工程力学的问题和研究方法

1、工程力学的问题和研究方法1-1 什么是力学1-3 学科分类； 绪 论1-2 工程中的力学问题 1-4 本课程的主要内容1-5 工程力学的研究对象1-6 工程力学的研究方法 力学是研究物质机械运动规律的科学。力是物体为什么改变其状态的原因。力学所阐述的规律带有普遍性，是一门基础科学， 直接服务于工程,又是一门技术科学。 力学是各技术工程学科的重要理论基础，是沟通自然科学基础理论与工程实践的桥梁。1、力学 机械运动是指物体在空间的位置随时间的变化，包括变形和流动。1-1 什么是力学工程力学（或者应用力学）是:将力学原理应用实际工程系统的科学。其目的是： 了解工程系统的性态并为其设计提供合理的规则。

2、机械、结构等 受力如何？ 如何运动？ 如何变形？破坏？ 如何控制设计？2、工程力学性态规则 力学被广泛的应用于土木建筑、机械、交通、水利、航空、军事及生物力学等各个方面。1-2 力学与工程土木建筑桥梁拱桥桁架拱桥断桥倾斜桥面上相互碰撞的汽车水利海洋石油钻井平台长江三峡工程机械挖土机推土机汽车碰撞试验钻床2000年月25日，法航协和式客机坠毁，113人死亡。事故原因：地面铁条使轮胎爆裂，碎片侵入发动机。航空建筑物控制爆破静力学：研究力系或物体的平衡问题，不涉及物体运动状态改变；如飞机停在地面或巡航。运动学：研究物体如何运动，不讨论运动与受力的关系；如飞行轨迹、速度、加速度。动力学：研究力与运动的

3、关系。 如何提供加速度？按运动与否分：1-3 学科分类一般力学：对象是刚体。研究力及其与运动的关系。有理论力学，分析力学等。流体力学：对象是气体和液体。 有水力学、空气动力学等。固体力学：对象是可变形固体。研究强度、变形、破坏等。 有材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、断裂力学、损伤力学等。按研究对象分：有实验力学、计算力学二个方面的分支。 有飞行力学、船舶结构力学、岩土力学等。按研究手段分：按研究领域分：(研究手段有理论分析、实验和数值计算)1-4 本课程的主要内容1、理论力学研究物体机械运动一般规律的科学。2、材料力学研究构件在外力作用下的变形、受力与破坏或失效的规律，为合理设计构件提

4、供有关强度、刚度与稳定性分析的基本理论与方法。由理论力学和材料力学两大部分组成。构件：构成机器及结构物的单个部分，一般称其为构件或零件。变形：构件尺寸与形状的变化。弹性变形：外力解除后可消失的变形；塑性变形：外力解除后可不能消失的变形。构件的失效：工程构件在外力作用下丧失正常功能的现象。强度失效：构件在外力作用下发生不可恢复的塑性变形或发生断裂；刚度失效：构件在外力作用下产生过量的弹性变形；稳定性失效：构件在外力作用下，失去了保持原有平衡状态的能力。 强度、刚度、稳定性统称为构件的承载力，它与构件的材料、尺寸、截面形状有关。 强度: 构件在外力作用下抵抗破坏的能力；刚度: 构件在外力作用下抵抗变形的能力；稳定性: 构件在外力作用下保持原有平衡形式的能力。构件的承载力：强度问题重庆綦江彩虹桥 强度问题Tacoma 海峡新桥Tacoma 海峡大桥1940年破坏刚度与稳定性问题毁坏的高压电线塔稳定性问题稳定性问题南京电视台脚手架失稳强度、刚度、稳定性问题1-5 工程力学的研究对象1、杆构件在某一方向的尺寸远远大于另两个方向的尺寸。（例如：梁、柱、轴等。）2、板壳构件在某一方向的尺寸远远小于另两个方向的尺寸。 3、块体三个方向尺寸差不多的构件。根据几何形状和尺寸的不同，工程构件大