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工程力学双语课件 辽宁省第八届教育软件大赛参赛作品 Chapter1Exordium 工程力学 engineeringmechanics 第一章绪论 本章目标chapterobjectives 工程力学研究什么问题 Whatisthecontentsofengineeringmechanics 工程力学怎样研究问题 Howtostudytheknowledgeofengineeringmechanics 工程力学的研究对象是什么 Whatisthestudiedobjectofengineeringmechanics 工程力学的研究对象Thestudiedobjectsofengineeringmechanics 刚体rigidbody 就是在力的作用下 大小和形状都不变的物体 Thereisnodeformationwheneverabodysubjectedtoanyforce 变形体 deformablebody 在外力作用下 一切固体都将发生变形 尺寸和形状 故称为变形体 Itwilltendtocreatethechangeofshapeandsizewheneverabodysubjectedtoanyforce wecallerthechangesdeformationandthebodyiscalleddeformablesolidbody 如图所示桥式起重机的主梁 吊钩 钢丝绳 悬臂吊车架的横梁AB 斜杆CD都是工程力学的研究对象 工程上称为构件 ThecraneisshownasinFig1 1 theprinciplebeam pothook steelcord thebeamABandthememberCDareallstudiedbodies theyarecalledelementsinengineering 工程力学的研究内容Thecontentsofengineeringmechanics 静力学statics 主要研究刚体在力作用下的平衡问题 即根据力系平衡条件分析平衡刚体的受力情况 确定各未知力的大小和方向 是构件承载能力计算的基础 Staticsdealswiththeequilibriumofbodies thatis thosethatareeitheratrestormovewithaconstantvelocity thefirststeptosolvingmostmechanicsproblemsrequiresdrawingadiagram thisstepisparticularlyimportantwhensolvingequilibriumproblems andforthisreasondrawingfree bodydiagramsisstronglyemphasizedthroughoutthebook 物体的受力分析theanalysisofforcesactedtothebodies 力系的等效简化equivalentreductionofforcesystems 本篇主要研究三方面问题wewillstudythreeproblemsinthispart 力系的平衡条件及其应用conditionsandapplyingofequilibriumofforcesystems 工程静力学 statics 的理论和方法不仅是工程构件静力设计的基础 而且在解决许多工程技术问题中有着广泛应用 Theprinciplesandmethodsofstaticsarethebasisofdesign Theyarewidelyappliedinmanyengineeringtechnologyproblems 建立的力学模型forcemodelestablished 发动机原理图Workprincipleofmotor 静力学分析过程proceduresofanalysisofstatics NA NB NO NA M N1 N2 NB 构件承载能力计算 材料力学 Theanalysisofabilityofthememberssubjectedtotheloads 主要研究变形固体的强度和刚度问题 为机械零件确定合理的材料 截面形状和尺寸 为达到既安全又经济的目的提供理论基础 Mechanicsdealswiththeproblemsofstrengthandrigidity todeterminereasonablematerials todesignreasonableshapeandsizeofsections itprovidesnecessarytheorybasisforsafetyandeconomy 构件承载能力分析的内容thecontentsofanalysisofabilityofmemberssubjectedtoloads 对构件的三项基本要求Threefundamentalrequests 强度 构件在外载作用下 具有足够的抵抗断裂破坏的能力 例如储气罐不应爆破 机器中的齿轮轴不应断裂失效等 构件拉伸破坏1tensionfailure 构件拉伸破坏2tensionfailure Strength theabilityofmembersresistloadsnotfailure 构件拉伸破坏 强度问题tensionfailure strengthproblems 强度失效 刚度 构件在外载作用下 具有足够的抵抗变形的能力 如机床主轴变形不应过大 否则影响加工精度 Stiffness theabilityofmembersthatresistductiledeformation 未变形 变形 刚度失效 某些构件在特定外载 如压力作用下 具有足够的保持其原有平衡状态的能力 例如千斤顶的螺杆等 稳定性 Stability theabilitythatslendermembersremainthelineequilibriumStatesubjectedtoaxialcompressiveloads 屈曲失效 材料力学的任务 Taskofmechanics 研究构件的强度 刚度和稳定性Tostudythestrength stiffnessandstabilityofelements 研究材料的力学性能Tostudythemechanicalpropertiesofmaterials 为合理解决工程构件设计中安全与经济之间的矛盾提供力学方面的依据Toprovidesmechanicstheorybasisforsolvingtheconflictbetweensafetyandeconomy 变形固体的基本假设 Fundamentalassumptionsofdeformablebody 均匀连续性假设 假定变形固体内部毫无空隙地充满物质 且各点处的力学性能都是相同的 Thehomogenousandcontinuesassumption thebodyhasthesamephysicalandmechanicalpropertiesthroughoutitsvolumewithoutanyinterspacesamongpoints 各向同性假设 认为物体内在各个不同方向上的力学性能相同Isotropicassumption thebodyhasthesamemechanicalpropertiesinalldirections 弹性小变形条件Theconditionsofelasticsmalldeflection 弹性变形 elasticdeformation 卸载后能够消失的变形Thedisappeareddeformationwhentheloadsaretakendown 塑性变形 plasticdeformation 卸载后不能消失的变形Therudimentaldeformationwhentheloadsaretakendown 构件的承载能力分析主要研究微小的弹性变形问题 称为弹性小变形 TheanalysisofabilityofmemberssubjectedtoloadsdealswithMinuteelasticdeformation wecalleditelasticsmalldeformation 杆件变形的基本形式Fundamentaldeformationformsofmembers 根据其几何形状构件可以简化为四类theelementscanbedividedintofourclassesbasedonthegeographicshapeoftheelementsbar 杆 plate 板 shell 壳 body 块 1 拉伸tension和压缩compression 2 剪切shear 演示 3 扭转torsion 4 弯曲bend 运动与动力分析 研究力与物体运动之间的关系 KinematicsandkineticsshowthattherelationbetweenForcesandmotionsubjectedbodies 工程力学的研究方法methodstostudyengineeringmechanics 观察和实验是理论发展的基础Discoveryandtestarethebasisofthedevelopmentoftheory 在观察和实验的基础上 用抽象的方法建立力学模型Establishthemechanicsmodelsbyidealmethodbasedonthediscoveriesandtests 在建立力学模型的基础上 根据公理 定律和基本假设 借助数学工具 通过演绎 推理的方法 考虑到问题的具体条件 得到各种形式的具有物理意义和实用价值的定理和结论 ObtaindifferentformstheoriesandresultantswithphysicalandusefulvalueafterestablishThemechanicsmodels basedonsomeassumptions math scalculationandconsideredtheconditionsofproblemsbythedeductionmethods 小结summarize 绪论课讲授时应用2课时 重点内容是让学生大致了解该课程的内容 更重要的是培养学生对这门课的兴趣 Thisclas