工程力学绪论

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工程力学绪论

工程力学绪论

工程力学:包括静力学、材料力学和运动学动力学等。
二、学习目的
1、直接解决工程问题。 涉及广泛工程领域:土、水、机、航、材、能。 新领域:生物技术、能源、材料(纳米)、电子技术. 工程领域的创新离不开力学
2、后续课程基础:其它力学课程的基础. 土木专业:材力、结力、砼结构、钢结构、土力学与 地基、流体力学、弹性力学
理论力学(属一般力学):研究质点系机械运动一般规律。 包括: 静力学、运动学和动力学
材料力学:研究杆状构件的强度,刚度和稳定性 。
结构力学:研究杆系结构的强度,刚度和稳定性。
弹性力学:研究非杆结构在弹性阶段的强度、刚
固体力学
度和稳定性。
板壳力学;断裂力学;塑性力学等。
流体力学:研究流体受力与运动规律。水力学;空气动力学; 爆炸力学等。
斜 拉 索 和 悬 索 桥
日本明石海峡大桥




早期筒体结构建筑
比萨斜塔 应 县 木 塔
建于1173-1370年
建于1056年
早期建筑的特点:高度低, 跨度小,承载能力低,
材料为砖石和木材。
高楼林立
阿联酋迪拜帆船酒店
钻井平台
风力发电
防灾减灾
惊 涛拍

2004的悲剧—— 东南亚海啸



间 站
3、国防建设中的工程力学



导弹
4、机械工程中的工程力学
5、工程力学在其它方面的应用 1)竹筷受压的力学问题 2)绝缘子的力学分析 3)预应力钢筋混凝土 4)跳板与屋梁的正确安放 5) 受压构件的横截面是圆形好还是矩形北大学.《工程力学》(静力学, 材料力学). 高等教育出版社,1997年7月第3版

工程力学绪论

工程力学绪论
反力〔研究对象与周围物体的连接关系〕
例1-1
碾子重为P,拉力为F,A、B处光滑
接触,画出碾子的受力图.
解:画出简图
画出主动力
画出约束力
例1-2
屋架受均布 风力 q(N/m),
屋架重为 P,画出屋架的受 力图.
解:取屋架 画出简图
画出主动力
画出约束力
例1-3
水平均质梁 AB重为P1,电动机 重为 P2 ,不计杆CD的自重, 画出杆CD和梁AB的受力图。
关键能力——
1、学习能力:〔1〕学习中发现、分析问题和归 纳总结的能力;〔2〕触类旁通的能力;〔3〕 掌握新技术、新设备、新系统的能力。
2、工作能力:〔1〕按任务要求运用所学知识提 出工作方案、完成工作任务的能力;〔2〕敬 业、团队合作的能力;〔3〕沟通、协调能力; 〔4〕平安意识;〔5〕社会责任感。
=
=
=
§1-2 静力学根本原理
公理1 力的平行四边形法那么 作用在物体上同一点的两个力,可以合成为一个合
力。合力的作用点也在该点,合力的大小和方向,由这 两个力为边构成的平行四边形的对角线确定,如下图。
F RF 1F 2
公理2 二力平衡公理 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,作用在同一个物体上。 使刚体平衡的充分必要条件
2.力偶对任意点取矩都等于力偶矩,不因矩心的 改变而改变.
M F O 1 F d , F x 1 M F O 1 x F 1 F M O 1F d M O 2 F ,F F d x 2 F x 2
F 'd Fd
3.只要保持力偶矩不变,力偶可在其作用面 内任意移转,且可以同时改变力偶中力的大小与 力臂的长短,对刚体的作用效果不变.

绪论

绪论
安徽科技学院 教案
工 程 力 学
授课专业:机电技术教育
机械教研室 宛传平
力学力学的重要组成部分。 理论力学是学习一系列后续课程的重要基 础。 学习理论力学的过程是能力的培养过程, 它的研究方法可使你在今后解决生产实际 问题和科学研究中获益匪浅。
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。
本课程包含三部分:
静力学 —— 研究物体的平衡规律及力的 一般性合成法则。 运动学 —— 研究物体运动的几何性质,不 涉及引起物体运动的原因。 动力学 —— 研究物体运动与受力的关系。
理 论 力 学
参考书: 哈尔滨工业大学编《理论力学》
1999年 1999年1月4日,我国重庆市綦江县 彩虹桥发生垮塌,造成: 彩虹桥发生垮塌,造成:
40人死亡; 40人死亡 人死亡; 14人受伤 人受伤; 14人受伤; 直接经济损失631万元 万元。 直接经济损失631万元。
垮塌前的彩虹桥
垮塌后的彩虹桥
新加坡(2007年3月3日安徽科教频道报道)
一座15年前建造的办公娱乐大楼在2006年突然 坍塌,造成31人死亡。大楼的主体结构为钢筋 混凝土。于是公安机关立案侦查,共提出五大 疑点:
1.人为破坏(爆炸); 2.混凝土承载能力不满足设计标准; 3.地基的承载能力不满足设计标准; 4.大楼后来的业主增加了很多很重的物体(空 调、 外墙砖等共计100余吨,大楼自重约6000吨); 5.大楼的立柱设计承载能力不足(大楼主体结构由 36根立柱承载)。

工程力学 绪论0902

工程力学 绪论0902

1.生物模本分析
2.跖趾关节储能机理——力学模型
3.数学模型
4.数值求解
5.仿生步行轮单足设计及工作过程
6.仿生步行轮结构
7.仿生步行轮性能数值模拟分析
8.仿生步行轮土槽试验分析
0.4 力学模型简化
第1章 静力学基础
1.刚体与变形固体
静力学中,把构件理想化 为不会变形(也不会破坏) 的“刚体”。
飞马踏燕
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大桥的钢结构与恐龙的骨骼相似之处在于每天都需要承受巨大的动载荷,钢梁象骨骼 一样弯曲在受压状态时变的更加牢固。
3.产品形态美与工程力学
·形态的视觉心理感受,与它强度、刚度上的合理性 有深刻的潜在联系。
棚架的立柱与挑梁 a)力学上合理,富有美感 b)不利于承载,视觉不佳
撬杠,看成刚体、或看成变形固体
材料力学中,把构件视为(可)“变形固体”。
2.平衡
是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动的 状态。
工程力学
2018级工程管理
张翔春1551096XXXX 机械与车辆工程学院 2019-09-02
工程力学 绪论
0.1 工程力学的概念及其研究对象、主 要内容、研究方法、学习方法
0.2 工程力学在工程技术中的作用 0.3 师法自然+研究方法案例 0.4 思考题:力学模型简化
0.1 工程力学的概念及其研究对象、 主要内容、研究方法、学习方法
合理的 力学结构与造型美
0.3 师法自然
鸟类的蛋具有如此大的承受力,是与它特有的蛋形 曲线和科学的结构分不开的。蛋的结构有3层,外 层为表皮层,又称闪光层,中层为海绵层,内层为 乳头层。不同的鸟类具有不同的3层显微结构。

工程力学 绪论

工程力学 绪论

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三、工程力学的学习方法 1、对工程实例进行抽象,建立力学模型,从而进行
分析和归纳,进一步总结力学基本规律。 2、学习时要注意理解基本概念、基本原理,掌握分
析问题、解决问题的方法和解题思路。 3、按照课程进度,按时完成作业、只有进行一定数
量的习题练习才能掌握建筑力学的基本概念、原 理和分析方法。
9
“十二五”职业教育国家规划教材
经全国职业教育教材审定委员会审定
工程力学
北京出版集团公司 北 京出版 社
绪论
1
一、工程力学的研究对象 在建筑物中承受和传递荷载而起骨架作用的部分成为结构。 组成结构的每一个部件成为构件。
工程上结构的类型很多,按构件的形状及几何尺寸分为实体 结构、薄壁结构和杆件结构三类。 1.实体结构。 2.薄壁结构。 3.杆件结构。
• 实体结构。
4
• 薄壁结构。
5
• 杆件结构。
6
杆件变形必是以下四种基本变形中的一种或 是其中几种基本变形的组合。
• 轴向拉伸与压缩。 • 剪切。 • 扭转。 • 弯曲。关专业的一门技术基础课,具
体研究杆系结构或构件在荷载或其他因素 (支座位移、温度变化)作用下: 1.力系的简化和力系的平衡问题 2.强度、刚度和稳定性的计算原理和计算方 法 3.结构的组成规律和合理形式

工程力学:第1课-绪论

工程力学:第1课-绪论

工程力学 第一章关于《工程力学》主要包括静力学和材料力学两部分内容 ‰ 静力学静力学:物体(刚体)在外力作用下平衡规律的科学。

研究内容:1)物体的受力分析;2)力系的简化;3)力系的平衡条件。

它是一系列后续课程,如材料力学、弹塑性力学的基础‰材料力学研究构件(可变形体)在外力作用下的变形、受力与破坏的规律,为合 理设计构件提供强度 刚度与稳定性分析的基本理论与方法 理设计构件提供强度、刚度与稳定性分析的基本理论与方法。

3工程力学 第一章第一篇 静力学一、静力学的基本概念与物体受力分析 二、汇交力系 三 力偶系 三、力偶系 四、平面任意力系 五、空间任意力系 六 静力学专题 六、静力学专题——桁架、摩擦、重心 桁架 摩擦 重心4工程力学 第一章第一章 静力学基本概念与物体受力分析1 1 静力学基本概念 1.1静力学基本概念 1.2约束与约束力 1.3受力图5工程力学 第一章§1-1 静力学基本概念‰ 静力学的研究对象 • 刚 体(rigid body): 在力作用下不变形的物体,即刚体内部 任意两点间的距离保持不变。

„ 刚体是对实际变形物体的抽象; „ 静力学的研究对象; „ 静力学也称刚体静力学。

可变形体 刚体6工程力学 第一章‰ 平衡的概念 • 平 衡(equilibrium): 物体(质点、质点系、刚体等)在惯性 参考系(如地面)中处于静止或作匀速直线运动的状态 是 参考系(如地面)中处于静止或作匀速直线运动的状态,是 物体机械运动的一种特殊状态。

飞机静载实验7工程力学 第一章‰ 力和力系的概念 1 力 力是物体间的相互机械作用。

1.力: 作用方式:直接接触和通过场 作 2. 力的效应: ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)力对刚体的作用:只有运动效应,平衡是其特例; 力对可变形物体的作用,既有内效应,也有外效应。

3. 力的三要素: 大小,方向,作用点 力的单位:FAAkg ⋅ m / s 28或: 牛顿(N)以及千牛(KN)工程力学 第一章4. 力的表示:矢量 A 图形表示 — 带箭头的线段 定位矢量、滑移矢量、自由矢量 B 符号表示 — 矢量 F 或 F 大小 F = F 集中力 分布力 5 力的分类 — 集中力、分布力 5. 力的分类 q→力是定位矢量FAB力的作用线z线段长度(力的大小) z线段方位和箭头指向(力的方向) z线段的始端或末端(力的作用点)汽车通过轮胎作用在桥面上的力桥面板作用在钢梁的力9工程力学 第一章问题:说明下面三种情况表示的力的意义: (1) F1= F2; (2) F1= F2; (3) 力F1与F2等效; (1)表示两力大小相等、方向相同; ( )表示两力 小相等; (2)表示两力大小相等; (3)表示两力大小相等、方向相同、作用点相同。

工程力学绪论1

工程力学 第一章 绪论
前言
力学是一门基础学科,它同数、理、化、 天、地、生并列为七大基础学科之一。力学 的应用范围十分广泛,它又属于技术科学, 它植根于国民经济的各个产业门类。哪里有 技术难题,几乎那里就有力学难题。
20世纪,产生的许多高新技术,航天、航 空、高层建筑、大型空间结构、巨型轮船、 大跨度与新型桥梁(如吊桥、斜拉桥)、海 洋平台、精密机械、机器人、高速列车、海 底隧道等都是在力学指导下实现的。
三、理想变形固体材料的基本假设有:
(1)连续均匀假设 连续是指材料内部没有空隙, 均匀是指材料的性质各处相同。连续均匀假设 即认为物体的材料无空隙的连续分布,且各处 性质均相同。
(2)各向同性假设 即认为材料沿不同方向的力 学性质均相同。具有这种性质的材料称为各向 同性材料,而各方向力学性质不同的材料称为 各向异性材料。
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第一章 工程力学绪论
第一节 工程力学的研究对象 第二节 工程力学的任务和内容 第三节 刚体、变形固体及其基本假定 第四节 荷载及其分类
二、内容
1.工程力学基本知识。 2. 平面力系的平衡方程及应用。 3. 构件和结构的内力、应力、变形计算。 4.构件和结构的强度、刚度、稳定性计算。
第三节 刚体、变形固体及其
基本假定
一、刚体的概念
刚体是指在力的作用下,大小和形状都始终保 持不变的物体。
二、理想变形固体
对实际变形固体的材料作出一定假设,将其理 想化。在进行结构的内力分析和杆件的承载能 力计算时,其变形是不可忽略的主要因素,这 时应将其作为理想变形固体。

工程力学 绪论


孔子的爸爸
1.力学简史
力学的一个分支,也是科学史的一个分支,它记述和研究人 类从自然现象和生产活动中认识和应用物体机械规律的历史。 力学发展在历史年代顺序上和学科逻辑顺序上大体相同,这种 发展反映出人类认识由简单到复杂逐步深化的过程。牛顿定律 的建立是力学发展过程中重要的里程碑.经典力学从此奠定基础 并根据学科自身的逻辑规律发展着。在近代和现代,力学随着 研究内容的深入和研究领域的扩大逐渐形成各个分支,近年来 又出现了跨分支、跨学科综合研究的趋势。
6.工程力学研究内容及任务
按教学要求,工程力学主要研究以下几个部分的内容。 ( 1 )静力学基础。这是工程力学的重要基础理论。包括物体 的受力分析、力系的简化与平衡等刚体静力学基础理论。 ( 2 )杆件的承载能力计算。这部分是计算结构承载能力计算 的实质。包括基本变形杆件的内力分析和强度、刚度计算,压杆 稳定和组合变形杆件的强度、刚度计算。 ( 3 )静定结构的内力计算。这部分是静定结构承载能力计算 和超静定结构计算的基础。包括研究结构的组成规律、静定结构 的内力分析和位移计算等。 ( 4 )超静定结构的内力分析。是超静定结构的强度和刚度问 题的基础。包括力法、位移法、力矩分配法和矩阵位移法等求解 超静定结构内力的基本方法。
1.力学简史
力学的发展是分析和综合想结合的过程。从总的发展趋势来 看,牛顿运动定律建立以前力学研究的历史大致可分为两个时期 :古代,从远古到公元 5 世纪,对平衡和运动有初步的了解;中 世纪,从 6 世纪到16 世纪,这个时期对力、运动以及它们之间的 关系的认识已有发展,为牛顿运动定律的建立作了准备。 牛顿运动定律的建立和从此以后力学研究的历史大致可分为 四个时期:从17世纪初到18世纪末,经典力学的建立和完善化; 19世纪,力学各主要分支的建立;从 1900年到1960年,近代力学 ,它和工程技术特别是航空、航天技术密切联系;1960年以后, 现代力学,力学同计算技术和自然科学其他学科广泛结合。

工程力学ppt课件01(第一部分:第1-4章)


材料力学的性能分析
01
材料力学性能分析包括对材料的弹性、塑性、脆性、韧性 等性能的评估。
02
弹性是指材料在外力作用下发生形变,外力消失后能恢复 原状的能力;塑性是指材料在外力作用下发生形变,外力 消失后不能恢复原状但也不立即断裂的能力;脆性和韧性 则是描述材料在受力过程中易碎和抗冲击能力的性能。
03
力的分类
根据力的作用效果,可将力分为拉力、 压力、支持力、阻力、推力等。
静力学的基本原理
二力平衡原理
力的平行四边形法则
作用与反作用定律
三力平衡定理
作用在刚体上的两个力等大反 向,且作用在同一直线上,则 刚体处于平衡状态。
作用于物体上同一点的两个力 和它们的合力构成一个平行四 边形,合力方向沿两个力夹角 的角平分线,因为两个分力大 小不变,所以合力的大小也是 一定的。
材料力学性能分析对于工程设计和安全评估具有重要意义 ,是确定材料能否承受预期载荷并保持稳定性的关键依据 。
材料力学的应用实例
材料力学在建筑、机械、航空航 天、汽车、船舶等领域有广泛应 用。
例如,建筑结构中的梁和柱的设 计需要考虑到材料的应力分布和 承载能力;机械零件的强度和刚 度分析对于其正常运转和疲劳寿 命预测至关重要;航空航天领域 中,材料力学则涉及到飞行器的 轻量化设计以及确保飞行安全的 关键因素。
动力学的基本原理
牛顿第一定律
物体在不受外力作用时,将保持静止或匀速直线运动状态。
牛顿第二定律
物体受到的合外力等于其质量与加速度的乘积,即F=ma。
牛顿第三定律
作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
动力学的基本方法
动力学方程的建立
01
根据牛顿第二定律,建立物体运动过程中受到的合外力与加速

工程力学 绪论


THANKS
谢谢!
刚体这一模型已不能反映研究问题的本质,需用变形体模型来代替真实物体。
因此,研究不同的问题,必须采用不同的力 学模型,这是研究工程力学问题的重要方法。
2.工程力学的研究方法
工程力学的特点是理论体系严密而完整,并与工程实际问题紧密相连,是一门理论性和方 法性极强的学科。
在工程力学的概念和体系形成的过程中,抽象化和数学演绎这两种方法起着重要的作用, 即通过对生活和生产实践中各种现象的观察,经过分析、综合、归纳,最终总结出力学的最基 本规律,建立公理。
统称为理论力学
动力学研究作用于物体上的力与运动变化之间的关系。
材料力学是研究物体在外力作用下的强度、刚度以及稳定性等问题的科学。
1.工程力学的研究内容
在工程实际中,要设计一个构件:
首先,要搞清楚作用在构件上的外力, 这是理论力学所要研究的问题。
其次,还必须为构件选择适合的材料, 确定合理的截面形状和尺寸,以保证
第0章
绪论
CONTNET
01 工程力学的研究内容 02 工程力学的研究方法 03 工程力学的学习目的
01
工程力学的研究内容
1.工程力学的研究内容
工程力学是一门涉及诸多力学学科分支并有着广泛工程技术应用背景的学科。 工程力学
静力学
运动学
动力学
材料力学
静力学研究物体在力系作用下的平衡规律;
运动学是从几何观点研究物体的运动,而不涉及作用在物体上的力;
在此基础上,经过抽象化处理建立力学模型,并从基本规律出发,应用数学演绎和逻辑推 理的方法,得到正确的具有物理意义和实用价值的定理和结论,形成理论体系,然后又通过实 践来检验理论的正确性,这就是工程力学学科发展形成至今所走过的道路,也是工程力学的研 究方法。
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绪论
第一节 工程力学的研究内容 第二节 工程力学的研究对象
1
第一节 工程力学的研究内容
一、本门课程的性质 学科基础课 作用 1.为后续课程打基础;2、解决工程实际问题 二、工程力学研究内容 工程力学涵盖了理论力学和材料力学的最基本内容。
目录
2
理论力学研究宏观物体机械运动的规律, 静力学 研究力系的简化方法和受力物体的平衡规律。 运动学 研究物体运动的几何性质,而不考虑物体运动的原因。 动力学 研究物体的运动变化与其所受的力之间的关系。
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四川彩虹桥坍塌
返回 15
行车
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千斤顶
返回 17
讨论题
1、理论力学的研究对象是什么?各力学模型略去了什么? 2、材料力学的研究对象是什么?请列举工程实例。 3、构件安全承载的条件是什么?请列举不安全的工程实例。
18
5
第二节 工程力学的研究对象
理论力学的研究对象是质点、质点系和刚体。
质点: 有质量而无大小的几何点。 质点系: 有限个或无限个质点所组成的系统。 刚体: 在力的作用下,其内部任意两点之间的距离始终保持
不变的物体。
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6
材料力学的研究对象是可变形杆件
杆:空间一个方向的尺寸远大于其它两个方向的 尺寸的构件。
静力学实例
运动学实例
动力学实例
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材料力学为简单构件安全、经济的设计提供依据。 构件安全承载所必须具备的能力 强 度:即抵抗破坏的能力 刚 度:即抵抗变形的能力 稳定性:即保持原有平衡状态的能力 构件的强度、刚度和稳定性不仅与构件的尺寸、形 状有关,而且与所用材料的力学性能有关。
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材料力学的任务: 从力、变形入手,从强度、刚度、稳定性三方面考虑, 对杆件的几何尺寸、截面形状、材料的力学性能进行研究, 为杆件安全、经济的设计提供预习; 2.记笔记; 3.认真完成作业
主要参考书 1.《工程力学》贾启芬等 主编 天津大学出版社 2.《工程力学》上、下 梅风翔等 主编 高教出版社 3.《材料力学》上、下 刘鸿文主编 高教出版社 4.《理论力学》上、下 哈尔滨工业大学力学组编 高教出版社
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