《工程力学》课件

《工程力学》课件Contents目录工程力学概述静力学基础动力学基础材料力学弹性力学工程力学的实验与实践工程力学概述01定义与特点定义工程力学是一门研究物体运动规律和力的作用的科学，它涉及到实际工程问题中的力学现象和原理。特点工程力学具有基础性、应用性和实践性，它为各类工程设计和施工提供了理论基础和技术支持，是工程技术人员必备的专业知识。机械工程包括建筑结构、桥梁、隧道、水利工程等的静力与动力分析。土木工程航空航天工程船舶工程01020403涉及船舶结构、浮力、稳定性及船舶推进的动力学问题。涉及各种机械设备的强度、刚度、稳定性和动力学分析。研究飞行器、火箭等的高速运动和空气动力学问题。工程力学的应用领域古代工匠在实践中积累了丰富的经验，如埃及金字塔、中国的长城等建筑的设计和施工。古代工程力学17世纪牛顿等科学家建立了经典力学理论体系，为工程力学的发展奠定了基础。经典力学随着科技的发展，材料科学、计算机技术等与工程力学的结合，形成了多个分支领域，如结构力学、弹性力学等。近代工程力学现代工程力学不断向复杂化、精细化方向发展，涉及多学科交叉融合，如计算力学、实验力学等。现代工程力学工程力学的发展历程静力学基础02力的定义与性质总结词力的定义、力的三要素、力的表示方法、力的分类（按作用效果和性质）详细描述力的概念与性质总结词平衡状态与力矩的概念详细描述平衡状态的定义、平衡条件的推导、力矩的定义、力矩的计算方法（按右手定则）平衡与力矩总结词力的合成与分解的方法详细描述力的平行四边形法则、力的分解方法（按正交分解和斜交分解）、力的合成与分解的应用实例力的合成与分解摩擦力与摩擦定律摩擦力的概念与摩擦定律总结词摩擦力的定义、静摩擦力与滑动摩擦力的区分、摩擦定律的表述、摩擦力计算公式及实例分析详细描述动力学基础03描述质点在空间中的位置和运动状态，包括位移、速度和加速度等概念。质点运动学研究刚体的平动、转动和复合运动，以及刚体上点的运动。刚体运动学质点和刚体的运动动量描述物体运动状态的物理量，等于质量与速度的乘积。要点一要点二动量矩描述刚体转动状态的物理量，等于转动惯量与角速度的乘积。动量与动量矩静止或匀速直线运动的物体不受外力作用时，保持其状态不变。第一定律物体加速度的大小与作用力成正比，与物体的质量成反比。第二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。第三定律牛顿运动定律根据牛顿第二定律，描述刚体运动状态变化的数学方程。描述刚体转动状态变化的数学方程，涉及到转动惯量、角速度和力矩等概念。刚体的动力学方程刚体的转动动力学方程动力学方程材料力学04材料的密度、比热容、热导率等。物理性质弹性模量、泊松比、切变模量等。机械性质材料的耐腐蚀性、抗氧化性等。化学性质热膨胀系数、热传导系数等。热学性质材料的基本性质描述了材料在拉伸过程中所表现出的应力-应变关系。拉伸实验描述了材料在压缩过程中所表现出的应力-应变关系。压缩实验解释了材料在受力过程中发生的弹性变形和塑性变形。弹性与塑性给出了材料在拉伸和压缩过程中应满足的强度条件。强度条件拉伸与压缩描述了材料在剪切力作用下的应力-应变关系。剪切实验弯曲实验剪切与弯曲的关系弯曲中心描述了梁在弯曲力作用下的应力-应变关系。解释了剪切与弯曲之间的联系和区别。给出了梁在发生弯曲时，应满足的弯曲中心条件。剪切与弯曲ABCD材料的失效与强度理论失效类型描述了材料在不同受力情况下可能发生的失效类型，如屈服失效、脆性断裂失效等。安全系数给出了在工程设计中，为确保安全而采用的安全系数计算方法。强度理论介绍了四种常用的强度理论，如最大拉应力理论、最大伸长线应变理论等。可靠性设计介绍了基于概率论的可靠性设计方法，以提高工程结构的安全性和可靠性。弹性力学05弹性体的性质物体在外力作用下发生形变，撤去外力后能恢复原状的性质称为弹性。应力与应变物体内部单位面积上的内力称为应力，物体内部单位长度上的相对变形称为应变。弹性力学定义弹性力学是一门研究弹性物体在外力作用下变形和内力的学科。弹性力学的基本概念03物理方程物体内部的应力分量与应变分量之间的关系由物理方程描述。01平衡方程物体内部各点的应力分量满足平衡方程，即合力为零。02几何方程物体内部的应变分量与位移分量之间的关系由几何方程描述。弹性力学的基本方程桥梁设计需要考虑桥梁在不同载荷下的变形和内力分布，以确保安全性和稳定性。桥梁工程建筑结构机械零件高层建筑、大跨度结构等需要进行弹性力学分析，以确保结构的承载能力和稳定性。机械零件在工作中受到各种外力作用，需要进行弹性力学分析，以确保零件的强度和刚度。030201弹性力学的应用实例工程力学的实验与实践06加深理论理解实验是检验理论知识的最好方式，通过实验可以帮助学生更好地理解工程力学的理论知识。培养团队合作精神实验往往需要团队合作完成，学生可以在实验中锻炼团队合作和沟通能力。提高解决问题的能力实验过程中会遇到各种问题，学生需要独立思考和解决，这有助于提高他们解决问题的能力。培养实践操作能力通过实验操作，学生能够掌握工程力学的基本实验技能，提高动手能力和实践操作能力。工程力学实验的目的与意义实验准备根据实验要求，准备所需的实验器材和设备，确保实验顺利进行。实验操作按照实验步骤进行操作，记录实验数据，并注意观察实验现象。数据处理对实验数据进行处理和分析，得出实验结果。实验总结对实验结果进行总结和评价，得出结论，并撰写实验报告。工程力学实验的方法与步骤拉