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)運動學(xué)基礎(chǔ)動力學(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)宏觀運動規(guī)律及其在工程實際中應(yīng)用的科學(xué)，包括靜力學(xué)、材料力學(xué)、動力學(xué)等內(nèi)容。工程力學(xué)以理論為基礎(chǔ)，注重實驗和實踐，強調(diào)解決實際工程問題的能力。工程力學(xué)的定義與特點特點定義歷史工程力學(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、火箭、衛(wèi)星等飛行器的設(shè)計和優(yōu)化。航空航天領(lǐng)域用于機械零件的強度、剛度和穩(wěn)定性分析，以及機構(gòu)的動力學(xué)分析。機械領(lǐng)域用于建筑結(jié)構(gòu)、橋梁、道路等基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計和施工。土木領(lǐng)域用于水壩、水庫、水電站等水利工程的設(shè)計和運行管理。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、方向和作用點三個要素。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。物體相對于地球保持靜止或勻速直線運動的狀態(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力，使剛體保持平衡的必要和充分條件是，這兩個力大小相等、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，并不改變原力系對剛體的作用。力的平行四邊形法則作用于物體上同一點的兩個力可以合成為一個合力，合力的大小和方向由以這兩個力為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對角線來確定。三力平衡匯交定理作用于剛體上三個相互平衡的力，若其中兩個力的作用線匯交于一點，則此三力必在同一平面內(nèi)，且第三個力的作用線通過匯交點。約束的概念阻礙物體自由運動的周圍物體稱為約束。常見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對研究對象進行受力情況的分析過程稱為受力分析。受力分析的概念根據(jù)受力分析的結(jié)果，將研究對象所受的全部外力用規(guī)定的符號表示在圖上，這種圖稱為受力圖。受力圖的概念確定研究對象、畫分離體圖、分析受力情況、畫受力圖。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。對象桿件，包括長度遠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)生錯動變形。實用計算剪切與擠壓變形的實用計算方法。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)與彎曲變形過程中的應(yīng)力與應(yīng)變分析方法。扭轉(zhuǎn)與彎曲變形PART04運動學(xué)基礎(chǔ)03點的運動方程描述點運動軌跡的數(shù)學(xué)表達式，可以是參數(shù)方程、直角坐標方程等。01點的直線運動研究點在直線上的運動規(guī)律，包括勻速直線運動和變速直線運動。02點的曲線運動研究點在平面或空間曲線上的運動規(guī)律，涉及速度、加速度等概念。點的運動學(xué)平移剛體在方向上作直線運動，各點運動狀態(tài)相同。轉(zhuǎn)動剛體繞某固定軸線作圓周運動，各點運動軌跡為同心圓。定軸轉(zhuǎn)動剛體上各點的速度和加速度研究剛體在定軸轉(zhuǎn)動時，各點的速度和加速度分布規(guī)律。剛體的基本運動絕對運動、相對運動和牽連運動分析點相對于不同參考系的運動狀態(tài)。點的速度合成定理根據(jù)相對速度和牽連速度求解點的絕對速度。點的加速度合成定理根據(jù)相對加速度、牽連加速度和科氏加速度求解點的絕對加速度。點的合成運動030201將復(fù)雜的平面運動簡化為平移和轉(zhuǎn)動的組合。剛體平面運動的簡化研究剛體平面運動時，平面圖形內(nèi)各點的速度分布規(guī)律。平面圖形內(nèi)各點的速度研究剛體平面運動時，平面圖形內(nèi)各點的加速度分布規(guī)律。平面圖形內(nèi)各點的加速度剛體的平面運動PART05動力學(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，其運動狀態(tài)不會發(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。動力學(xué)基本定律動量定理物體動量的變化率等于作用在物體上的合力。動量守恒定律在一個封閉系統(tǒng)中，如果沒有外力作用，系統(tǒng)的總動量將保持不變。動量守恒的應(yīng)用碰撞、爆炸等問題的分析與計算。動量定理與動量守恒動量矩定理物體對某點的動量矩的變化率等于作用在物體上的外力對該點的力矩。動量矩守恒定律在沒有外力矩作用的情況下，物體對某點的動量矩保持不變。動量矩守恒的應(yīng)用剛體定軸轉(zhuǎn)動、質(zhì)點系相對質(zhì)心運動等問題的分析與計算。動量矩定理與動量矩守恒物體動能的增量等于作用在物體上的外力所做的功。動能定理在只有重力或彈力做功的情況下，物體的機械能總量保持不變。機械能守恒定律自由落體、拋體運動、單擺等問題的分析與計算。機械能守恒的應(yīng)用動能定理與機械能守恒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)計在施工過程中，需要運用工程力學(xué)原理對橋梁結(jié)構(gòu)進行實時監(jiān)測和調(diào)整，確保施工質(zhì)量和安全。橋梁施工工程力學(xué)也應(yīng)用于橋梁檢測與維護中，通過對橋梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能測試和分析，評估橋梁的承載能力和使用壽命。橋梁檢測與維護工程力學(xué)在橋梁工程中的應(yīng)用建筑設(shè)計工程力學(xué)為建筑設(shè)計提供基礎(chǔ)，包括建筑結(jié)構(gòu)形式、穩(wěn)定性分析、材料強度等方面的計算。建筑施工在施工過程中，需要運用工程力學(xué)原理對建筑結(jié)構(gòu)進行施工模擬和監(jiān)測，確保施工質(zhì)量和安全。建筑檢測與加固工程力學(xué)也應(yīng)用于建筑檢測與加固中，通過對建筑結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能測試和分析，評估建筑的穩(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)在機械工程中的應(yīng)用工程力學(xué)也應(yīng)用于機械檢測與維護中，通過對機械結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能測試和分析，評估機械的可靠性和使用壽命，提出維護方案。機械檢測與維護工程力學(xué)為機械設(shè)計提供基礎(chǔ)，包括機構(gòu)運動學(xué)、動力學(xué)、強度等方面的計算。機械設(shè)計在機械制造過程中，需要運用工程力學(xué)原理對機械零部件進行加工和裝配，確保機械產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。機械制造工程力學(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、空氣動力學(xué)等方面的計算。航空航天器制造在航空航天器制造過程中，需要運用工程力