工程力学课程绪论.ppt

工程力学课程教学大纲,一、本课程的性质、任务和要求工程力学是本专业的一门理论性较强的技术基础课，在许多工程技术领域中有着广泛的应用。它包括理论力学和材料力学两部分。通过本门课程的学习，使学生获得理论力学静力学中的基本知识和材料力学的大部分基本知识。,要求学生：,（1）掌握对结构进行受力分析、建立物体系的平衡方程及应用平衡方程解决物体的平衡问题；（2）学会确定物体重心和形心位置的具体方法；（3）掌握如何计算杆件在拉伸、压缩、扭转、弯曲时的应力、变形；（4）掌握建立强度条件和判断受压杆的失稳情况的具体方法。,二、课程内容,（一）理论力学静力学部分1静力学基础静力学中基本概念及静力学公理。约束和约束力。研究对象和受力图。2平面汇交力系平面汇交力系合成与平衡的几何法。平面汇交力系合成与平衡的解析法。3力矩与平面力偶系力矩的概念和计算。力偶的概念。平面力偶系的合成与平衡。,4平面一般力系力线平移定理。平面一般力系向一点简化。分布荷载。平面一般力系的平衡条件。平面平行力系的平衡条件。物体系统的平衡问题。滑动摩擦。5重心和形心重心和形心的坐标公式。确定重心和形心位置的具体方法。,（二）材料力学部分1内力和内力图平面桁架的内力。轴力及轴力图。扭矩和扭矩图。剪力图和弯矩图。2拉伸和压缩横截面上的应力。拉（压）杆的强度计算。斜截面上的应力。拉（压）杆的变形与位移。拉（压）杆内的应变能。低碳钢和铸铁受拉伸和压缩时的力学性能。,简单的拉、压超静定问题。拉（压）杆接头的计算。3扭转薄壁圆筒扭转时的应力和变形。圆杆扭转时的应力和变形。强度条件及刚度条件。等直圆杆在扭转时的应变能。矩形截面杆的扭转。,4弯曲剪力图和弯矩图的进一步研究。弯曲正应力。求惯性矩的平行移轴公式。弯曲切应力。梁的强度条件。挠度和转角。弯曲应变能。超静定梁。5压杆的稳定性关于稳定性的概念。细长中心压杆的临界荷载。欧拉公式的适用范围。临界应力总图。压杆的稳定条件和稳定性校核。,6应力状态理论和强度理论平面应力状态分析。平面应力状态下的胡克定律。三向应力状态。强度理论及其应用。,三、习题1理论力学、静力学部分习题（1）物体的受力分析。（2）平面汇交力系物体的受力分析与求解。（3）力矩与力偶矩的计算及平面力偶系的合成与平衡计算。（4）求解物体系统的平衡问题。（5）摩擦问题的分析与计算。（6）物体重心和形心位置的确定。,2材料力学习题（1）平面桁架内力的计算。（2）作轴力图、扭矩图、剪力图和弯矩图。（3）横截面上的应力计算与拉（压）杆的强度计算。（4）斜截面上的应力计算与拉（压）杆的变形与位移计算。（5）拉（压）杆内应变能的计算。（6）拉压杆接头的计算。,（7）薄壁圆筒扭转时的应力和变形计算。（8）圆杆扭转时的应力和变形计算。（9）圆截面杆受扭时的强度条件和刚度条件计算。（10）等直圆杆在扭转时的应变能计算。（11）弯曲正应力和弯曲切应力的计算。（12）梁的强度条件的应用与弯曲应变能的计算。（13）梁的挠度和转角的计算。,（14）细长中心压杆的临界荷载计算。（15）压杆的稳定条件和稳定性校核计算。（16）平面应力状态分析计算。（17）强度理论及其应用计算。四、实验低碳钢和铸铁受拉伸和压缩时的力学性能。,绪论,1什么是力学,(1)力学是研究物质机械运动规律的科学。,(2)力学是沟通自然科学基础理论与工程技术实践的桥梁。,(3)力学是力和运动的科学。,(4)力学是最古老的科学之一。,工程力学是将力学原理应用于有实际意义的工程系统的科学。,2力学与工程,(1)力学与工程是紧密结合的。,(2)力学在研究自然界物质运动普遍规律的同时，不断地应用其成果，促进工程技术的进步。,绪论,图0-1起重机简图,如图0-1所示一塔示起重机。欲使起重机在空载与满载时都不会翻到，平衡锤的重量应如何？,绪论,力学与工程,绪论,3力学发展简史,(1)1687年，牛顿的著作自然哲学的数学原理出版，给出了牛顿运动定律。,(2)牛顿以前力学研究大致可分为两个时期：,古代。从远古到公元6世纪，对力、平衡和运动有初步的了解。,中世纪。从6-16世纪，人类对力、运动以及他们之间的关系的认识取得进展。,(3)牛顿以后力学研究的历史大致可分为四个时期：,绪论,(a)17世纪初-18世纪末，经典力学的建立和完善。,19世纪初，力学各主要分支的建立。材料力学、结构力学、流体力学、弹性力学得到了发展和完善。,(c)1900-1960年，近代力学。固体力学、一般力学发展迅速，建立和开辟了弹性动力学、塑性力学、塑性动力学、空气动力学等新的领域。,(d)1960年以后，现代力学。计算力学、生物力学、断裂力学等迅速发展。,绪论,4学科分类,(1)一般分为三部分：静力学、运动学和动力学。,(2)按研究对象分为：一般力学、固体力学、流体力学。,5基本概念与基本方法,(1)力和运动。,(a)力是物体间的相互作用。,(b)研究力与运动之间的关系，属于动力学。,(c)动力学基本方程：F=ma,绪论,(2)一般方法。,(a)选择有关的研究系统。,(b)对系统进行抽象简化，建立力学模型。,将力学原理应用于理想模型，进行分析、推理、计算，得出结论。,进行尽可能真实的实验验证或将问题退化至简单情况与已知结论相比较。,若推出的结论不能满意，则建立不同的模型，进行分析，以期取得进展。,绪论,(3)工程静力学问题的基本分析方法。,(a)受力分析及静力平衡条件。,(b)变形的几何相容条件。,(c)力与变形间的物理关系。,(4)工程力学解决问题的一般方法。,(a)提出问题，选择有关的研究对象。,(b)对研究对象进行抽象简化，建立力学模型。,(c)利用力学原理进行分析、推理，得出结论。,(d)与已知结论相比较或由实验进行验证。,(e)确认或进一步改善模型，深化认识。,绪论,思考与分析,1.现代力学有哪些重要的特征？,2.力学问题的基本研究内容是什么？,3.论述工程力学解决的问题及其一般方法。,绪论,教材及参考书：1、奚绍中、邱秉权，工程力学，西南交通大学出版社，