上海交通大学-理论力学PPT-绪论.ppt

理论力学CAI 1 朱 本 华 简 介 上海交通大学副教授，1978年毕业于上海交 通大学船舶制造系，1985年结业于同济大学固体 力学助教班。 现任 工程力学系 副系主任 力学博士后流动站主管 学术兼职 中国力学学会科普工作委员会常委 华东基础力学与工程应用协会常务理事 主讲课程 一、理论力学 二、高等动力学 三、分析动力学 曾获全国优秀力学教师、99 年宝钢教学基金优秀教师奖、上海 交通大学吴绍麟、春兰优秀教师奖、教学成果奖等十多项奖励。 理论力学CAI 版权所有, 2003(c) 上海交通大学工程力学系 * 理论力学CAI 3 前言 力学是一门基础学科，它同数、理、化、天、 地、生并列为七大基础学科之一。力学的应用 范围十分广泛，它又属于技术科学，它植根于 国民经济的各个产业门类。哪里有技术难题， 几乎那里就有力学难题。 20世纪，产生的许多高新技术，航天、航空 、高层建筑、大型空间结构、巨型轮船、大跨 度与新型桥梁（如吊桥、斜拉桥）、海洋平台 、精密机械、机器人、高速列车、海底隧道等 都是在力学指导下实现的。 * 理论力学CAI 4 航天器的对接 * 理论力学CAI 5 神舟一号飞船太阳能帆板的展开 * 理论力学CAI 6 楼楼 高高 420.5 420.5m m 共共 88 88 层层 浦浦 东东 开开 发发 区区 * 理论力学CAI 7 * 理论力学CAI 8 陆家嘴金融区 * 理论力学CAI 9 建设中的昆明世博园演艺广场顶篷 * 理论力学CAI 10 * 理论力学CAI 11 大型水利工程设施大型水利工程设施 长江三峡工程长江三峡工程 * 理论力学CAI 12 * 理论力学CAI 13 * 理论力学CAI 14 * 理论力学CAI 15 * 理论力学CAI 16 卢浦大桥 * 理论力学CAI 17 美国的Tacoma 大桥，中央跨距853米。在19m/s的小风下整体塌毁。 * 理论力学CAI 18 * 理论力学CAI 19 高速列车 * 理论力学CAI 20 * 理论力学CAI 21 * 理论力学CAI 22 * 理论力学CAI 23 20世纪，也产生了在许多其他基础学科指导 下形成的高技术，如半导体，电子计算机，核工 程等。表面上，与力学搭不上钩的高技术，也总 是碰到力学难题在卡脖子电子计算机，小型微 型化是它的一个重要趋向，但是当计算机芯片愈 来愈小时，体积内的存储器数以百万计，这就产 生了由于电流生热而导致的热应力的力学问题往 往使器件损坏。在通讯中有架设通讯网络以及高 性能天线的力学问题，设计与生产光盘与硬盘等 存储设备中，需要有高精密定位等等。 * 理论力学CAI 24 * 理论力学CAI 25 核电站的热核反应堆核电站的热核反应堆 * 理论力学CAI 26 计算机硬盘驱动器 * 理论力学CAI 27 * 理论力学CAI 28 力学是自然科学中精确化最早的学 科。力学发展中最早与数学建立起密不 可分的联系。历史上最伟大的力学家， 也同时是伟大的数学家。将实际问题经 过模式化转化为数学问题求解再回到实 际，所形成的方法论，深深地影响着整 个自然科学，它的要点是给定系统发展 所必须遵从的规律及初始状态，去追踪 系统的发展。 * 理论力学CAI 29 古希腊阿基米德(公元前287212)著的论比重 就奠定了静力学基础。 波兰的哥白尼(14731543)创立宇宙“日心说”。 德国的开普勒(15711630)提出行星运动三定律。 意大利的伽利略(15641642)自由落体规律、 惯性定律及加速度的概念。 * 理论力学CAI 30 英国伟大科学家牛顿(16431727)在 1687年版的自然哲学的数学原理一 书中提出了制约物质宏观机械运动的基 本规律，即万有引力定律和动力学基本 定律。奠定了牛顿力学的基础。 * 理论力学CAI 31 瑞士的伯努利(16671748)虚位移原理。 瑞士的欧拉(17071783)著出力学用 微分方程研究。 法国达朗伯(17171785)名著动力学专 论达朗伯原理。 法国拉格朗日(17361813)提出第二类拉 格朗日方程。 * 理论力学CAI 32 机械运动： 是物体在空间的位置随时间的变化。 理论力学： 是研究物体机械运动一般规律的一门学科 。 * 理论力学CAI 33 1. 理论力学是一门理论性较强的技术基础课 2. 理论力学是很多专业课程的重要基础 例如：材料力学、机械原理、结构力学 、流体力学 、机械振动等一系列后续课程 的重要基础。 * 理论力学CAI 34 力学模型 实际工程问题的合理抽象与简化; 实际工程对象的合理抽象与简化。 质点、质点系、刚体、刚体系。 * 理论力学CAI 35 研 究飞 机的运动 轨迹时， 飞机可视 为质点。 * 理论力学CAI 36 研究卫星运动轨道时,卫星可视为质点；但研究卫星 姿态控制时，则视为刚体。 * 理论力学CAI 37 理论力学的研究方法 是从实践出发，经过抽象化、综合、