开 其平衡位置后就会发生振动。
周期：指物体在平衡位置附近完成一次往复运动的时间。
2. 测定铸铁的抗扭强度tb。 3. 测定低碳钢的屈服点ts或上屈服点tsu、下屈服点tsL 和抗扭强度tb
4. 观察并分析不同材料在扭转时的变形和破坏现象。
d0
L0
2021/3/1
扭转试样
17
二、设备和仪器 1. RNJ-500微机控制电子扭转试验机
1 单片机测控箱 2 固定夹具 3 活动夹具 4 减速箱 5 导轨工作平台 6 手动调整轮 7 伺服电机 8 机架
两端固支梁
f1 = 31.250, f2 = 111.25, f3 = 223.75
2021/3/1
11
1-2 单自由度弹簧质量系统的刚度和固有频率测定
实验目的 1．测定单自由度系统的等效 刚度 k。 2．计算弹簧质量振动系统的 固有频率 fn
理论力学多功能实验台
2021/3/1
12
实验原理
由弹簧质量组成的振动系统，在弹簧的线性变形范围内， 系统的变形和所受到的外力的大小成线性关系。据此，施 加不同的力，得到不同的变形，由此计算系统的刚度k和固
wn2
mgr2 Jcl
fnT 121p
mgr2 Jcl
因 此 有 ： Jcm 4 gpr22T l2
式中：Jc为圆盘对质心的转动惯量；m为圆盘质量； l为
摆20线21/长3/1 ；r为悬线到转轴的距离；T为圆盘的摆动周期。
15
圆盘的转动惯量理论值：
Jth1 2m (D 2)2
圆盘的转动惯量测量值：
应时间T<2p/w，这里的w是感兴趣的频率上限。
梁因敲击产生的振动信号由速度传感器获取并将其转 换为与速度信号成正比的电信号，该信号通过测振仪放大 后输出给数据采集分析仪。
2021/3/1
9
两端简支梁
f1 = 26.250 ; f2 = 108.75 ; f3 = 241.25
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2021/3/1
10
工程力学实验
魏俊红 南一楼E326
2021/3/1
1
内容概述：
本门课程共16个学时，其中理论课4个学时，实验课12学时
实验一 理论力学实验，振动基础实验 实验二 金属材料的扭转实验 实验三 金属材料的拉伸与压缩实验 实验四 电阻应变片的粘贴与应变测量 实验五 梁的弯曲正应力测量与位移互等定理验证 实验六 薄壁圆筒的弯扭组合变形实验
2021/3/1
图附1-5-1 RNJ－500 型微机控制扭转试验机示意图
18
扭转试验机测量系统组成图
试验机测量系统主要由扭矩传感器、小角度扭角仪、光电编 码器、单片机系统、计算机、网络打印机等组成，如图1-5-2所 示。
在试样承受扭矩时，产生扭转变形，标距间的扭转角由小角 度扭角仪获得，同时通过光电编码器获取活动夹具的转动角度 。这样，单片机系统将相应的扭矩、标距间扭转角以及活动夹 具的转动角度信号分别进行放大，并作数字化处理后的结果通 过RS-232传递给计算机系统，计算机系统对接受的数据按用户 2要021求/3/1分别绘制出相应的测试曲线，并将最后试验结果输出。19
/k g .m 2
mgr2T2
Jc 4p2l
注意事项 ： 1. 不规则物体的轴心应与圆盘中心重合。 2. 摆的初始角应小于或等于5°。 3. 两个摆的线长应一致。 4. 实际测试时，不应有较大幅度的平动。
2021/3/1
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实验二、金属材料的扭转实验
一、实验目的 1. 测定低碳钢（或铝合金）的切变模量G。
频率：单位时间内完成往复运动的次数。
固有频率：物体做自由振动时，其位移随时间按正弦或余弦规
律变化，振动的频率与初始条件无关，而仅与系统的固有特性
有关（如质量、形状、材质等），称为固有频率，其对应周期
称为固有周期
2021/3/1
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支承块 试件 传感器
支架 基座
力锤
2021/3/1
测 振 仪
电荷 放 大 器
有频率fn。
k F
fn
1
2p
k m
2021/3/1
13
1-3 用“三线摆”法验证均质圆盘转动惯量理论公式 实验目的
1. 了解并掌握用“三线摆”方法测取物体转动惯量的方法。 2. 分析“三线摆”摆长对测量的误差。
实验原理：
给摆一个微小偏转，然后自由释放，摆会产生 扭振，摆动周期和摆长，圆盘转动惯量有关。
1 用垂吊法测取不规则平面结构的重心位置 2 用称重法测取连杆的重心位置并用力学方法计算其重量
实验原理
（1）垂吊法
利用柔软细绳受力特点和二力平衡原理
2021/3/1
5
（2）称重法 利用平面一般力系的平衡条件
l xc FN1 W
重 量 ： W F N 1 F N 2
根 据 ： M 1 F N 2 l W x c 0
3
实验一、理论力学实验、振动基础实验
1-1 用实验方法求不规则物体重心
1-2 单自由度弹簧质量系统的刚度和固有频率测定
1-3 用“三线摆”法验证均质圆盘转动惯量理论公式
1-4 测定梁的各阶固有频率
附 比较渐加、突加、冲击和振动四种不同类型载荷
2021/3/1
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1-1 用实验方法求不规则物体重心
实验目的
2021/3/1
2
时间安排：
第二周：理论课（实验一，实验二，实验三） 第3周—第8周，实验一、二、三 第九周 理论课（实验四，实验五，实验六) 第10周—第16周，实验四、五、六 17周或18周考试
最后成绩设定：
平时成绩70%，考试30%
要求：
每次实验前做好预习，实验后认真写实验报告
2021/3/1
数据采集 及分析
a 实验装置及仪器框图
l
b 梁模型
实验装置及仪器框 图如图所示。通过变换 支承块可改变梁的支承 结构，移动支架的位置 可改变梁的长短，因此 该装置不仅可作为简支、 固支系统，还可作为一 端自由的悬臂系统。
b
8
试件是一组矩形截面梁，从理论上说，它应有无限个固 有频率。如果给梁一个大小合适的瞬态力，相当于用所有频 率的正弦信号同时激励。使用锤击进行瞬态激励时，要求响
o
设圆盘质量为m，当它向某个方向转动时，圆
盘的最大转角max
三2线021摆/3/1示意图
14
rθ=l f， rθmax=l φmax θ=θmaxsinωnt ，
圆盘扭转时最大动能：
Ekmax 12J0ddt 2max 12J0wn2m2ax
圆盘扭转时最大势能：
E p m a x m g l( 1 c o sm a x ) 12mglm2ax12mgr2lm 2ax
重 心 位 置 ： xcF W N2l
FN2
2021/3/1
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1-4 测定梁的各阶固有频率 一、实验目的
用瞬态激振法测定梁的各阶固有频率。
二、实验原理
机械运动：指物体在平衡位置附近所作的具有周期性的往复 运动。任何具有弹性的结构物或机器的各组成部分，如离开 其平衡位置后就会发生振动。
周期：指物体在平衡位置附近完成一次往复运动的时间。
2. 测定铸铁的抗扭强度tb。 3. 测定低碳钢的屈服点ts或上屈服点tsu、下屈服点tsL 和抗扭强度tb
4. 观察并分析不同材料在扭转时的变形和破坏现象。
d0
L0
2021/3/1
扭转试样
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二、设备和仪器 1. RNJ-500微机控制电子扭转试验机
1 单片机测控箱 2 固定夹具 3 活动夹具 4 减速箱 5 导轨工作平台 6 手动调整轮 7 伺服电机 8 机架
两端固支梁
f1 = 31.250, f2 = 111.25, f3 = 223.75
2021/3/1
11
1-2 单自由度弹簧质量系统的刚度和固有频率测定
实验目的 1．测定单自由度系统的等效 刚度 k。 2．计算弹簧质量振动系统的 固有频率 fn
理论力学多功能实验台
2021/3/1
12
实验原理
由弹簧质量组成的振动系统，在弹簧的线性变形范围内， 系统的变形和所受到的外力的大小成线性关系。据此，施 加不同的力，得到不同的变形，由此计算系统的刚度k和固
wn2
mgr2 Jcl
fnT 121p
mgr2 Jcl
因 此 有 ： Jcm 4 gpr22T l2
式中：Jc为圆盘对质心的转动惯量；m为圆盘质量； l为
摆20线21/长3/1 ；r为悬线到转轴的距离；T为圆盘的摆动周期。
15
圆盘的转动惯量理论值：
Jth1 2m (D 2)2
圆盘的转动惯量测量值：
应时间T<2p/w，这里的w是感兴趣的频率上限。
梁因敲击产生的振动信号由速度传感器获取并将其转 换为与速度信号成正比的电信号，该信号通过测振仪放大 后输出给数据采集分析仪。
2021/3/1
9
两端简支梁
f1 = 26.250 ; f2 = 108.75 ; f3 = 241.25
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2021/3/1
10
合集下载
《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
工程力学课程总论PPT课件学习资料
工程力学研究模型
模 型 实际物体的合理抽象与简化; 实际工作状态的合理抽象与简化; 实际问题的合理抽象与简化。
研 究飞机的 运动轨迹时，飞 机可视为质点。
研究卫星运动轨道时,卫星可视为质点；但研究卫星姿态控制时，则不能视为质点。
工作状态的模型－刚体与变形体 研究运动时忽略极小的变形－刚体; 研究物体的变形和内部受力规律时，则必须考虑变形－变形体。
：“哥伦比亚”号航天飞机在返回途中遇难（2003年）
一块轻质泡沫材料 撞击了航 天飞机表面的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?
爆破时烟囱怎样倒塌
为什么赛车结构前细后粗；车轮前小后大？
赛车结构
日常生活中的工程力学问题
日常生活中的工程力学问题
工程力学的任务
1.研究物体在外力作用下的机械运动以及构件的强度、刚度和稳定性，使构件既安全又经济实用的科学。 2.总结工程中的有关力学理论和经验为了工程应用服务而撰写的经典力学知识，是培养学生工程技术素质的专业基础课程。
实验方法 －具体设计的实验验证
飞机静载试验
－现代计算技术与计算机应用。
计算机方法
汽车碰撞
碰撞时气囊与人的相互作用
战斗机的振动模态分析
飞鸟与空中客车机翼相撞
运动中的乒乓球尾流
人造骨骼
轮胎与轮毂
天文望远镜桁架
“ 工程力学走过了从工 程设计的辅助手段到中 心主要手段，不是唱配 角而是唱主角了” 钱学森 1997年9月
问题模型 - 视所研究的问题性质而定
例如，船舶设计中，船体各部分涉及的问题一般各不相同。但在总体设计中可将巨浪中的船体视为两个浪峰上的梁。
模 型 实际物体的合理抽象与简化; 实际工作状态的合理抽象与简化; 实际问题的合理抽象与简化。
研 究飞机的 运动轨迹时，飞 机可视为质点。
研究卫星运动轨道时,卫星可视为质点；但研究卫星姿态控制时，则不能视为质点。
工作状态的模型－刚体与变形体 研究运动时忽略极小的变形－刚体; 研究物体的变形和内部受力规律时，则必须考虑变形－变形体。
：“哥伦比亚”号航天飞机在返回途中遇难（2003年）
一块轻质泡沫材料 撞击了航 天飞机表面的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?
爆破时烟囱怎样倒塌
为什么赛车结构前细后粗；车轮前小后大？
赛车结构
日常生活中的工程力学问题
日常生活中的工程力学问题
工程力学的任务
1.研究物体在外力作用下的机械运动以及构件的强度、刚度和稳定性，使构件既安全又经济实用的科学。 2.总结工程中的有关力学理论和经验为了工程应用服务而撰写的经典力学知识，是培养学生工程技术素质的专业基础课程。
实验方法 －具体设计的实验验证
飞机静载试验
－现代计算技术与计算机应用。
计算机方法
汽车碰撞
碰撞时气囊与人的相互作用
战斗机的振动模态分析
飞鸟与空中客车机翼相撞
运动中的乒乓球尾流
人造骨骼
轮胎与轮毂
天文望远镜桁架
“ 工程力学走过了从工 程设计的辅助手段到中 心主要手段，不是唱配 角而是唱主角了” 钱学森 1997年9月
问题模型 - 视所研究的问题性质而定
例如，船舶设计中，船体各部分涉及的问题一般各不相同。但在总体设计中可将巨浪中的船体视为两个浪峰上的梁。
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§1-1 平面机构的组成
n 3.机构 n 具有固定构件的运动链称为机构。 n 机 架机构中的固定构件；一般机架相对地面固定不动， n 原动件： 按给定已知运动规律独立运动的构件； n 从动件 机构中其余活动构件。其运动规律决定于原
动件的运动规律和机构的结构和构件的尺寸。 n 机构常分为平面机构和空间机构两类，其中平面机
第一章平面机构运动简图及自由度
§1-1 平面机构的组成
n
n 1.构件 n 从运动角度来看，任何机器（或机构）都是由许多独立运动单
元体组合而成的，这些独立运动单元体称为构件。 n 从加工制造角度来看，任何机器（或机构）都是由许多独立制
造单元体组合而成零件，这些独立制造单元体称为零件。 n 构件可以是一个零件；也可以是由一个以上的零件
由实例可看出，各种机器的主要组成部分都是各种机构。 所以可以说，机器乃是一种可用来变换或传递能量、 物料与信息的机构组合体。
（3）机器的结构
传统的机器由如下三个部分组成：
原动件—传动部分—执行部分
现代机器一般由如下四个部分组成
原动件—传动部分—执行部分
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绪论
n 2．研究内容 1） 机构的组成及其自由度的计算 2） 机构的运动分析 3）机构的力分析和机器动力学分析 4）常用机构的分析与设计 5）机构的选型与组合*
n 3．学习的目的 为学习后续课程和掌握专业知识大好基础 为毕业设计提供机械设计知识 4．掌握本课程的特点 本课程是一门技术基础课，其最显著的特点是基础理 论与工程实际的结合。
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工程力学说课ppt课件
教师向学生推荐网络下载课件地址及一些参 考习题集，供学生自我学习。
.
13
二.教学资源—教学条件
.
14
二.教学资源—师资队伍
Байду номын сангаас
.
15
三、教学方法手段
理实结合法
讲授法
讨论教学法
教学 方法
问题教学法
案例教学法
.
多效例题教学法
16
教学方法举例
多效例题教学法
重心（汽 车重心的 测定）
力矩平衡 的应用
（车轮约 束反力的
.
10
二.教学资源 教材及参考资料
教材：《工程力学》
杨兆伟主编
化学工业出版社
.
11
二.教学资源 教材及参考资料
参考资料： 《工程力学》
顾晓勤主编
化学工业出版社
.
12
教材特点
教材内容适合本专业教学要求。理论体系合理，能 反映课程及实际的最新技术发展水平，较符合学生 的接受能力。
整合两本书，突出工程应用，淡化过程推导，既能 体现理论运用又能贴合实际。
.
1
《工程力学》说课内容
一、课程设置 二、教学资源 三、教学方法与手段 四、教学效果 五、教学设计 六、教学组织与实施
.
2
一、课程设置
01
课程定位
02
课程任务与目标
03
教学重难点
04
解决办法
.
3
01课程 定位
《工程力学》是高职院校机电及 数控类专业的重要的专业核心课 程，在整个课程体系中处于承上 启下的核心地位 。研究物体受 力机械运动的一般规律和工程构 件的强度、刚度及稳定性等计算 原理的一门学科。不仅是工科专 业重要的专业核心课，而且是能 够直接用于工程实际的技术学科。
.
13
二.教学资源—教学条件
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二.教学资源—师资队伍
Байду номын сангаас
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15
三、教学方法手段
理实结合法
讲授法
讨论教学法
教学 方法
问题教学法
案例教学法
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多效例题教学法
16
教学方法举例
多效例题教学法
重心（汽 车重心的 测定）
力矩平衡 的应用
（车轮约 束反力的
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10
二.教学资源 教材及参考资料
教材：《工程力学》
杨兆伟主编
化学工业出版社
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11
二.教学资源 教材及参考资料
参考资料： 《工程力学》
顾晓勤主编
化学工业出版社
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12
教材特点
教材内容适合本专业教学要求。理论体系合理，能 反映课程及实际的最新技术发展水平，较符合学生 的接受能力。
整合两本书，突出工程应用，淡化过程推导，既能 体现理论运用又能贴合实际。
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1
《工程力学》说课内容
一、课程设置 二、教学资源 三、教学方法与手段 四、教学效果 五、教学设计 六、教学组织与实施
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2
一、课程设置
01
课程定位
02
课程任务与目标
03
教学重难点
04
解决办法
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3
01课程 定位
《工程力学》是高职院校机电及 数控类专业的重要的专业核心课 程，在整个课程体系中处于承上 启下的核心地位 。研究物体受 力机械运动的一般规律和工程构 件的强度、刚度及稳定性等计算 原理的一门学科。不仅是工科专 业重要的专业核心课，而且是能 够直接用于工程实际的技术学科。
工程力学课件ppt
y
y
F
F
O (a)
x
O
(b)
x
1-1-2 力的性质
例3：用图解法求合力
(a)
1-1-2 力的性质
例4：用图解法求Fx，Fy,Fz的合力
z Fz
Fy y
O
Fx
x
1-1-2 力的性质
例4：已知系统平衡，画出B、C两点的受力方向
1-1-2 力的性质
例5：已知构件处于平衡状态，求Fc的方向
Fc
(a)
全部杆及墙体受拉力
若不考虑变形，力可沿其作用线移动，移动后不改变移 动区域外的受力状况，不影响平衡状态。 例P22 1－4
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
2.力平行移动 M＝Fd
B d A 反过来呢？ 一个力加 一力偶，用一个等效力代替？ M
F
结论：作用在刚体上的力可向刚体上任一点平移， 但必须附加一力偶，这个附加力偶的大小等于力对
C A B
F
30
？移动后，对哪部分、有什么影响
例2：P6 1－1
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
6.空间力系的合成与分解
方法1
方法2
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
6.空间力偶系的合成与分解
z
空间力偶系为矢量，
Fz
遵循矢量合成与分解规
c
则
y
Fx o
Fy
b x
a
第1章 静力学基础
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
结论： 1.载荷的移动
F 若考虑变形，载荷不可移动
F
左段杆及墙体受拉力 右段杆不受力
y
F
F
O (a)
x
O
(b)
x
1-1-2 力的性质
例3：用图解法求合力
(a)
1-1-2 力的性质
例4：用图解法求Fx，Fy,Fz的合力
z Fz
Fy y
O
Fx
x
1-1-2 力的性质
例4：已知系统平衡，画出B、C两点的受力方向
1-1-2 力的性质
例5：已知构件处于平衡状态，求Fc的方向
Fc
(a)
全部杆及墙体受拉力
若不考虑变形，力可沿其作用线移动，移动后不改变移 动区域外的受力状况，不影响平衡状态。 例P22 1－4
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二、载荷的移动、合成与分解
2.力平行移动 M＝Fd
B d A 反过来呢？ 一个力加 一力偶，用一个等效力代替？ M
F
结论：作用在刚体上的力可向刚体上任一点平移， 但必须附加一力偶，这个附加力偶的大小等于力对
C A B
F
30
？移动后，对哪部分、有什么影响
例2：P6 1－1
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
6.空间力系的合成与分解
方法1
方法2
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
6.空间力偶系的合成与分解
z
空间力偶系为矢量，
Fz
遵循矢量合成与分解规
c
则
y
Fx o
Fy
b x
a
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第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
结论： 1.载荷的移动
F 若考虑变形，载荷不可移动
F
左段杆及墙体受拉力 右段杆不受力
《工程力学》PPT演示课件
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轴力正负号规定：
同一位置处左、右侧截面上内力分量必须具 有相同的正负号。
FN
FN
轴力以拉为正，以压为负。
10
三. 轴力图(FN —x )___表示轴力沿杆件轴线变化规律的图线。
如果杆件受到的外力多于两个，则杆
例题2-1
件不同部分的横截面上有不同的轴力。
A 1 B 2 C 3D
已知 F1=10kN；F2=20kN；
F1 F1 F1
FNkN
1 F2
2 F3 3 F4
F3=35kN；F4=25kN；
解：1、计算杆件各段的轴力。
FN1
AB段
Fx 0
F2
FN2
FN1F110kN
BC段
Fx 0 FN2F2 F1
FN3
FN2 F1 F2
F4
102010kN
10
25 CD段
Fx 0
FN3F425 kN
x
10
轴力图的特点：突变值 = 集中载荷
计算杆在截开面上的未知内力（此时截开面上的内力
对所留部分而言是外力）。
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例如： （一）、内力（截面法）
F
F
F
FN =F
F
Fx 0
FN F 0
FN=F
FN F
轴力——由于外力的作用线与杆件的轴线重合，所以轴向拉压杆
内力的作用线也必与杆件的轴线重合,因此,内力称
为轴力。用FN 表示。单位：牛顿（N）
+
II
150kN
II
100kN
100kN
50kN
II FN2
I FN1 FN1=50kN
I
100kN FN2= 100kN