工程力學精ppt精選課件

工程力學,聯(lián)系QQ：2927449917.機電工程系：迪力亞爾.,工程力學概論,工程力學（或者應用力學）是將力學原理應用于有實際意義的工程系統(tǒng)的科學。機械、機構(gòu)、結(jié)構(gòu)如何受力，如何運動，如何變形，如何破壞？機構(gòu)可承受多大載荷，需多大尺寸，是否安全？工程師們需要制定合理的設計規(guī)則、規(guī)范、手冊，使機械、機構(gòu)、結(jié)構(gòu)等按設計要求實現(xiàn)運動、承受載荷，控制它們不發(fā)生影響使用功能的變形，更不能發(fā)生破壞。,工程力學概論,學科分類力學可一般地分為靜力學、運動學和動力學三部分。靜力學研究力系或物體的平衡問題，不涉及物體的運動；運動學研究物體如何運動，不討論運動與受力的關(guān)系；動力學則討論力與運動的關(guān)系。,工程力學概論,根據(jù)研究的對象也可分為一般力學、固體力學和流體力學三個分支。一般力學研究力及其與運動的關(guān)系。屬于一般力學范疇的有理論力學（含靜力學、運動學、動力學）、分析力學、振動理論等。固體力學研究在外力作用下，可變形固體內(nèi)部各質(zhì)點所產(chǎn)生的位移、運動、應力、應變及破壞等的規(guī)律。屬于固體力學范疇的有材料力學、結(jié)構(gòu)力學、彈性力學和塑性力學、復合材料力學、斷裂力學等。流體力學的研究對象是氣體和液體。研究在力的作用下，流體本身的靜止狀態(tài)、運動狀態(tài)及流體和固體間有相對運動時的相互作用和流動規(guī)律等。屬于流體力學的有水力學、空氣動力學、環(huán)境流體力學等。,工程力學概論,研究方法,學習方法與要求,學習方法：積極參與教學過程，注重理解所學內(nèi)容獨立、認真思考，注意分析各章節(jié)學習內(nèi)容之間的內(nèi)在關(guān)系側(cè)重利用已經(jīng)研究、總結(jié)出的公式與結(jié)論，解決實際問題，主動訓練獨立分析與解決問題的能力認真、及時完成課外作業(yè)充分使用學院圖書資源，在學習基本內(nèi)容的同時，根據(jù)自己的愛好和特長，進一步廣泛深入地研究工程力學相關(guān)的其它問題,學習方法與要求,學習要求：不可遲到、早退、曠課上課不允許睡覺、做與本課程無關(guān)的事、說與上課無關(guān)的話積極參與教學過程，認真完成課堂練習按教師要求及時、獨立完成課后作業(yè)上課帶教材、課堂筆記本、練習本、畫圖工具、計算器,學習方法與要求,用具：作圖工具(三角尺、量角器、圓規(guī))計算器二個課外作業(yè)本(白紙)課堂練習用本(白紙，可單頁),善于從錯綜復雜的自然現(xiàn)象、科學實驗結(jié)果和工程技術(shù)實踐中抓住事物的本質(zhì)，提煉成力學模型，采用合理的數(shù)學工具，分析掌握自然現(xiàn)象的規(guī)律，進而提出解決工程技術(shù)問題的方案，最后再和觀察或?qū)嶒灲Y(jié)果反復校核直到接近為止的科學研究方法。培養(yǎng)科學思維和研究方法，其重要性絕不亞于獲取知識本身。,第1篇靜力學,靜力學研究的是物體在力系作用下的平衡規(guī)律力系：兩個以上的力平衡：靜止或保持勻速運動,第1章靜力學基礎,一、基礎1、剛體與變形體受力后不產(chǎn)生變形的物體剛體受力后產(chǎn)生變形的物體變形體若在分析計算時暫時忽略物體受力后的變形，即可把該研究對象“視”為剛體靜力學部分（第一篇）均忽略研究對象的變形問題，即視所研究物體為剛體,第1章靜力學基礎,2、剛體的運動形式移動定軸轉(zhuǎn)動移動定軸轉(zhuǎn)動,一、基礎,第1章靜力學基礎,3、剛體的自由度空間6個平面3個,一、基礎,第1章靜力學基礎,4、載荷的種類及作用效應力力產(chǎn)生移動效應。單位：牛頓N力偶：一對大小相等，方向相反的力組成（平行且不共線）力偶產(chǎn)生轉(zhuǎn)動效應。單位：牛頓米Nm實例分析力矩：一個外力作用下產(chǎn)生的力偶大小。單位：牛頓米Nm,一、基礎,F,1.在圓盤上作用一外力，將產(chǎn)生什么樣的運動效應？為什么？,F,h,F,2.在矩形塊上作用一外力，將產(chǎn)生什么樣的運動效應？為什么？,第1章靜力學基礎,5、約束及約束力,約束力是被動力，大小方向由外力（主動力）決定可通過約束能限制的自由度數(shù)分析約束力的類型可用約束力代替約束（解約束）,實例：,F,一、基礎,第1章靜力學基礎,6、約束類型及約束力,1）固定鉸接支座：,F,F,A,A,F,F,一、基礎,第1章靜力學基礎,2）光滑圓柱鉸接：,A,C,B,C,一、基礎,6、約束類型及約束力,一、基礎,6、約束類型及約束力,第1章靜力學基礎,3）輥軸鉸鏈支座（活動鉸鏈支座）：,A,垂直支承面,一、基礎,一、基礎,6、約束類型及約束力,第1章靜力學基礎,4）光滑接觸面：,一、基礎,6、約束類型及約束力,光滑接觸面的約束力通過接觸點，方向沿著接觸面在該點的公法線，指向被約束物體內(nèi)部，即必為壓力。,第1章靜力學基礎,5）柔索：,一、基礎,6、約束類型及約束力,第1章靜力學基礎,6）固定端：,平面：,空間：,一、基礎,6、約束類型及約束力,第1章靜力學基礎,7）構(gòu)件各部分之間：,平面：,解除約束后，才能畫約束力！,一、基礎,6、約束類型及約束力,第1章靜力學基礎,例題15、7、8：作業(yè)：第1章3、7,一、基礎,6、約束類型及約束力,第1章靜力學基礎,二、載荷的移動、合成與分解,1.載荷的移動,結(jié)論：若考慮變形，載荷不可移動,結(jié)論：若不考慮變形，力可沿其作用線移動，移動后不改變移動區(qū)域外的受力狀況，不影響平衡狀態(tài)。例P2214,第1章靜力學基礎,F,二、載荷的移動、合成與分解,1.力沿其作用線移動,F,左段桿及墻體受拉力右段桿不受力,全部桿及墻體受拉力,第1章靜力學基礎,2.力平行移動,A,B,F,MFd,d,M,結(jié)論：作用在剛體上的力可向剛體上任一點平移，但必須附加一力偶，這個附加力偶的大小等于力對平移點的力矩。,反過來呢？一個力加一力偶，用一個等效力代替？,二、載荷的移動、合成與分解,第1章靜力學基礎,3.力偶的移動,M,M,左段桿及墻體上拉下壓右段桿不受力,全部桿及墻體上拉下壓,結(jié)論：若考慮變形，力偶不可移動若不考慮變形，力偶可在其作用面及與作用面平行的平面內(nèi)移動，移動后不改變移動區(qū)域外的受力狀況，不影響平衡狀態(tài)。,二、載荷的移動、合成與分解,第1章靜力學基礎,4.力的合成與分解圖解法,平行四邊形法則,作用在一點上的平面力系的合成,矢量多邊形法則,二、載荷的移動、合成與分解,第1章靜力學基礎,4.力的合成與分解圖解法,討論1,作用在同一點的多個力的合成,(a),二、載荷的移動、合成與分解,第1章靜力學基礎,4.力的合成與分解圖解法,討論2,不作用在同一點的多個力的合成（不考慮變形）,先移動，后合成,二、載荷的移動、合成與分解,第1章靜力學基礎,4.力的合成與分解圖解法,分解：,兩分力間任意夾角,兩分力間成直角,可由合力末端向分力方向作垂線，投影即是兩分力,根據(jù)兩分力方向，作平行四邊行,二、載荷的移動、合成與分解,第1章靜力學基礎,4.力的合成與分解解析法,分解：,兩分力間任意夾角,兩分力間成直角,不能使用投影法！,利用正弦定理（不要求掌握）,二、載荷的移動、合成與分解,第1章靜力學基礎,4.力的合成與分解解析法,合成：,兩分力間任意夾角,先分解，再合成,兩分力間成直角,二、載荷的移動、合成與分解,第1章靜力學基礎,5.力偶的合成,作用在同一平面（或平行平面）內(nèi)的力偶代數(shù)相加即可,二、載荷的移動、合成與分解,第1章靜力學基礎,例1：將C點載荷移至B點,二、載荷的移動、合成與分解,F,A,B,C,？移動后，對哪部分、有什么影響,例2：P611,第1章靜力學基礎,二、載荷的移動、合成與分解,6.空間力系的合成與分解,方法1,方法2,第1章靜力學基礎,二、載荷的移動、合成與分解,6.空間力偶系的合成與分解,x,y,z,o,Fy,Fz,Fx,a,b,c,空間力偶系為矢量，遵循矢量合成與分解規(guī)則,第1章靜力學基礎,二、載荷的移動、合成與分解,7.兩個重要的推論,二點受力桿（二力桿）的平衡條件,二力桿：構(gòu)件上只有兩點受力（無力偶）,平衡條件：這兩點所受的力的合力大小相等，方向相反，且作用在兩點的連線上,第1章靜力學基礎,二、載荷的移動、合成與分解,例P1916P2118找到二力桿并分析受力情況,第1章靜力學基礎,二、載荷的移動、合成與分解,7.兩個重要的推論,三點受力構(gòu)件（無力偶）的平衡條件,平衡條件：三點所受的力的合力必共面且匯交于一點,1-1-2力的性質(zhì),例1：分別用平行四邊形和三角形法則(矢量多邊形法則)求合力,1-1-2力的性質(zhì),(a),F,x,y,(b),F,x,y,O,例2：分別用平行四邊形和三角形法則（矢量多邊形法則）求力F在指定方向上的分力,O,1-1-2力的性質(zhì),例3：用圖解法求合力,(a),1-1-2力的性質(zhì),z,x,y,Fx,Fz,Fy,O,例4：用圖解法求Fx，F(xiàn)y,Fz的合力,1-1-2力的性質(zhì),例4：已知系統(tǒng)平衡，畫出B、C兩點的受力方向,1-1-2力的性質(zhì),例5：已知構(gòu)件處于平衡狀態(tài)，求Fc的方向,(a),(b),Fc,1-1-3力在坐標軸上的投影,例6：用解析法求力F在坐標軸上的投影(分力),F,x,y,O,1-1-3力在坐標軸上的投影,二次投影法,例7：求力F在坐標軸上的投影,1-1-3力在坐標軸上的投影,例8：用解析法求合力,x,y,Fx,F