工程力学 课件 0绪论

绪论什么是力学？力学分类力学是怎样发展的？工程力学的学习目的工程力学的研究内容工程力学的研究方法工程力学的研究主线什么是力学？力学是研究物体机械运动规律的科学。物体的机械运动是指物体的空间位形（位置和形状）随时间的变化。移动、转动、流动和变形力学的研究为揭示自然界中与机械运动有关的规律提供了有效的工具，它也是近代工程技术的重要理论基础之一，是沟通自然科学基础理论与工程实践的桥梁。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？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。工程力学是:将力学原理应用实际工程系统的科学。性态规则什么是工程力学？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。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：研究力与运动的关系。如何提供加速度？按运动与否分：力学的分类按研究对象分：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、疲劳力学等。

(理论分析、实验和数值计算)有实验力学、计算力学二个方面的分支。按研究手段分：

有飞行力学、船舶结构力学、岩土力学等。按应用领域分：力学是怎样发展的？力学的发展始终是和人类社会活动紧密联系的，它的发展与完善推动了科学技术和社会的进步。1、建筑与桥梁建于1056年

山西应县木塔早期筒体结构建筑比萨斜塔建于1173－1370年力学的发展观察竹子的特征竹子的横截面比萨斜塔横截面力学的发展早期建筑的特点：高度低，跨度小，承载能力低，材料为砖石和木材。赵州桥建于595－605年跨度：37.4m拱高：7m早期拱形结构建筑

“敞肩拱”的运用为世界桥梁史上的首创，并有“世界桥梁鼻祖”的美誉。力学的发展力学的发展力学的发展力学的发展建筑物高度增加会产生什么新问题？现代筒体结构建筑吉隆坡双塔大厦高度：452米材料：钢筋混凝土力学的发展力学的发展上海金茂大厦现代大跨度桥梁桥梁跨度增大又会产生什么新问题？力学的发展力学的发展南京长江大桥上海南浦大桥澳门桥建造设计风速60m/s破坏时的风速19m/s美国华盛顿州塔科马悬索桥建于1940年7月1日，桥长853m坍塌日期：1940年11月7日

力学的发展事后分析引起桥梁振动的原因计算机模拟与仿真力学的发展地震对建筑物的影响如何减小地震对建筑物的影响？力学的发展建筑物减震的模拟实验研究力学的发展美国旧金山国际机场新楼使用了移动地基力学的发展

上海东方电视塔高300m球径45m力学的发展抗震模型试验（破坏部位、破坏形式、抗震能力）力学的发展建筑物控制爆破1769年研制的第一辆蒸汽动力车2、车辆与飞机早期的农用车辆车辆的早期研制与应用力学的发展现代车辆研究提出的要求:

舒适、安全、高速、便捷、环保力学的发展利用计算机分析车辆的动力学问题力学的发展汽车碰撞试验力学的发展力学的发展碰撞时气囊与人的相互作用汽车碰撞现代直升机—科学技术的综合应用早期直升机—原理的认识力学的发展力学的发展空气动力试验---风洞实验力学的发展飞机整机结构强度实验机翼破坏实验力学的发展机身结构强度实验力学的发展力学的发展战斗机的振动模态分析飞鸟与空中客车机翼相撞3、航空航天力学的发展力学的发展载人飞船力学的发展和平号空间站

社会的发展与进步需要科学技术的不断发展与创新。哪类科学技术对于我们社会的未来最重要？工程力学的学习目的

我们不能预言，哪类研究和纯理论探索会对我们社会的未来作出最大贡献。同样地，如果我们不能作出这样的预测，那么我们肯定可以自信地预言，

选自哈佛大学前校长L.H.Summers2002年5月在北京大学的演讲

新知识、新想法、新方法和智慧的思考

对于我们的未来将是至关重要的。工程力学的学习目的培养获取新知识的能力培养提出（或发现）问题的能力培养解决问题的能力建立模型的能力综合应用知识的能力设计实验的能力分析理论（结论）正确与否的能力培养创新意识（新思想、新方法）为后续课程打下必要的基础工程力学的学习目的静力学

研究物体的平衡时力之间的关系材料力学研究工程构件的变形和破坏规律工程力学的研究内容提出问题，选择有关的研究系统。对系统进行抽象与简化，建立力学模型。利用力学原理进行分析、推理，得出结论与已知结论相比较，或由实验进行验证。确认或进一步改善模型，深化认识工程力学解决问题的一般方法，类似于一般科学研究的普遍方法，可归纳为：建立力学模型是最关键的。(需要知识和经验)模型包括材料性能、载荷、约束、几何形状等真实情况的理想化和简化。工程力学的研究方法材料模型变形体模型刚体模型载荷模型汽车通过轮胎作用在桥面上的集中力模型桥面板作用在钢梁的分布力模型工程力学问题的分析，一般都需要进行----力的研究。----运动和变形的研究。----联系力与运动、力与变形之关系的研究。若构件处于静止或平衡状态，则不必考虑其运动。平衡状态的力学问题——称为静力学问题。力的平衡关系、变形的几何协调关系和力与变形间的物理关系。研究工程静力学问题的主线和核心是：工程力学的研究主线(1)受力分析及静力平衡条件(力的分析)物体受什么力作用？处于平衡状态的物体，应当满足什么条件？（静力平衡条件）(2)变形的几何协调条件(几何分析)材料是均匀连续的，受力变形后仍然应连续，固体内既不引起“空隙”，也不产生“重叠”。发生破坏前，材料的变形应是几何可能的。(3)力与变形间的物理关系(材料模型)力与变形(如伸长)成正比，如虎克定律，是反映材料线弹性性能的最简单的物理关系。不同材料、不同的变形形式，有不同的模型。小结：3)工程力学研究的目的是:了解工程系统的性态