工程力学复习市公开课金奖市赛课一等奖课件

1、第一篇 静力学复习工 程 力 学1第1页静力学一. 基本概念及概念区分 协力R 和主矢 R 区分 协力R : 是主矢移动效果和主矩转动效果之和 (主矢,主矩可 简化为协力)。 (与作用点相关) 主矢R: 只代表移动效果，且有主矩存在(与作用点无关) 力矩和力偶矩区分： 力矩:是力对那一点转矩, 与取矩点相关, 且不能在平面内 任意移动。 力偶矩: 它是在平面内和平行它本身平面内可任意移动,与取矩 点无关。静力学复习2第2页静力学平面任意力系向某点简化不变量, 空间任意力系向某点简化不变量 平面中： 空间中： 摩擦力方向判定 摩擦力是一个约束反力,方向总是与物体相对运动方向(趋势方向)相反 3第

2、3页静力学 摩擦问题中对不等号处理 NfF，但普通情况下是选临界状态代入( 即Nf=F ) 计 算，得出结果后再加上不等号，或判断出平衡区间，以降低不 等式运算所带来麻烦和由此出现误算。 (一). 基本定理(惯用) 三力平衡必汇交，必共面(用于确定未知力方向)协力投影定理：RX= X 协力矩定理： 投影式：二、基本方程和基本定理4第4页静力学 (二) 基本方程 平面 空间 三. 解题步骤，解题技巧，解题注意问题 (一)解题步骤：选研究对象 作受力图（有用，没有用力均画上 ） 选坐标列方程 解方程，求出未知数5第5页静力学(三). 注意问题：力偶在坐标轴投影不出现 摩擦力方向普通不能假设 附加方

3、程中或号别最终忘记 受力图中力要画全(二). 解题技巧：先找二力杆 选坐标轴未知力 选取矩点（轴）与未知力相交或平行 从已知力下手，物系问题由整体-局部6第6页静力学四、例题：例1 画受力图7第7页静力学解：研究整体，受力如图例2 已知: Q=5000N，杆重不计。求SDE，SFG和C点反力。8第8页再研究整体：由静力学例3 已知：AB=2a , 重为P，BC重为Q，ABC=求：A、C两点反力。解：先研究BC，受力如图9第9页静力学 由零杆判断方法： S1=P1 S2=0 S3=P2例4 已知桁架，不计各杆自重，求以下指定杆内力。静不定 静定 静不定例5 判断以下静定与静不定问题。10第10页

4、静力学解：例6 直角曲杆OABCO端为固定端, C端受到力F作用, 如图。已知：F=100N，a=200mm, b=150mm, c=125mm 求：力F对固定端O点矩？（力F平行于x轴）11第11页静力学例7 匀质杆AB和BC在B端铰接，A端铰接在墙上，C端则由墙阻挡，墙与C端接触处摩擦系数f=0.5，试求平衡时最大角度，已知两杆长相等、重量相同。12第12页静力学解：由整体13第13页静力学例8已知板ABCD重P=50N，每边长a=30cm，A为球铰，B为蝶铰，AB边是水平，板E点搁在一尖端E点上，H点作用F=100N，且：CE=ED, BH=10cm, =30o求：A、B、E 反力？14

5、第14页静力学解：研究整体15第15页静力学16第16页第二篇 材料力学复习工 程 力 学17第17页基本变形复习拉 （压）扭 转平面弯曲内力应力变形NN 0 x杆轴AMn 0 x杆轴AMnAMQM 0Q 0 x平行于杆轴xsLOtrstxyAB18第18页基本变形复习拉 （压）扭 转平面弯曲强度条件刚度条件变形能19第19页基本变形复习拉压扭 转平面弯曲内力计算以A点左侧部分为对象，A点内力由下式计算： (其中“Pi、Pj”均为A 点左侧部分全部外力)20第20页弯曲剪力、弯矩与外力间关系基本变形复习对称性与反对称性应用： 对称结构在对称载荷作用下，Q图反对称，M图对称；对称结构在反对称载荷

6、作用下，Q图对称，M图反对称。21第21页剪力、弯矩与外力间关系外力无外力段均布载荷段集中力集中力偶q=0q0q0QQ0 x斜直线增函数xQxQ降函数xQCQ1Q2Q1Q2=P自左向右突变xQC无改变斜直线xM增函数xM降函数曲线xM坟状xM盆状自左向右折角 自左向右突变与m反xM折向与P反向MxM1M2基本变形复习22第22页超静定问题方法步骤：平衡方程几何方程变形协调方程物理方程变形与力关系补充方程解由平衡方程和补充方程组变形应用：求位移和处理超静定问题变形能应用：求位移和处理动载问题j:冲击物落点静位移基本变形复习23第23页材料试验基本变形复习spsesssbsabepeteestfg

7、hes(MPa)0.050.100.150.200.2545040035030025050100500低碳钢s-e曲线上特征点pe24第24页3、安全系数：n泊松比（或横向变形系数）三个弹性常数基本变形复习25第25页基本变形复习nn（协力）（协力）PPPcnnQhbht 1T t max 注意:b剪切与挤压实用计算矩形截面杆约束扭转26第26页例1 拐杆如图，A处为一轴承，允许杆在轴承内自由转动，但不能上下移动，已知：E=210Gpa，G=0.4E， =160MPa，=80MPa，试校核此杆强度并求B点垂直位移。基本变形复习510 20A300P=60NBx500Cx1 解：B点垂直位移由两

8、部分组成，即：BA弯曲和CA杆扭转，A截面转动而引发。 PB A Lf27第27页基本变形复习P=60NABCAPfB1BPABMA=PLABfB228第28页强度不足基本变形复习P=60NABC29第29页例2 结构如图，E=210Gpa，s=240MPa，LBC=1m，ABC=1cm2, AB为矩形截面梁,b=10cm,h=30cm,L=2m，q0=20 kN/m,求结构安全系数。 解：一次静不定梁. 基本变形复习q0LABEIq0LNBCABC30第30页 弯矩如图. 基本变形复习q0LNBCAB23.72kNm1.64kNmxM31第31页y1zCyCy2例3 梁及截面如图，y2=2y

9、1，IZC、q、L均已知，y=3L、试确定a合理长度； 假如 y2=4y1， a合理长度又是多少？ 解：弯矩如图. 危险面应力同时到达极限状态合理。基本变形复习 aq aLAB点1x点2点3MxM1M2此时拉应力超限，所以应由点1和点3拉应力同时达限来控制。32第32页y1zCyCy2基本变形复习 aq aLAB点1x点2点3时，合理。假如 y2=4y1， a合理长度又是多少？MxM1M233第33页4 La=时，合理。基本变形复习点1x点2点3MxM1M2即点3拉应力达限时，点2压应力超限。所以应以点2压应力和点1拉应力同时达限来控制。34第34页例4 用叠加法求以下等截面直梁A、D、E（B

10、C之中点）点挠度。 解：结构和载荷分解如图。 基本变形复习q=P/aABCDaEa2aABqPABCDPqa2/235第35页基本变形复习CDPCBADPPa36第36页复杂变形部分复习37第37页复习s2s1xyzs3tmax三向应力分析38第38页平面应力分析复习xysxtxysyOsytxysxsataaxyOtn39第39页平面内主应力复习xysxtxysyO在剪应力相正确项限内，且偏向于x 及y大一侧。40第40页应力圆复习sxtxysyxyOnsataaOsataA(sx ,txy)B(sy ,tyx)2anD( sa , ta)xC41第41页 已知一点 A 应变（ ），与x轴成

11、角方向应变为：应变分析(超纲领，不讲)复习42第42页应变圆（ Strain Circle）复习eaga/2ABC43第43页 复杂应力状态下应力 - 应变关系 （广义虎克定律）复习xyzszsytxysx44第44页强度准则统一形式复习其中， 相当应力。45第45页组合变形研究方法 叠加原理复习外力分析：外力向形心(或弯心)简化并沿主惯性轴分解内力分析：求每个外力分量对应内力方程和内力图，确 定危险面。应力分析：画危险面应力分布图，叠加，建立危险点强 度条件。46第46页1.外载分解2.研究两个平面弯曲内力应力My引发应力：Mz引发应力：合应力：斜弯曲复习xyzPyPzPLmmxPzPyyzPj47第47页最大正应力变形计算中性轴方程复习PzPyyzPjD1D2a中性ffzfyb48第48页弯扭组合经内力分析，确定杆发生弯扭组合变形后，直接建立强度条件。复习xB1B2MyMzMnM49第49页复习50第50