工程力学讲义
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。
工程力学课程总论PPT课件学习资料
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。
《工程力学》授课教案
《工程力学》授课教案第一章：概述1.1 课程介绍解释工程力学的基本概念和重要性。
强调它在工程领域中的应用和必要性。
1.2 力学的基本原理介绍牛顿三定律和力的概念。
解释物体运动状态的改变及其原因。
1.3 单位制和量度介绍国际单位制（SI）及其在工程力学中的应用。
强调正确使用量度和单位的重要性。
第二章：牛顿定律2.1 第一定律：惯性定律解释惯性的概念和第一定律的含义。
探讨惯性对物体运动状态的影响。
2.2 第二定律：动力定律介绍牛顿第二定律的数学表达式。
解释质量、加速度和力之间的关系。
2.3 第三定律：作用与反作用定律解释作用力和反作用力的概念。
探讨它们在实际工程应用中的重要性。
第三章：力学中的能量3.1 动能和势能介绍动能和势能的概念及其在力学中的作用。
解释它们之间的相互转化关系。
3.2 机械能守恒定律解释机械能守恒定律的含义。
探讨其在不同情况下的适用性和限制。
3.3 能量转换和能量效率介绍能量转换的概念和能量效率的计算方法。
强调提高能量效率的重要性。
第四章：材料力学4.1 应力与应变解释应力和应变的概念及其在材料力学中的重要性。
介绍应力-应变曲线的特点和应用。
4.2 弹性模量和塑性极限解释弹性模量和塑性极限的概念及其在材料力学中的作用。
探讨不同材料的弹性模量和塑性极限的差异。
4.3 材料疲劳和断裂力学介绍材料疲劳和断裂力学的基本概念。
探讨其在工程设计和材料选择中的应用。
第五章：静力学5.1 力的分解和合成解释力的分解和合成的概念及其在静力学中的重要性。
探讨力的分解和合成对物体平衡的影响。
5.2 静力平衡的条件介绍静力平衡的数学表达式和条件。
解释如何应用静力平衡条件解决实际问题。
5.3 摩擦力解释摩擦力的概念及其在静力学中的作用。
探讨摩擦力的计算方法和减小摩擦力的方法。
第六章：动力学6.1 质点运动学介绍质点运动学的基本概念，包括速度、加速度和位移。
探讨运动学方程的建立和应用。
6.2 牛顿运动定律的扩展解释动量和动量守恒定律。
工程力学培训讲义(PPT31页)
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
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教学方法举例
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多效例题教学法
重心（汽 车重心的 测定）
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《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
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
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。
课程难点：
物体系统的受力分析和平衡计算、 静定结构内力图的绘制、用相关理论 分析和解决简单的工程实际问题。
04解决办法
1）讲授理论知 识与实验及工 程实践相结合 2）理论与工程 模型有机结合 3）教学与科研 实践的结合
注重专业特点 选择例题或工 程实例等教学 细节，突出教 学重点和难点 ，
发挥学生主观 能动性
二.教学资源 教材
化学工业出版社
二.教学资源 教材及参考资料
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工程力学ppt课件
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。
工程力学课件
力矩与力矩平衡
力对点之矩矢量等于该力 使该点绕该矢量轴产生的 旋转效应。
弹性力学基础
弹性力学的基本假设
01
物体是连续的、完全弹性且各向同性的。
应力与应变
02
在物体内部某点处，单位面积上的内力称为应力；物体受力后
，其几何形状和尺寸发生改变，称为应变。
胡克定律
03
在弹性限度内，物体的应变与应力成正比，其比例系数称为弹
2023
REPORTING
工程力学ppt课件(重 庆大学版)
2023
目录
• 引言 • 工程力学基础知识 • 材料力学 • 动力学基础 • 静力学分析 • 动力学分析 • 工程力学的应用与发展
2023
PART 01
引言
REPORTING
课程简介
01
课程名称：工程力学
02 适用专业：土木工程、机械工程、航空航 天工程等
材料的失效与强度
材料的失效与强度是研究材料在载荷作用下发生失效的规律和强度的评价标准的 学科。
材料的失效主要分为韧性断裂、脆性断裂、疲劳断裂和蠕变断裂等类型；强度评 价标准包括抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪强度等，这些标准为工程设计 和选材提供了依据。
Байду номын сангаас
2023
PART 04
动力学基础
REPORTING
动力学分析的应用实例
火箭发射
火箭发动机产生的推力通过反作用力使火箭加速上升，利用了牛顿 第三定律。
汽车制动
汽车刹车时，地面摩擦力使汽车减速，直至停止，利用了牛顿第二 定律和动能定理。
桥梁振动
桥梁在风载或地震作用下会产生振动，需要利用动力学分析方法进行 抗震和抗风设计。
工程力学讲义1-3章例题
F CB
C
F 'BA
ϕ [例] 已知： F、a 、b、 , 求：MB (F) 和 例 已知：
解：①用力对点之矩求解
M A (F ) .
a
A
F
ϕ
M B ( F ) = F ⋅ d = Fb cos ϕ
②应用合力矩定理求
M B ( F ) = M B ( Fy ) + M B ( Fx )
= 0 + F cos ϕ ⋅ b
2）摇杆ＢＣ：
C
NA
A
NO
α
M2
NB
B
NA ⋅r ∑ M = 0 : sin 30 − M 2 = 0. ∴ M 2 = 8 kNm.
23
M 2 , N A ', N B
思考题 试求机构的滑块在图示位置保持平衡时两主动力偶的关系
解： 1) AB杆为平衡对象。 AB杆为平衡对象。 滑块与杆之间为光滑面约束，因 此D处的约束力FD必垂直于AB。 处的约束力F 必垂直于AB。
P A B
NA
A
或：
P
B
4）A点的约束反力 N A ） 点的约束反力 5）A点的约束反力也可以用两个分力 ） 点的约束反力也可以用两个分力 表示 FAX , FAY 。
NB P
B
FAY
A
FAX
注：作业的书写格式 。
NB
1
第一章 静力学基本公理和物体的受力分析 [例1] 试分析杆 的受力 例 试分析杆AB的受力 的受力。 注：作业的书写格式 。 解：1．杆 AB ．
17
A
简易吊车如图所示，滑轮大小忽略不计， 例：简易吊车如图所示，滑轮大小忽略不计，杆自 重不计， 求杆AB、 所受的力。（P＝ 所受的力。（ 重不计， 求杆 、BC所受的力。（ ＝20kN） ）
最新工程力学的讲义1-PPT文档资料
有突变 突变量=F
无影响
M 图
FQ >0,斜直线，斜率>0 FQ <0,斜直线，斜率<0 FQ =0,水平线，斜率=0
q(x)>0,抛物线，上凹 q(x)<0,抛物线，下凹 FQ =0,抛物线有极值
斜率由突变 图形成折线
有突变 突变量=M
例题2—画剪力图和弯矩图
已知外伸梁，M=3kN.m，q=3kN/m，a=2m
据剪力方程和弯矩方程 可画内力图
剪力方程
qL F ( x ) F qx qx Q A 2
A点：x=0，FQA=qL/2
中点：x=L/2，FQ=0
B点：x=L，FQB=-qL/2
弯矩图画法
弯矩方程
x qL q2 M ( x ) F x qx x x A 2 2 2
续例2—弯矩图
AC：q=0,FQC>0,直线,MC=7KN.M CB：q<0,抛物 线,FQ=0,MB=6.04KN.m BD：q<0,开口向下，MB=-6kN.m
续例2—剪力图和弯矩图
从图上可以很清楚地 看出三者之间的微分 关系
例题
例题3 画出简支梁受集中力作用的剪力图和弯矩图 例题4 画出简支梁受集中力偶作用的剪力图和弯矩图
工程力学讲义
弯曲内力
机械基础教研室
冯迎辉
本节内容
平面弯曲的概念 弯曲的内力及符号规定 弯曲内力图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
本节小结
弯曲的概念
弯曲变形是指杆的轴线 由直线变成曲线，以弯 曲变形为主的杆件称为 梁。 梁的受力特点是在轴线 平面内受到力偶矩或垂 直于轴线方向的外力的 作用。
弯曲变形
第一章-工程力学知识【可修改文字】
第一节 静力学的基本概念和物体受力分析 五、简单力系分析
1、平面汇交力系合成与平衡的几何法 平面汇交力系：各力的作用线位于同一平面内并且
汇交于同一点的力系，如图1-19。
图1-19 平面汇交力系
第一节 静力学的基本概念和物体受力分析
（1）平面汇交力系的合成的几何法 用平面四边形法则或力三角形法求两个共点力的合
图1-12 光滑接触面约束
第一节 静力学的基本概念和物体受力分析
（1）中间铰链约束，如图1-13 ：用中间铰链约束的 两物体都能绕接触点转动，两物体相互转动又相互制约。
约束反力的确定：其约束反力用过铰链中心两个大 小未知的正交分力来表示。
图1-13 中间铰链约束
第一节 静力学的基本概念和物体受力分析
（4）平面力偶系的简化与平衡： 1）作用在物体同一平面内的各力偶组成平面力偶系。 平面力偶系可以合成为一合力偶，此合力偶的力偶矩等 于力偶系中各力偶的力偶矩的代数和，即：M＝m1＋ m2＋…＋mn＝Σm； 2）平面力偶系平衡的必要与充分条件：平面力偶 系中所有各力偶的力偶矩的代数和等于零，即：Σm＝0。
（1）二力平衡公理：作用于刚体 上的两个力处于平衡的必要和充分条 件是：力的大小相等、方向相反、作 用于同一个物体同一直线上。矢量式 可表示为：F1=－F2，如图1-5。
图1-5 二力平衡条件
第一节 静力学的基本概念和物体受力分析
二力杆件（或二力体）：受两个力作用而平衡的杆件，
如图1-6。
F1
F2
（1）力对物体的作用效力 内效应：使物体发生变形的效
应。 注：静力学只考虑外效应。
（2）力的三要素：力的大小、方向、作用点。 （3）力是矢量（用一带箭头的线段表示）如图1-1表 示，单位为N或KN。
工程力学讲义
工程力学讲义静力学静力学的基本概念1、平衡——平衡是物体机械运动的特殊形式，是指物体相对地球处于静止或匀速直线运动状态。
2、刚体——在外界的任何作用下形状和大小都始终保持不变的物体。
或者在力的作用下，任意两点间的距离保持不变的物体。
刚体是一种理想化的力学模型。
一个物体能否视为刚体，不仅取决于变形的大小，而且和问题本身的要求有关。
3、力——力是物体相互间的机械作用，其作用结果使物体的形状和运动状态发生改变。
1. 静力学公理基本概念力系——作用于同一物体或物体系上的一群力。
等效力系——对物体的作用效果相同的两个力系。
平衡力系——能使物体维持平衡的力系。
合力——在特殊情况下，能和一个力系等效的一个力。
公理一 (二力平衡公理)要使刚体在两个力作用下维持平衡状态，必须也只须这两个力大小相等、方向相反、沿同一直线作用。
公理二 (加减平衡力系公理)可以在作用于刚体的任何一个力系上加上或去掉几个互成平衡的力，而不改变原力系对刚体的作用。
推论 (力在刚体上的可传性)作用于刚体的力，其作用点可以沿作用线在该刚体内前后任意移动，而不改变它对该刚体的作用。
公理三 (力平行四边形公理)作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点的一个力，即合力。
合力的矢由原两力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢来表示。
即，合力为原两力的矢量和。
矢量表达式：R= F1+F2推论 (三力汇交定理)当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线相交于某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。
公理四 (作用和反作用公理)任何两个物体间的相互作用的力，总是大小相等，作用线相同，但指向相反，并同时分别作用于这两个物体上。
公理五 (刚化公理)设变形体在已知力系作用下维持平衡状态，则如将这个已变形但平衡的物体变成刚体（刚化），其平衡不受影响。
2. 力对点之矩力矩：表示力使物体绕某点转动效应的量称为力对点之矩简称力矩。
它的大小为力F的大小与力臂d的乘积，它的正负号表示力矩在平面上的转向。
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《工程力学》讲义目录绪论0. 1 工程力学的课程内容及其工程意义0. 2 工程力学的研究模型第一篇工程静力学第1章工程静力学基础1．1 力1．1．1 力的概念及其效应1．1．2 力系的概念（分类）1．1．3 力的性质（力的可传性、平行四边形法则）1．2 约束与约束力1．2．1 约束与约束力的概念1．2．2 柔性约束1．2．3 光滑面约束1．2．4 光滑铰链约束1．2．5 滑动轴承与推力轴承1．3 平衡的概念1．3．1 二力平衡与二力构件1．3．2 不平行的三力平衡条件1．3．3 加减平衡力系原理1．4 受力图1．4．1 隔离体和受力分析步骤1．4．2 受力图绘制方法应用举例1．5 力矩1．5．1 力对点之矩1．5．2合力矩定理1．5．3力对轴之矩1．6 力偶及其性质1．6．1 力偶的概念1．6．2 力偶的性质1．6．3 力偶系的合成及其平衡第2章力系的简化2．1 力在坐标轴上的投影2．1．1 力在坐标轴上的投影2．1．2 合力投影定理2．2 力线平移定理2．3 平面任意力系的简化2．3．1 平面力系向已知点的简化——主矢与主矩2．3．2 固定端约束2．3．3 简化结果的讨论2．4 其他力系的简化2．4．1 平面汇交力系的合成结果2．4．2 空间任意力系的简化第3章工程中的静力平衡问题分析3．1 平面力系的平衡条件与平衡方程3．1．1 平面任意力系的平衡条件与平衡方程3．1．2 平面任意力系平衡方程的其他形式3．1．3 平面汇交力系和平面平行力学的平衡（配重问题）3．2 简单的刚体系统平衡问题3．2．1 刚体系统静定与静不定的概念3．2．2 刚体系统的平衡问题的求解3．3 考虑摩擦时的平衡问题3．3．1 滑动摩擦定律3．3．2 考虑摩擦时构件的平衡问题3．3．3 摩擦角与自锁的概念3．4 空间力系平衡问题3．4．1 空间力系平衡条件与平衡方程3．4．2 重心第二篇材料力学第4章材料力学的基本概念4．1 材料力学的基本假设4．1．1 连续性假定4．1．2 均匀性假设4．1．3 各向同性假定4．1．3 小变形假定4．2 弹性杆件的外力与内力4．2．1 外力4．2．2 内力与截面法4．3 正应力与切应力4．4 正应变与切应变4．5 杆件受力与变形的基本形式4．5．1 拉伸或压缩4．5．2 剪切4．5．3 扭转4．5．4 平面弯曲4．5．5 组合受力与变形第5章轴向拉伸、压缩与剪切5．1 工程中的轴向拉伸和压缩问题5．2 轴力与轴力图5．2．1 截面法求轴力5．2．2 轴力图5．3 拉压杆的应力5．3．1 横截面上的应力5．3．2 斜截面上的应力5．3．3 圣维南原理5．4 材料在拉伸与压缩时的力学性能5．4．1 应力应变图5．4．2 低碳钢在拉伸时的力学性能5．4．3 其他材料的拉伸力学性能5．4．4 材料在压缩时的力学性能5．5 拉压杆的强度设计5．5．1 失效与许用应力5．5．2 轴向拉伸与压缩时的强度条件5．5．3 三类强度计算问题5．6 轴向拉伸和压缩时的变形计算5．6．1 轴向变形与虎克定律5．6．2 横向变形与泊松比5．7 简单拉压静不定问题5．8 连接部分的强度计算5．8．1 剪切的实用计算5．8．2 挤压的实用计算第6章圆轴的扭转6．1 工程中的扭转问题6．2 外力偶矩、扭矩与扭矩图6．2．1 外力偶矩6．2．2 扭矩6．2．3 扭矩图6．3 切应力互等定理与剪切虎克定律6．3．1 切应力互等定理6．3．2 剪切虎克定理6．4 圆轴扭转时横截面上的应力6．4．1 圆轴扭转时横截面上的切应力公式6．4．2 极惯性矩与抗扭截面系数6．5 圆轴扭转时的变形6．6 圆轴扭转的强度设计和刚度设计6．6．1 强度条件和强度计算6．6．2 刚度条件和刚度计算6．7 非圆截面轴扭转简介第7章梁的弯曲内力7．1 工程中的弯曲问题7．2 梁的计算简图7．2．1 载荷的简化7．2．2 实际约束的简化7．2．3 梁的类型7．3 剪力与弯矩7．4 剪力方程与弯矩方程、剪力图与弯矩图7．5 载荷集度、剪力、弯矩之间的微分关系第8章梁的应力及强度设计8．1 对称弯曲正应力8．1．1 纯弯梁横截面上的正应力8．1．2 常见界面的惯性矩、抗弯截面系数及组合截面的惯性矩8．2 对称弯曲切应力简介8．3 梁的强度条件及其应用8．4 提高梁强度条件的主要措施8．5 斜弯曲8．6 弯拉（压）组合梁的强度计算第9章平面弯曲梁的变形与刚度设计9．1 弯曲变形概念9．2 挠曲线近似微分方程9．3 计算弯曲变形的积分法9．4 计算弯曲变形的叠加法9．5 梁的刚度条件与合理刚度设计9．5．1 梁的刚度条件9．5．2 刚度的合理设计9．5．3 提高梁的弯曲刚度的措施9．6 简单静不定梁第10章压杆稳定10．1 稳定性概念10．2 临界压力的欧拉公式10．2．1 两端铰支压杆的临界压力10．2．2 其他约束条件下的压杆的临界压力10．2．3 临界应力、柔度、欧拉公式的适用范围10．3 中、小柔度杆的临界应力10．3．1 中柔度杆临界应力的经验公式10．3．2 小柔度杆的临界应力10．3．3 临界应力总图10．4 压杆的稳定计算与合理设计10．4．1 稳定性条件10．4．2 压杆的合理设计10．4．3 提高压杆稳定性的措施0.1 工程力学的课程内容及其工程意义工程力学是一门关于力学学科在工程上的基本应用的课程，它通过研究物体机械运动的一般规律来对工程构件进行相关的力学分析和设计，其包含的内容极其广泛。
本书仅包括工程静力学和材料力学两部分。
机械运动是人们在日常生活和生产实践中最常见的一种运动形式，是物体的空间位置随时间的变化规律。
工程静力学研究的是机械运动的特殊情况，即物体在外力作用下的平衡问题，包括对工程物体的受力分析，对作用在工程物体上的复杂力系进行简化，总结力系的平衡条件和平衡方程，从而找出平衡物体上所受的力与力之间的关系。
构件，是工程上的机械、设备、结构的组成元素。
材料力学是研究工程构件在外力作用下，其内部产生的力，这些力的分布，以及将要发生的变形，这些变形中有些在外力解除后是可以恢复的，称为弹性变形；而另一些不可恢复的变形，则称为塑性变形。
为保证工程机械和结构的正常工作，其构件必须有足够的承载能力，即必须具有足够的强度、刚度和稳定性。
足够的强度，是保证工程构件在外力作用下不发生断裂和过大的塑性变形。
足够的刚度，是保证工程构件在外力作用下不发生过大的弹性变形。
足够的稳定性，是保证工程构件在外力作用下不失稳，即不改变其本来的平衡状态。
在工程实际中，广泛地应用着工程力学的知识。
例如图0-1所示的简易吊车，为了保证它能正常工作，首先需要用静力学知识分析和计算各构件所受的力，然后再应用材料力学知识，在安全、经济的前提下合理地确定各构件的材料和尺寸。
因此，工程力学是一门技术基础课程，它为后继专业课程和工程设计提供了必要的理论基础。
图0-10.2 工程力学的研究模型在工程力学中，由于工程静力学和材料力学所研究的问题不同，其工程模型也是各不相同的。
工程静力学的研究模型为刚体，即受力后理想不变形的物体。
因为大多数情形下，工程构件受力后产生的变形很小，忽略不计也不会对构件的受力分析产生影响。
而材料力学的研究模型是变形体。
因为材料力学是通过研究物体的变形规律来对工程构件进行安全性设计，所以构件的变形是不可忽略的。
特别需要注意的是，由于工程静力学和材料力学的研究模型不同，在工程静力学中所采用的某些受力分析方法，在材料力学中是不适用的。
如前图0-1简易吊车中的斜杆，如果将其两端所受的力沿作用线任意移动，不会改变斜杆的平衡状态，但是斜杆的变形却发生了明显的改变，如图0-2。
这就说明力可以沿其作用线在刚体内任意移动，但在变形体上则不可以。
第一篇工程静力学工程静力学研究作用在平衡物体上的力及其相互关系，其包括以下三方面的问题：1．各种力系的平衡条件及其应用；2．力系的等效替换或简化；3．物体的受力分析。
工程静力学基础本章主要介绍工程静力学的基本概念，包括力和力矩的概念、力系和力偶的概念、约束和约束力的概念以及力偶系的合成与平衡。
1.1力1.1.1力的概念及其效应力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化，或者使物体发生变形。
力使物体的运动状态发生变化的作用效应，叫做力的外效应；而使物体发生变形的效应，则叫做力的内效应。
而力对物体的作用效应，取决于力的大小、方向和作用点，通常被称为力的三要素。
1.1.2力系的概念工程中把作用于物体上的一群力称为力系。
根据力系中力的作用线是否在同一平面，力系可分为：平面力系和空间力系；根据力系中力的作用线是否汇交，力系可分为：汇交力系、平行力系和任意力系。
对力系研究的内容为：各力系的合成结果和平衡条件。
1.1.3力的性质★加减平衡力系原理在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。
★力的可传性原理作用于刚体上的力可沿其作用线移到刚体内的任一点，而不改变对刚体的作用。
所以作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为大小、方向和作用线．★平行四边形法规作用在物体的同一点上的两个力的合力仍作用在该点上，其大小和方向由两个力组成的平行四边形的对角线表示。
合力(合力的大小与方向): F R=F1+F2 (矢量的和)亦可用力三角形求得合力矢。
1.2约束和约束力1.2.1约束和约束力的概念能在空间有任意位移的物体称为自由体。
阻碍非自由体运动的限制条件称为对非自由体的约束。
而约束对物体的作用力称为约束力。
工程中约束的种类很多，根据其所具有的特性，可以归纳成以下几种基本类型。
1.2.2柔性约束（绳索、皮带、链条）由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束。
柔性体只能受拉力，又称张力,用F T表示．1.2.3光滑面的约束具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故称为法向约束力，用F N表示。
1.2.4光滑铰链的约束（径向轴承、圆柱铰链、固定铰链支座等）（1）径向轴承（向心轴承）约束特点：当不计摩擦时，轴与孔在接触处为光滑接触约束——法向约束约束力: 当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小与方向均有改变．可用二个通过轴心的正交分力F x,F y表示。
1.2.5滑动轴承与推力轴承(1)滚动支座约束特点：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：构件受到垂直于光滑面的约束力．(2)止推轴承约束特点：止推轴承比径向轴承多一个轴向的位移限制．约束力：比径向轴承多一个轴向的约束力，亦有三个正交分力 .1.3 平衡的概念1.3.1二力平衡与二力构件作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。