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拉伸过程中,材料可能发生弹性变形 、塑性变形或断裂;压缩过程中,材 料同样可能发生弹性变形、塑性变形 或屈曲。
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》复习题及答案课件.doc

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《工程力学》复习题及答案一、填空题1、工程力学包括、、和动力学的有关内容。

2、力的三要素是力的、、。

用符号表示力的单位是或。

3、力偶的三要素是力偶矩的、和。

用符号表示力偶矩的单位为或。

4、常见的约束类型有约束、约束、约束和固定端约束。

5、低碳钢拉伸时的大致可分为、、和阶段。

6、剪切变形的特点是工件受到一对大小、方向、作用线且相距很近的外力作用。

7、圆轴扭转的变形特点是:杆件的各横截面绕杆轴线发生相对,杆轴线始终保持。

8、平面弯曲变形的变形特点是杆的轴线被弯成一条。

9、静定梁可分为三种类型,即、和。

10、是指由无数个点组成的不变形系统。

11、规定动点对于定参考系的运动称为运动。

动点对于动参考系的运动称为运动,把动参考系对于定参考系的运动称为运动。

12、平面汇交力系平衡的解析条件是:力系中所有的力在投影的代数均为。

13、在工程中受拉伸的杆件,其共同的特点是:作用于杆件上的外力或外力的合力的作用线与构件轴线,杆件发生方向,伸长或压缩。

14、空间汇交力系的合力在任意一个坐标轴上的投影,等于在同一轴上投影的,此称为空间力系的。

15、力矩的大小等于和的乘积。

通常规定力使物体绕矩心时力矩为正,反之为负。

16、大小,方向,作用线的两个力组成的力系,称为力偶。

力偶中二力之间的距离称为,力偶所在的平面称为。

17、力的平将作用在刚体某点的力平移到刚体上别指定一点,而不改变原力对刚体的作用效果,则必须附加一力偶,其力偶矩等于。

18、构件的强度是指的能力;构件的刚度是指的能力;构件的稳定性是指的能力。

二、判断题:(对的画“√”,错的画“×”)1、力的可传性定理,只适用于刚体。

()2、两物体间相互作用的力总是同时存在,并且两力等值、反向共线,作用在同一个物体上。

()3、力的大小等于零或力的作用线通过矩心时,力矩等于零。

()4、力偶无合力,且力偶只能用力偶来等效。

()5、柔体约束特点是限制物体沿绳索伸长方向的运动,只能给物体提供拉力。

工程力学 习题课一PPT课件

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分力是矢量,投影是代数量。矢量 有大小(绝对值)、方向,代数量 的大小有正负。
在直角坐标系中,存在如下关系: 分力的大小等于投影的大小,方 FX X ,
向与投影的正负有关。
第29页/共55页
FY Y
[例2-6] 图示吊车架,已知P,求各杆受力大小。
解: 1 、 研 究 对 象 : 铰链A
SAB A
外力:物体系统以外的其它物体给该系统的作用力。 一个力,属于外力还是内力,因研究对象的不同,有可能 不同。
第3页/共55页
6、整体受力图与部分受力图中同一个力的力符及方向必须一 致。 7 、正确判断二力构件。 8、受力图上,力符要用矢量表示。
第4页/共55页
受力图习题
[例2]图示结构,不计自重及摩擦,试画整 体及各构件受力图。
的平衡方程得
Fx 0, FA cos FC cos 45o 0
Fy 0, FA sin FC sin 45o 45o
W
cos 45o tan
4.24
kN
cos 45o
FA Fc cos 3.16 kN
其中,tan 1/ 3 是由图示几何关系得到的。
25
第25页/共55页
提问:左右两部分梯子在A处,绳子对左右
两部分梯子均有力作用,为什么在整体受 力图没有画出?
第5页/共55页
[例3]结构自重不计,试画结构整体及 各部件受力图。 (1)设轮C带销钉,此时杆AC、BC互 不接触,都与销钉(即轮C)接触, 杆AC、BC对销钉的作用力都作用在轮 C上。
第6页/共55页
第7页/共55页
2、几何法:
60°
P
S AC
S AB
SAC=P/sin600

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1.4 20世纪,量子力学与相对论力学得到较快发展。
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第二节 理论力学的研究内容 :
2.1 理论力学所研究的内容是以牛顿三大定律为基础的古典力学(宏观物体 的运动速度小于光速-3×105km/s):
2.2 理论力学包括:静力学、运动学和动力学:
1.2 力使物体的运动状态发生变化的效应,称为力的外效应(运动):力使 物体发生变形的效应,为力的内效应。理论力学只研究力的外效应(假定 为刚体),而材料力学才研究力的内效应。
1.3 力的三要素:大小、方向和作用点:
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第二节 静力学公理 :
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第四章 平面任意力系:
4-2 平面任意力系向一点简化 平面力系简化的最后结果:
平面任意力系一般可以通过简化中心,简化为一个力F‘R和一个力偶 Mo,在此基础上,还可以进一步简化为一个合力(力的平移定理); 4-3 平面任意力系的平衡条件: 平面任意力系平衡的充要条件是力系各力在平面上两个正交轴上投影 的代数和分别等于零,力系各力对平面上任一点之矩的代数和等于零;
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第四章 平面任意力系:
4-2 平面任意力系向一点简化 根据力的可传性和力的平移定理,平面力系中任一力,向作用平面 内任一点移动(纵移和平移),在该点形成原作用力和一附加力偶矩, 各力和各力偶的矢量和,分别为主力矢(主矢)和主力偶矢(主矩); 力系向任何一点简化其主矢都等于力系诸力的矢量和,主矢与简化 中心位置的选择无关,而主矩一般与简化中心的选择有关; 固定端的约束:不仅限制了物体的移动,还限制了物体的转动,通 过平面力系的简化,可以为简化为固定端的约束力和约束力偶;

工程力学练习题PPT幻灯片课件

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• 系等效。这是 B

• A.二力平衡原理 B.加减平衡力系原理
• C.力的可传递性原理D.作用与反作用定律
• 13.加减平衡力系原理适用于 A

• A.刚体 B.变形体 C.刚体和变形体 D.任意物体
11
• 14.力的作用点可沿其作用线在同一刚体内任意移动并不 改变其作用效果。这是 C 。
• A.二力平衡原理

• 3.对非自由体的运动所加的限制称为 约束反力 ;
约束反力的方向总是与约束所能阻止的物体的运动趋势方 向 相反 ;约束反力由 主动 力引起,且随
• 主动力 改变而改变。
• 4.力对物体的作用效应一般分为

效应和


效应。
3
• 三、选择题: • 1.物体处于平衡状态,是指物体对于周围物体保持—D—。
• A.静止 B.匀速直线运动状态
• C.A和B D.A或B
• 2.在力的作用下绝对不发生变形的物体称为—B—。
• A.液体 B.刚体 C固体 D.硬物
• 3. D 不是力的三要素之一。
• A.力的大小 B.力的方向 C.力的作用点 D.力的数量
• 4.力是—B—。
• A.标量 B.矢量 C.数量 D·A或B • 5.作用在刚体上的力是—B—。
12
• 17.作用与反作用定律适用于 C 。
• A.刚体
B.变形体
• C.刚体和变形体
D.A与B均不适用
• 18.力在正交坐标轴上的投影大小 C 力沿这两个轴 的分力的大小。
• A.大于 B.小于 C.等于 D.不等于
• 19.力在相互不垂直的两个轴上的投影大小 D 这两个轴的分力的大小。

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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。
谢谢观看
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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

机器人的动力学分析
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

工程力学讲义13章例题PPT课件


F AY
P
A
N B 5)A点的约束反力也可以用两个分力
表示 FAX , FAY 。
B 注:作业的书写格式 。
F AX
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AB的受力。 注:作业的书写格式 。
P
解:1.杆 AB
A
B 2) 主动力 P , N B , N A
NA
P
A
B
NB
2
第一章 静力学基本公理和物体的受力分析
第一章 静力学基本公理和物体的受力分析
[例1] 试分析杆AB的受力。
P
A
B
画物体受力图主要步骤为:
解:1.杆 AB
2) 主动力 P
① 选研究对象; ② 画分离体; ③ 先画主动力;
3) B点的约束反力 N B ④ 后画约束反力。
NA
P
A
根据三力平衡汇交原理确定A的反力
B 4)A点的约束反力 N A
或:
由平衡的几何条件,力多边形封闭,故
FPtg NBcoPs
又由几何关系:
tg
r2(rh)2 0.577
rh
13
[例] 已知压路机碾子重 P20kN, r 60cm, 欲拉过h = 8cm的障 碍物。求:在中心作用的水平力F的大小和碾子对障碍物的压力。
解: ①研究对象:碾子 ②画受力图
FPtg NBcoPs
F Bx
杆CD
物块
杆AC
F By ' F Ax
F Ay
F Bx '
杆与滑轮
F Ax F Ay
7
第一章 静力学基本公理和物体的受力分析
[例6] 画出整体构件的受力图 SD

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》PPT演示课件


9
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)。
8
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
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Q2 mA
A FAx
FAy
解2020:/1取2/10 平面刚架ABCD为研究对象画受力图. 5
6. 平面结构如图所示.q=5kN/m
m=20kN.m,P=36kN且垂直作用于 DE
q
C
杆的中点.求支座A和E的约束反力.
m
D B
P
2m
4m
A
4m
2020/12/10
E
3m
6
7. 机构ABCE如图所示,不计各杆自重,求当机构
2020/12/10
8
9:图示机构中滑块 A 套在摇杆 O2B 上 , 并 与曲柄 O1A 以销子连 接 . 当 O1A 转动时通过滑块 A 带动 O2B 左右摆动 . 设 O1A 长 r, 以
匀角速 1 转动 . 试分析滑块 A 的运动.
O1
1
B
l
A
O2
2020/12/10
9
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谢谢观看
1.画出下列各物体系统中每个物体以及整体 的 受力图.物体重量不计.
C
P
A
(1)
2020/12/10
B
A
C
m
B
(2)
1
2.图示构架中C, D和E为铰链.A为铰链支座,B为链杆. 绳索的一端固定在F点 ,另一端绕过滑轮E并与重物 W 连接.不计各构件的重量.画出AB,CB,CE与滑轮E 的受力图.
C
处于平衡状态时,力偶矩M的大小及支座A的约束反
力。
1m
3m
B
1m
3m
M
C
1m
A
P
D
1m
E
2020/12/10
7
8.三铰刚架ABC的支承及荷载情况如图所示. 已知均布荷载q = 8kN/m,l=12m,h=6m,f=2m. 求支座A和B的约束反力.
qCfl来自2 Ahl 2
B
无主次之分但支座在同一水平线上的物体系统的平衡。
A
F1
F3
C
B
F2
2020/12/10
4
5. 平面刚架ABCD受力如图所示, q1=5kN/m,
q2=10kN/m, m =20kN.m .求支座A的约束反力.
Q1 = q1 × 8 = 40 Q2 = 0.5× q2 ×12 = 60
Q1 q1
B
B D
Cm
D
Cm
8m
8m
5m
4m
9m
12m
q2
A
4m
Thank You For Watching
2020/12/10
10
A
D
B
F E
2020/12/10
W
2
3.图示物体系统中AC = CD = BE = EF = a 且 CF = DE . 物体重量不计. 求支座A 和B 的约束 反力.
D
C
A
M
B
E
F
2020/12/10
3
4 :正三角形ABC 的边长为a,受力如图.且 F1 = F2 = F3 = F 求此力 系的主矢;对A点的主矩 及此力系合力作用线的 位置.
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