工程力學(xué)教程電子教案第版

工程力學(xué)教程電子教案第版匯報(bào)人：AA2024-01-31AAREPORTING2023WORKSUMMARY目錄CATALOGUE工程力學(xué)概述靜力學(xué)基礎(chǔ)材料力學(xué)基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)工程力學(xué)在工程中的應(yīng)用AAPART01工程力學(xué)概述工程力學(xué)是研究物質(zhì)宏觀運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其在工程實(shí)際中應(yīng)用的科學(xué)，包括靜力學(xué)、材料力學(xué)、動(dòng)力學(xué)等內(nèi)容。工程力學(xué)以理論為基礎(chǔ)，注重實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。工程力學(xué)的定義與特點(diǎn)特點(diǎn)定義歷史工程力學(xué)起源于古代建筑和軍事工程，隨著工業(yè)革命和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，逐漸形成了完整的學(xué)科體系。發(fā)展現(xiàn)代工程力學(xué)在航空航天、機(jī)械、土木、水利等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，并不斷向交叉學(xué)科和邊緣學(xué)科拓展。工程力學(xué)的歷史與發(fā)展用于飛機(jī)、火箭、衛(wèi)星等飛行器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。航空航天領(lǐng)域用于機(jī)械零件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性分析，以及機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析。機(jī)械領(lǐng)域用于建筑結(jié)構(gòu)、橋梁、道路等基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)和施工。土木領(lǐng)域用于水壩、水庫(kù)、水電站等水利工程的設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理。水利領(lǐng)域工程力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域PART02靜力學(xué)基礎(chǔ)力是物體間相互作用的結(jié)果，具有大小、方向和作用點(diǎn)三個(gè)要素。力的定義和性質(zhì)力系的概念平衡的概念作用于同一物體上的一組力稱為力系。物體相對(duì)于地球保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)稱為平衡。030201靜力學(xué)的基本概念靜力學(xué)公理與定理二力平衡公理作用于同一剛體上的兩個(gè)力，使剛體保持平衡的必要和充分條件是，這兩個(gè)力大小相等、方向相反，且作用在同一直線上。加減平衡力系公理在已知力系上加上或減去任意平衡力系，并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用。力的平行四邊形法則作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力可以合成為一個(gè)合力，合力的大小和方向由以這兩個(gè)力為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線來(lái)確定。三力平衡匯交定理作用于剛體上三個(gè)相互平衡的力，若其中兩個(gè)力的作用線匯交于一點(diǎn)，則此三力必在同一平面內(nèi)，且第三個(gè)力的作用線通過(guò)匯交點(diǎn)。約束的概念阻礙物體自由運(yùn)動(dòng)的周圍物體稱為約束。常見(jiàn)約束類型及其約束力柔性約束、光滑接觸面約束、鉸鏈約束、固定端約束等。約束力的概念約束作用于被約束物體上的力稱為約束力。約束與約束力123對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力情況的分析過(guò)程稱為受力分析。受力分析的概念根據(jù)受力分析的結(jié)果，將研究對(duì)象所受的全部外力用規(guī)定的符號(hào)表示在圖上，這種圖稱為受力圖。受力圖的概念確定研究對(duì)象、畫(huà)分離體圖、分析受力情況、畫(huà)受力圖。受力分析與受力圖的步驟物體的受力分析與受力圖PART03材料力學(xué)基礎(chǔ)任務(wù)研究材料在外力作用下的力學(xué)性能和變形規(guī)律。對(duì)象桿件，包括長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于橫截面尺寸的等截面直桿和變截面桿。材料力學(xué)的任務(wù)與對(duì)象拉伸與壓縮變形拉伸變形壓縮變形應(yīng)力與應(yīng)變桿件受到軸向壓力作用，產(chǎn)生縮短變形。描述拉伸與壓縮變形過(guò)程中的力學(xué)狀態(tài)參量。桿件受到軸向拉伸力作用，產(chǎn)生伸長(zhǎng)變形。剪切變形桿件受到垂直于軸線的剪切力作用，產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)變形。實(shí)用計(jì)算剪切與擠壓變形的實(shí)用計(jì)算方法。擠壓變形桿件在局部受到壓力作用，產(chǎn)生壓潰變形。剪切與擠壓變形扭轉(zhuǎn)變形桿件受到垂直于軸線的彎矩作用，產(chǎn)生彎曲變形。彎曲變形應(yīng)力與應(yīng)變分析組合變形01020403拉伸、壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)和彎曲等基本變形的組合。桿件受到扭矩作用，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。扭轉(zhuǎn)與彎曲變形過(guò)程中的應(yīng)力與應(yīng)變分析方法。扭轉(zhuǎn)與彎曲變形PART04運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)03點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程描述點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的數(shù)學(xué)表達(dá)式，可以是參數(shù)方程、直角坐標(biāo)方程等。01點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)研究點(diǎn)在直線上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，包括勻速直線運(yùn)動(dòng)和變速直線運(yùn)動(dòng)。02點(diǎn)的曲線運(yùn)動(dòng)研究點(diǎn)在平面或空間曲線上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，涉及速度、加速度等概念。點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)平移剛體在方向上作直線運(yùn)動(dòng)，各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同。轉(zhuǎn)動(dòng)剛體繞某固定軸線作圓周運(yùn)動(dòng)，各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為同心圓。定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體上各點(diǎn)的速度和加速度研究剛體在定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，各點(diǎn)的速度和加速度分布規(guī)律。剛體的基本運(yùn)動(dòng)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)和牽連運(yùn)動(dòng)分析點(diǎn)相對(duì)于不同參考系的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。點(diǎn)的速度合成定理根據(jù)相對(duì)速度和牽連速度求解點(diǎn)的絕對(duì)速度。點(diǎn)的加速度合成定理根據(jù)相對(duì)加速度、牽連加速度和科氏加速度求解點(diǎn)的絕對(duì)加速度。點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)030201將復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為平移和轉(zhuǎn)動(dòng)的組合。剛體平面運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化研究剛體平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的速度分布規(guī)律。平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的速度研究剛體平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的加速度分布規(guī)律。平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的加速度剛體的平面運(yùn)動(dòng)PART05動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)牛頓第一定律（慣性定律）01物體在不受外力作用時(shí)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不會(huì)發(fā)生改變。牛頓第二定律（加速度定律）02物體加速度與作用力成正比，與物體質(zhì)量成反比。牛頓第三定律（作用與反作用定律）03任何兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一直線上。動(dòng)力學(xué)基本定律動(dòng)量定理物體動(dòng)量的變化率等于作用在物體上的合力。動(dòng)量守恒定律在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，如果沒(méi)有外力作用，系統(tǒng)的總動(dòng)量將保持不變。動(dòng)量守恒的應(yīng)用碰撞、爆炸等問(wèn)題的分析與計(jì)算。動(dòng)量定理與動(dòng)量守恒動(dòng)量矩定理物體對(duì)某點(diǎn)的動(dòng)量矩的變化率等于作用在物體上的外力對(duì)該點(diǎn)的力矩。動(dòng)量矩守恒定律在沒(méi)有外力矩作用的情況下，物體對(duì)某點(diǎn)的動(dòng)量矩保持不變。動(dòng)量矩守恒的應(yīng)用剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)、質(zhì)點(diǎn)系相對(duì)質(zhì)心運(yùn)動(dòng)等問(wèn)題的分析與計(jì)算。動(dòng)量矩定理與動(dòng)量矩守恒物體動(dòng)能的增量等于作用在物體上的外力所做的功。動(dòng)能定理在只有重力或彈力做功的情況下，物體的機(jī)械能總量保持不變。機(jī)械能守恒定律自由落體、拋體運(yùn)動(dòng)、單擺等問(wèn)題的分析與計(jì)算。機(jī)械能守恒的應(yīng)用動(dòng)能定理與機(jī)械能守恒PART06工程力學(xué)在工程中的應(yīng)用工程力學(xué)為橋梁設(shè)計(jì)提供理論支持，包括橋梁結(jié)構(gòu)形式、材料選擇、荷載分析等。橋梁設(shè)計(jì)在施工過(guò)程中，需要運(yùn)用工程力學(xué)原理對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整，確保施工質(zhì)量和安全。橋梁施工工程力學(xué)也應(yīng)用于橋梁檢測(cè)與維護(hù)中，通過(guò)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能測(cè)試和分析，評(píng)估橋梁的承載能力和使用壽命。橋梁檢測(cè)與維護(hù)工程力學(xué)在橋梁工程中的應(yīng)用建筑設(shè)計(jì)工程力學(xué)為建筑設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)，包括建筑結(jié)構(gòu)形式、穩(wěn)定性分析、材料強(qiáng)度等方面的計(jì)算。建筑施工在施工過(guò)程中，需要運(yùn)用工程力學(xué)原理對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工模擬和監(jiān)測(cè)，確保施工質(zhì)量和安全。建筑檢測(cè)與加固工程力學(xué)也應(yīng)用于建筑檢測(cè)與加固中，通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能測(cè)試和分析，評(píng)估建筑的穩(wěn)定性和安全性，提出加固方案。工程力學(xué)在建筑工程中的應(yīng)用工程力學(xué)在機(jī)械工程中的應(yīng)用工程力學(xué)也應(yīng)用于機(jī)械檢測(cè)與維護(hù)中，通過(guò)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能測(cè)試和分析，評(píng)估機(jī)械的可靠性和使用壽命，提出維護(hù)方案。機(jī)械檢測(cè)與維護(hù)工程力學(xué)為機(jī)械設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)，包括機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、強(qiáng)度等方面的計(jì)算。機(jī)械設(shè)計(jì)在機(jī)械制造過(guò)程中，需要運(yùn)用工程力學(xué)原理對(duì)機(jī)械零部件進(jìn)行加工和裝配，確保機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。機(jī)械制造工程力學(xué)在航空航天工程中的應(yīng)用工程力學(xué)為航空航天器設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)，包括航空航天器結(jié)構(gòu)形式、材料選擇、空氣動(dòng)力學(xué)等方面的計(jì)算。航空航天器制造在航空航天器制造過(guò)程中，需要運(yùn)用工程力