工程力学概论
概述工程力学课件(1).ppt
7 、正确判断二力构件。
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1－3 1－4 1－5
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引言
力系分为：平面力系、空间力系
力系
①汇交力系 ②力偶系 ③一般力系(任意力系)
汇交力系： 各力的作用线汇交于一点的力系。
F 例：起重机的挂钩。
研究方法：几何法，解析法。
F1
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F2
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第二章 汇交力系
第一篇 静力学
第一章 静力学基本概念与物体受力分析 第二章 汇交力系 第三章 力偶系 第四章 平面任意力系 第五章 空间任意力系 第六章 静力学专题——桁架、摩擦、重心
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1
引言
静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。
静力学主要研究： 物体的受力分析； 力系的简化； 力系的平衡条件及其应用。
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光滑圆柱铰链约束
FN FN
Fx FN Fy
圆柱铰链 A
YA
A
XA
A
约束.精品反课件力. 过铰链中心，用XA、YA2表6 示
固定铰支座
上摆
销钉
下摆
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固定铰支座
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固定铰支座
铰
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固定铰支座
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中间铰
铰
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31
中间铰
链条构成的约束
柔.精绳品约课束件.
21
约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。
柔索
绳索、链.精条品课件、. 皮带
22
2 光滑支承面约束
1工程力学绪论ppt课件
此时整体受力图如图（f）所示
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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）
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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
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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
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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 原方
工程力学原方
摘要：
一、引言
二、工程力学的概念与研究对象
三、工程力学的发展历程
四、工程力学在我国的应用与前景
五、结论
正文：
一、引言
工程力学作为一门重要的学科，对于解决实际工程问题具有关键作用。
本文将对工程力学的基本概念、研究对象以及发展历程进行概述，并探讨在我国的应用及前景。
二、工程力学的概念与研究对象
工程力学是研究物体在外力作用下的形变、内力、应力、应变等现象，以及物体之间相互作用力的规律和结构的强度、刚度、稳定性等性能的学科。
工程力学的研究对象包括杆件、板壳、实体等不同类型的结构，以及流体、岩土等连续介质。
三、工程力学的发展历程
工程力学的发展可以追溯到古希腊时期，经过几千年的发展，出现了许多重要的理论和方法，如静力学、动力学、材料力学、弹性力学、塑性力学、流体力学等。
这些理论和方法为解决实际工程问题提供了基础和保障。
四、工程力学在我国的应用与前景
工程力学在我国的应用广泛，涵盖了航空航天、土木建筑、交通运输、能源、机械制造等领域。
随着我国经济的快速发展，对于工程力学的研究和应用将更加深入，以满足国家重大工程建设和技术创新的需求。
在未来，工程力学将在智能化、绿色化、高性能等方面取得更多突破，为我国工程科技进步做出更大贡献。
五、结论
工程力学作为一门基础学科，对于解决实际工程问题具有重要意义。
本文对工程力学的概念、研究对象和发展历程进行了概述，并探讨了在我国的应用及前景。
工程力学知识点总结
工程力学知识点总结工程力学是一门研究物体受力、变形以及力学性质的学科。
它是工程学的基础学科之一，广泛应用于工程设计、结构分析和材料力学等领域。
在本文中，我将对工程力学的一些重要知识点进行总结，希望能够帮助读者更好地理解和应用工程力学的原理和方法。
第一部分：力的基本概念和平衡条件力是工程力学的核心概念之一，它可以引起物体的形状和运动发生变化。
在工程力学中，力的三要素是大小、方向和作用点。
力的大小可以用矢量表示，它的方向可以用箭头表示，作用点是力所作用的物体上的一点。
对于一个物体的平衡条件，有三种可能：静力平衡、动力平衡和稳定平衡。
静力平衡是指物体在受到多个力的作用下，力的合力为零，物体处于静止状态。
动力平衡是指物体在受到多个力的作用下，力的合力不为零，物体处于运动状态。
稳定平衡是指物体在受到微小扰动后能够自动恢复到原来的平衡状态。
第二部分：受力分析和结构受力受力分析是工程力学的基础，它通过分析物体所受到的外力和内力，来确定物体的运动状态和受力情况。
在受力分析中，我们常常使用自由体图和受力分解的方法来求解受力问题。
自由体图是指将物体从结构中分离出来，在图上标识出所受到的外力和内力，便于分析和计算。
结构受力是工程力学的重要内容之一，它研究物体在受到外力作用下的变形和应力情况。
常见的结构受力包括轴力、剪力、弯矩和应力等。
轴力是指物体沿着轴线方向受到的拉力或压力，剪力是指物体内部两个相邻截面之间的力，弯矩是指物体在受力作用下发生的弯曲时所产生的力矩，应力是指物体受到的单位面积上的力。
第三部分：材料力学和变形性能材料力学是工程力学中的重要分支，它研究物体的材料在受力作用下的变形和破坏情况。
常见的材料力学知识点包括杨氏模量、屈服强度、伸长率和断裂韧性等。
杨氏模量是描述材料刚度的指标，它反映了材料在受力作用下产生的弹性变形程度。
屈服强度是指材料在受到一定载荷后开始发生塑性变形的临界点。
伸长率是指材料在拉伸过程中的长度变化百分比，它可以反映材料的延展性能。
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
工程力学ppt课件
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。
工程力学第一章至第三章
绪论§1．概述一、工程力学1．工程力学——是研究物体机械运动的一般干什么及构件承受载荷能力的一门学科。
2．主要内容：静力学——理论力学的一部分，研究受力平衡。
材料力学——变形与破坏。
运动力学——运动规律。
3．基本概念（1）刚体——在受力作用时不发生变形的物体。
（2）机械运动——物体的空间位置随时间而改变（最基本的形式）（3）构件——工程中的结构元件，机器零部件等。
（4）静止——物体的空间位置不随时间而改变（机械运动的特殊情况）（5）强度——物体抵抗外力作用的最大能力。
（6）刚度——物体抵抗变形的能力。
（7）稳定性——物体保持平衡状态的能力。
4．构件设计原则（1）满足强度要求；（2）满足刚度要求；（3）满足稳定性要求。
§2 工程力学与生产实践的关系及研究方法1．关系（1）符合客观规律从实际工程中总结出来（2）指导实际工程如：设计横截面积2．研究方法（1）观察实际工程研究提练出理论公式（2）实验（3）分析问题：撇开次要的，偶然的因素，分析本质（4）综合，抽象归纳公理、定律、假想§3 工程力学在专业中的地位与作用技术基础课，是基础课与专业课这间的桥梁。
第一篇静力学引言1．理论力学——是研究物体机械运动一规律的学科。
其基础：伽利略，牛顿的定律（古典）后引入，相对论力学（光速30万k m/s）和量子力学（微观粒子）。
理论力学：静力学——受力平衡与力的关系运动学——研究物体运动的几何性质动力学——研究物体运动变化与所受力之间的关系。
2．静力学的研究内容（1）物体的受力分析约束反力（2）力系的简化一组力作用于同一物体上——力系（3）平衡条件及其应用故：静力学——讨论物体在力系作用下处于平衡时所满足的条件，以及这些条件在工程中的应用。
静力学的研究地象——刚体（不变形）第一章静力学基础§1-1 力的概念一、力的定义力——是指物体间相互的机械作用。
这种作用的结果将使物体的机械运动状态发生改变，同时使物体发生变形。
工程力学PPT教学课件
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。
谢谢观看
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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
工程力学的基本概念
FAB
A
A FAB A
B
FBA
C
BD
B
FBA
G
不计自重、只在两点受力而处于平衡状态的构件，称为二力构
件（二力杆）。
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第四节 静力学公理
公理2 加减平衡力系公理 在作用着已知力系的刚体上，加上或减去任意的平衡
力系，不会改变原力系对该刚体的作用效应。 推论1 力的可传性原理 作用于刚体上某点的力，可以沿其作用线移到刚体上
1
工 工程力学的基本概念 机
总程
械
产品与构件的静力
目 力 分析
设
学
计
录
构件与产品的强度
基 分析
基
础 ﹡构件的刚度、压杆 础 稳定和动载荷问题
机械设计概述 机械零件基础
常用机构 机械传动基础
2
第一篇 工程力学基础
第一章 工程力学的基本概念
第一节 工程力学与工业设计 第二节 工程力学的研究对象与基本内容 第三节 工程力学的基本概念 第四节 静力学公理 第五节 约束与约束反力 第六节 分离体与受力图
任意一点，而不会改变该力对刚体的作用效应。
图1-16 力的可传性原理
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推论证明
F
A
F
A
F2
F
A
F2
B
B
F1
F1
设力F作用于刚体上A点。
在力F的作用线上任选一点B，并在B点加一组沿AB的平 衡力F1和F2，且使F2＝F＝－F1。
除去F与F1所组成的一对平衡力，刚体上只剩F2，显然F2＝F。
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第四节 静力学公理
图1-23 光滑平面的约束反力
图1-25 光滑棱角的约束反力
工程力学 材料力学概述
第5章材料力学概述5．1 材料力学的任务工程结构或机械的各组成部分，如建筑物的梁和柱、机床的轴等，统称为构件（member）。
当工程结构或机械工作时，构件将受到载荷的作用。
例如，车床主轴受齿轮啮合力和切削力的作用，建筑物的梁受自身重力和其他物体重力的作用。
在外力作用下，构件具有抵抗破坏的能力，但这种能力是有限的。
同时，其尺寸和形状也将发生变化，称为变形(deformation)。
为保证工程结构或机械的正常工作，构件应有足够的能力负担起应当承受的载荷。
因此，构件必须满足以下要求：1．强度（strength）要求构件在载荷作用下必须不致破坏，即构件应有足够的抵抗破坏的能力。
2．刚度（stiffness）要求构件在载荷作用下的变形必须在许可的范围内，即构件应有足够的抵抗变形的能力。
3．稳定性（stability）要求构件在载荷作用下必须始终保持其原有的平衡形态，即构件应有足够的保持其原有平衡形态的能力。
设计构件时，必须满足上述所提到的强度、刚度和稳定性的要求。
在保证构件满足上述三方面要求的同时，要尽量选用适当的材料和减少材料的消耗量，以节约成本。
综上所述，材料力学的任务就是在满足强度、刚度和稳定性的要求下，为设计既经济又安全的构件提供必要的理论基础和计算方法。
在材料力学中，为进行上述的分析和计算，不仅要研究构件的受力状态与变形之间的关系，还要了解材料在外力作用下表现出的变形和破坏等方面的性能，即材料的力学性能，又称机械性能（mechanical properties）。
而力学性能要由实验来测定。
所以实验分析和理论研究同是材料力学解决问题的方法。
5．2 变形固体的基本假设在静力学中，将研究的物体看成是刚体，即假定受力后物体的几何形状和尺寸是不变的。
实际上，刚体是不存在的，任何物体在外力作用下都将发生变形，而且当外力达到某一定值时，物体还会发生破坏。
在静力学中，构件的微小变形对静力平衡分析是一个次要的因素，故可不考虑；但在材料力学中，研究的是构件的强度、刚度和稳定性等问题，对于这些问题，即使变形很小，也是一个主要因素，必须加以考虑而不能忽略。
力学与工程概论第二章,3,4new
因此， 因此，很长一个时期人们把力学等同于整个 物理学， 物理学，并把物理学的目的完全看作是将一切过 程归结为力学，也就不足为奇了， 程归结为力学，也就不足为奇了，甚至在人们于 1900年左右，认识到电动力学不能归结为力学之 年左右， 年左右 后，许多人还错误地认为力学是像数学那样的东 是超越经验之上的。 西，是超越经验之上的。
2.3 经典力学理论体系的发展
形而上学的宇宙观即机械论的宇宙观 把一切事物、一切事物的形态和种类， “把一切事物、一切事物的形态和种类， 都看成是永远彼此孤立和永远不变化的。 都看成是永远彼此孤立和永远不变化的。 如果没有变化， 如果没有变化，也只是数量的增减和场所 的变更。” 的变更。
—— 毛泽东《矛盾论》 毛泽东《矛盾论》
2
笛卡尔 开普勒
动量定律(1644) 动量定律(1644) 角动量定律(17世纪初) 角动量定律(17世纪初) (17世纪初
2.3 经典力学理论体系的发展
虚功原理
约翰伯努利(1725) 约翰 伯努利(1725) 伯努利
在理想完整的约束中， 在理想完整的约束中，主动力 在虚位移上所作的总功为零。 在虚位移上所作的总功为零。
2.3 经典力学理论体系的发展
经典力学的发展时期：18、19世纪 经典力学的发展时期：18、19世纪 发展内容：有限自由度问题和一般 发展内容： 原理、 原理、连续介质力学
2.3 经典力学理论体系的发展
一般原理： 一般原理：
莱布尼兹
1 2 科里奥利) 活力 mv mv (科里奥利) 2 动能定律(1686) 动能定律(1686)
牙买加（ 星期 只差5秒 星期） 牙买加（9星期）只差 秒
1768年英国珍妮纺纱机 年英国珍妮纺纱机 蒸汽机 1692年德国的纽可曼 年德国的纽可曼 1763年俄罗斯的波祖诺夫 年俄罗斯的波祖诺夫 1782年英国的瓦特 年英国的瓦特
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工程力学概论
从来没有想过自己会来到这个专业，因为我是被调剂来工程力学班
的，所以在这之前，我对此专业一无所知，十分迷茫。
仔细研读着工程力学概论，但仅凭概论又能真正了解到这一学科多
少？
工程力学是研究有关物质宏观运动规律，及其应用的科学。工程给
力学提出问题，力学的研究成果改进工程设计思想。从工程上的应用
来说，工程力学包括：质点及刚体力学，固体力学，流体力学，流变
学，土力学，岩体力学等。
人类对力学的一些基本原理的认识，一直可以追溯到史前时代。在
中国古代及古希腊的著作中，已有关于力学的叙述。但在中世纪以前
的建筑物是靠经验建造的。
1638年3月伽利略出版的著作《关于两门新科学的谈话和数学证
明》被认为是世界上第一本材料力学著作，但他对于粱内应力分布的
研究还是很不成熟的。
纳维于1819年提出了关于粱的强度及挠度的完整解法。1821年5
月14日，纳维在巴黎科学院宣读的论文《在一物体的表面及其内部
各点均应成立的平衡及运动的一般方程式》，这被认为是弹性理论的
创始。其后，1870年圣维南又发表了关于塑性理论的论文水力学也
是一门古老的学科。
早在中国春秋战国时期(公元前5～前4世纪)，墨翟就在《墨经》
中叙述过物体所受浮力与其排开的液体体积之间的关系。欧拉提出了
理想流体的运动方程式。物体流变学是研究较广义的力学运动的一个
新学科。1929年，美国的宾厄姆倡议设立流变学学会，这门学科才
受到了普遍的重视。
土力学在二十世纪初期即逐淅形成，并在40年代以后获得了迅速
发展。在其形成以及发展的初期，泰尔扎吉起了重要作用。岩体力学
是一门年轻的学科，二十世纪50年代开始组织专题学术讨沦，其后
并已由对具有不连续面的硬岩性质的研究扩展到对软岩性质的研究。
岩体力学是以工程力学与工程地质学两门学科的融合而发展的。
从十九世纪到二十世纪前半期，连续体力学的特点是研究各个物体
的性质，如粱的刚度与强度，柱的稳定性，变形与力的关系，弹性模
量，粘性模量等。这一时期的连续体力学是从宏观的角度，通过实验
分析与理论分析，研究物体的各种性质。它是由质点力学的定律推广
到连续体力学的定律，因而自然也出现一些矛盾。
于是基于二十世纪前半期物理学的进展，并以现代数学为基础，出
现了一门新的学科——理性力学。1945年，赖纳提出了关于粘性流
体分析的论文，1948年，里夫林提出了关于弹性固体分析的论文，
逐步奠定了所谓理性连续体力学的新体系。
随着结构工程技术的进步，工程学家也同力学家和数学家一样对工
程力学的进步做出了贡献。如在桁架发展的初期并没有分析方法，到
1847年，美国的桥梁工程师惠普尔才发表了正确的桁架分析方法。
电子计算机的应用，现代化实验设备的使用，新型材料的研究，新的
施工技术和现代数学的应用等，促使工程力学日新月异地发展。
质点、质点系及刚体力学是理论力学的研究对象。所谓刚体是指一
种理想化的固体，其大小及形状是固定的，不因外来作用而改变，即
质点系各点之间的距离是绝对不变的。理论力学的理论基础是牛顿定
律，它是研究工程技术科学的力学基础。
固体力学包括材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、复合材
料力学以及断裂力学等。尤其是前三门力学在土木建筑工程上的应用
广泛，习惯上把这三门学科统称为建筑力学，以表示这是一门用力学
的一般原理研究各种作用对各种形式的土木建筑物的影响的学科。
在二十世纪50年代后期，随着电子计算机和有限元法的出现，逐
渐形成了一门交叉学科即计算力学。计算力学又分为基础计算力学及
工程计算力学两个分支，后者应用于建筑力学时，它的四大支柱是建
筑力学、离散化技术、数值分析和计算机软件。其任务是利用离散化
技术和数值分析方法，研究结构分析的计算机程序化方法，结构优化
方法和结构分析图像显示等。
如按使结构产生反应的作用性质分类，工程力学的许多分支都可以
再分为静力学与动力学。例如结构静力学与结构动力学，后者主要包
括：结构振动理论、波动力学、结构动力稳定性理论。由于施加在结
构上的外力几乎都是随机的，而材料强度在本质上也具有非确定性。
随着科学技术的进步，20世纪50年代以来，概率统计理论在工程
力学上的应用愈益广泛和深入，并且逐渐形成了新的分支和方法，如
可靠性力学、概率有限元法等。
对于工程力学这个专业，概念性的描述，林林总总，却大同小异，
极其抽象。工程力学到底是什么?我想这只有在不断的学习中，不断
的实践中，不断的摸索中才能明白的吧。