《工程力學(xué)第三章》課件

《工程力學(xué)第三章》ppt課件contents目錄工程力學(xué)第三章概述靜力學(xué)基本概念靜力學(xué)公理與定理約束與約束力物體系統(tǒng)的平衡問題重心與穩(wěn)度工程力學(xué)第三章概述01介紹彈性力學(xué)的基本概念、假設(shè)和方程，以及彈性力學(xué)在工程中的應(yīng)用。彈性力學(xué)基礎(chǔ)詳細(xì)講解應(yīng)力和應(yīng)變的概念，以及如何進(jìn)行應(yīng)力與應(yīng)變的分析。應(yīng)力與應(yīng)變分析介紹彈性力學(xué)問題的基本解法，包括解析法和數(shù)值法。彈性力學(xué)問題的解法介紹能量原理和變分法的基本概念，以及它們?cè)诮鉀Q彈性力學(xué)問題中的應(yīng)用。能量原理與變分法章節(jié)主要內(nèi)容010204學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握彈性力學(xué)的基本概念、假設(shè)和方程。學(xué)會(huì)進(jìn)行應(yīng)力與應(yīng)變的分析。掌握彈性力學(xué)問題的基本解法。理解能量原理和變分法在解決彈性力學(xué)問題中的作用。03理論與實(shí)踐相結(jié)合注重習(xí)題練習(xí)利用多媒體資源積極參與課堂討論學(xué)習(xí)方法建議01020304在學(xué)習(xí)過程中，應(yīng)結(jié)合具體的工程實(shí)例，加深對(duì)理論知識(shí)的理解。通過大量的習(xí)題練習(xí)，提高解題能力和技巧?？梢杂^看相關(guān)的視頻教程，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。與老師和同學(xué)進(jìn)行交流，分享學(xué)習(xí)心得，提高學(xué)習(xí)效果。靜力學(xué)基本概念02詳細(xì)描述力是物體之間的相互作用，具有物質(zhì)性、相互性和傳遞性。根據(jù)牛頓第三定律，力是成對(duì)出現(xiàn)的，作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直線上。力有大小、方向和作用點(diǎn)三個(gè)要素，大小表示力的大小，方向表示力的指向，作用點(diǎn)表示力作用在物體上的哪一點(diǎn)?？偨Y(jié)詞：力的定義與性質(zhì)力的概念與性質(zhì)力矩和力偶是分析靜力學(xué)問題的重要概念，尤其在分析剛體的平衡問題時(shí)。力偶是由兩個(gè)大小相等、方向相反、作用線平行的力組成的，其合力為零，但力偶具有轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)。力矩是力和力臂的乘積，表示力對(duì)物體轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的量度，分為正力矩和負(fù)力矩?？偨Y(jié)詞：力矩與力偶的定義與性質(zhì)詳細(xì)描述力矩與力偶平衡狀態(tài)與平衡條件平衡狀態(tài)是指物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。詳細(xì)描述總結(jié)詞：平衡狀態(tài)與平衡條件的定義與性質(zhì)平衡條件是指物體在力的作用下保持平衡所需的條件，包括合力為零、合力矩為零和合力偶為零。平衡條件是解決靜力學(xué)問題的基礎(chǔ)，通過平衡條件可以求解未知的力和力矩。靜力學(xué)公理與定理03二力平衡公理闡述了作用在剛體上的兩個(gè)力平衡的條件。總結(jié)詞當(dāng)作用在剛體上的兩個(gè)力滿足大小相等、方向相反且作用線重合的條件時(shí)，這兩個(gè)力就處于平衡狀態(tài)。詳細(xì)描述$F_1=F_2$，且方向相反，$L_1=L_2$，且作用線重合。公式表示公理一：二力平衡公理加減平衡力系公理描述了平衡力系中力的合成與分解的規(guī)律?？偨Y(jié)詞詳細(xì)描述公式表示如果一個(gè)力與一個(gè)平衡力系相加或相減，不改變?cè)ο档钠胶鉅顟B(tài)。如果$F$是平衡力系，$F_1$與$F$平衡，那么$F_1+F$或$F-F_1$也與原平衡力系平衡。030201公理二：加減平衡力系公理

平行四邊形法則總結(jié)詞平行四邊形法則是描述力的合成與分解的幾何法則。詳細(xì)描述力的合成與分解可以通過平行四邊形的邊長(zhǎng)和夾角來表示，即力的平行四邊形法則。公式表示設(shè)$F_1$和$F_2$為兩個(gè)分力，其合力為$F$，則有$F=sqrt{(F_1-F_2)^2+(F_3-F_4)^2}$，其中$F_3$和$F_4$為合力的兩個(gè)分力。約束與約束力04總結(jié)詞描述了通過柔體與物體之間的相互作用而產(chǎn)生的約束類型。詳細(xì)描述柔體約束是指通過柔體與物體之間的相互作用而產(chǎn)生的約束，例如繩索、鏈條等。這種約束的特點(diǎn)是只能限制被約束物體沿柔體伸直方向的運(yùn)動(dòng)自由度。柔體約束描述了兩個(gè)接觸面之間由于摩擦力極小而產(chǎn)生的近似于無摩擦的約束類型?？偨Y(jié)詞光滑接觸面約束是指兩個(gè)接觸面之間由于摩擦力極小而產(chǎn)生的近似于無摩擦的約束。這種約束只能限制被約束物體在接觸面法線方向上的運(yùn)動(dòng)自由度。詳細(xì)描述光滑接觸面約束總結(jié)詞描述了一種常見的固定約束方式，其中被約束物體的一端被固定在某個(gè)位置，無法發(fā)生任何方向的移動(dòng)。詳細(xì)描述固定端約束是一種常見的固定約束方式，其中被約束物體的一端被固定在某個(gè)位置，無法發(fā)生任何方向的移動(dòng)。這種約束限制了被約束物體在所有方向上的運(yùn)動(dòng)自由度。固定端約束物體系統(tǒng)的平衡問題05當(dāng)物體受到的力都作用在同一個(gè)平面內(nèi)，且力的方向都相交于一點(diǎn)時(shí)，這些力構(gòu)成平面匯交力系。平面匯交力系平面匯交力系的平衡條件是合力為零，即所有力的矢量和為零。平衡條件在實(shí)際工程中，常常需要分析平面匯交力系平衡問題，例如分析橋梁、建筑物的受力情況等。應(yīng)用平面匯交力系的平衡條件及其應(yīng)用計(jì)算方法計(jì)算平面力矩需要確定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置，然后根據(jù)定義計(jì)算力矩的大小。定義力矩是力和力臂的乘積，其中力臂是從轉(zhuǎn)動(dòng)軸到力的垂直距離。應(yīng)用在機(jī)械工程中，力矩的計(jì)算對(duì)于分析物體的轉(zhuǎn)動(dòng)平衡問題非常重要。平面力矩的計(jì)算平衡條件平面任意力系的平衡條件是合力為零和力矩為零。應(yīng)用在分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)的受力情況時(shí)，常常需要用到平面任意力系的平衡條件，例如分析大型機(jī)械、建筑物的穩(wěn)定性等。平面任意力系當(dāng)物體受到的力作用在同一個(gè)平面內(nèi)，且力的方向可以任意時(shí)，這些力構(gòu)成平面任意力系。平面任意力系的平衡條件及其應(yīng)用重心與穩(wěn)度06物體重心位置可以用三個(gè)坐標(biāo)來表示，即重心在直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)公式為(G(x,y,z)=frac{m_1x_1+m_2x_2+...+m_nx_n}{m})，其中(m_i)和(x_i)分別為物體各部分的質(zhì)量和對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)。重心坐標(biāo)公式通過將物體各部分的質(zhì)量和坐標(biāo)代入公式，可以計(jì)算出物體重心的位置。重心計(jì)算物體重心的坐標(biāo)公式03組合法對(duì)于不規(guī)則形狀的物體，可以采用組合法，將物體拆分成若干個(gè)規(guī)則形狀，分別計(jì)算重心位置，再求和得到總重心。01懸掛法將物體懸掛起來，找到懸掛線的交點(diǎn)即為物體重心。02支撐法將物體放置在支撐物上，通過測(cè)量支撐點(diǎn)和重心之間的距離來計(jì)算重心位置。確定物體重心的方法穩(wěn)度概念物體的穩(wěn)度是指物