中国石油大学(华东)工程力学总复习PPT优秀课件

1、分分析析过过程程静力学静力学材料力学材料力学确定研究对象确定研究对象解除约束解除约束画出隔离体图画出隔离体图画出所有主动力画出所有主动力画出所有约束力画出所有约束力列出平衡方程求解列出平衡方程求解应力分布、应变大小应力分布、应变大小判断是否安全判断是否安全(强度、刚度、稳定性强度、刚度、稳定性)工程力学课程主线工程力学课程主线变形判断、内力分析变形判断、内力分析静力学部分小结静力学部分小结一、基本概念与定理一、基本概念与定理力、刚体、平衡、力、刚体、平衡、主矢、主矩主矢、主矩、力偶、力偶、重心重心等。等。（1）力系等效定理、平衡力系定理。）力系等效定理、平衡力系定理。（2）二力平衡公理、二力合

2、成公理、刚化公理、）二力平衡公理、二力合成公理、刚化公理、加减平衡力系公理、作用与反作用公理。加减平衡力系公理、作用与反作用公理。基本定理基本定理基本概念：基本概念：基本量：基本量： 力的投影力的投影、平面的力对点之矩、平面的力对点之矩、空间的力对轴之矩空间的力对轴之矩、力偶矩、空间的力对点之矩。力偶矩、空间的力对点之矩。 （包括：这些量的性质、计算。）（包括：这些量的性质、计算。）（3）力的可传性原理、三力平衡汇交定理、）力的可传性原理、三力平衡汇交定理、 合力矩定理。合力矩定理。二二. 基本概念的区分基本概念的区分1 合力合力R 和主矢和主矢 R 的区别的区别合力R : 是力系的合力 (主

3、矢、主矩进一步简化为合力)。 (与作用点有关)主矢R : 只代表力系的移动效果，且有主矩存在时(与作用点无关)。2 力矩和力偶矩的区别力矩和力偶矩的区别：力矩:是力对某一点的转矩, 与矩心有关, 。力偶矩: 在同一平面内和平行平面内可任意移动,与矩心无关。三、力系简化与平衡条件三、力系简化与平衡条件空间空间 一般力系一般力系一个力偶一个力偶一个力一个力FFROOMM简化简化力线平移力线平移合成合成1. 1. 平衡力系平衡力系2. 2. 合力偶合力偶3. 3. 合合 力力平衡条件：平衡条件：平衡方程：平衡方程：一般力系一般力系00oRMF0)(0)(0)(000FFFzyxzyxMMMFFF4.

4、 4. 力螺旋力螺旋空间力偶系空间力偶系000zyxMMM平面汇交力系平面汇交力系00yxFF000zyxFFF空间平行力系空间平行力系0)(0)(0FMFMFyxz平面平行力系平面平行力系0)(0FMFoy平面任意力系平面任意力系0)(00FMFFOyx四、平衡条件的应用四、平衡条件的应用1. 各类力系的平衡方程的应用要熟练；各类力系的平衡方程的应用要熟练；尤其是尤其是平面一般力系平衡问题平面一般力系平衡问题（包括具有摩擦的平衡问题）。（包括具有摩擦的平衡问题）。2. 求解的方法步骤：求解的方法步骤：(1) 适当地选取研究对象；适当地选取研究对象；a. 使所取的研究对象上未知量数少于、等于它

5、所使所取的研究对象上未知量数少于、等于它所具有的独立平衡方程数。具有的独立平衡方程数。b. 各类问题中研究对象的选取。各类问题中研究对象的选取。(2) 正确地受力分析，画出受力图；正确地受力分析，画出受力图；a. 按约束类型（性质）分析约束反力。（约束类型，特别按约束类型（性质）分析约束反力。（约束类型，特别是是平面铰链、光滑接触面、齿轮平面铰链、光滑接触面、齿轮的反力分析）的反力分析）b. 每除去一个约束须有相应的反力代替。每除去一个约束须有相应的反力代替。c. 熟练分析熟练分析二力杆（构件）二力杆（构件）。d. 物体系统受力分析时，注意作用与反作用关系的应用。物体系统受力分析时，注意作用与

6、反作用关系的应用。(3) 适当选取投影坐标轴、矩心（平面问题）、力矩轴（空间问题）；适当选取投影坐标轴、矩心（平面问题）、力矩轴（空间问题）；投投 影影 轴：轴： 使多个未知力的作用线与投影轴平行或垂直。使多个未知力的作用线与投影轴平行或垂直。矩矩 心（平面）：心（平面）：选多个未知力的交点。选多个未知力的交点。力矩轴（空间）：力矩轴（空间）：使多个未知力与其平行或相交。使多个未知力与其平行或相交。(4) 列平衡方程求解；列平衡方程求解；灵活应用平衡方程的其它形式。灵活应用平衡方程的其它形式。3. 平面任意力系向一点简化，可能出现的四种情况。平面任意力系向一点简化，可能出现的四种情况。主主 矢

7、矢主主 矩矩合成结果合成结果说说 明明合合 力力合合 力力力力 偶偶平平 衡衡此力为原力系的合力，合力的作用线此力为原力系的合力，合力的作用线通过简化中心通过简化中心合力作用线离简化中心的距离合力作用线离简化中心的距离ROFMd此力偶为原力系的合力偶，在这种情此力偶为原力系的合力偶，在这种情况下主矩与简化中心的位置无关况下主矩与简化中心的位置无关平面任意力系平衡的充分条件平面任意力系平衡的充分条件4. 平面任意力系平衡的必要与充分条件是：力系的主矢和对任平面任意力系平衡的必要与充分条件是：力系的主矢和对任一点的主矩都等于零，即：一点的主矩都等于零，即：0)(0FFFOOiRMM0)(, 0)(

8、, 0)(FFFCBAMMM（A、B、C 三点不得共线）三点不得共线）（x 轴不得垂直于轴不得垂直于A、B 两点的连线）两点的连线）0)(, 0, 0FAyxMFF0)(, 0)(, 0FFBAxMMF 平面任意力系平衡方程的形式平面任意力系平衡方程的形式5. 其它各种平面力系都是平面任意力系的特殊情形，其平衡方程其它各种平面力系都是平面任意力系的特殊情形，其平衡方程如下：如下：力力 系系 名名 称称独立方程的数目独立方程的数目平平 衡衡 方方 程程0iF0iM00yixiFF0)(0iOiMF FF11226. 刚体系的平衡问题刚体系的平衡问题四种基本变形四种基本变形FNFSTMFsAFNA

9、FsbsbsAPpWTmaxzWMmaxmaxbISFzzsmaxmaxmaxmin四种基本变形四种基本变形AA Abs IP Wt Iz W Sz EAGIPEIzEAlFlNPGITl)(1xvEIMz EEAFNPTGIGzEIMyy AFN maxmax AQ bsbsAP pWTmax zWMmaxmax bISFzzSmaxmax PGIT fvmax maxEANll EGG圆形截面圆形截面环形截面环形截面矩形截面矩形截面644dIIIzy323dWWWzy实心圆截面实心圆截面324dI空心圆截面空心圆截面DdDI,32144163dWDdDW,1614344164yzDdIII

10、D34132yzDdWWWD212zzIbhWh312zbhI 312yhbI dAyzzyrAdAA面积：面积：AyzdASAzydAS截 面 一 次 矩截 面 一 次 矩(静矩静矩)截 面 二 次 矩截 面 二 次 矩(惯性矩惯性矩)AydAzI2AzdAyI2截面二次极矩截面二次极矩(极惯性矩极惯性矩)APdArI2截 面 二 次 矩截 面 二 次 矩(惯性积惯性积)AyzyzdAI惯性半径惯性半径AIiyyAIizz是对原点而言下标轴而言是对下标轴而言是对下标r) 3zzyy)2) 1zyPIIINCdxMEIEIzzDCxdxdxMEIz 边界条件确定Q1-Q2=P外外力力无外力段无

11、外力段q=0Q图图特特征征水平直线水平直线QXQ 0QXQ 0q0上升直线上升直线QX开口向上曲线开口向上曲线MX下降直线下降直线QX开口向下曲线开口向下曲线MX集中力集中力P自左向右自左向右,突变与突变与P同同cQXM 转折转折MXcc集中力偶集中力偶mc无变化无变化cQX自左向右自左向右,突变与突变与M同同XMcM2M1M1-M2=mQ1Q2材料的力学性能材料的力学性能bs,%10000lll%10000AAAbepsabcedfdgf hopeb001100 LLL 001100 AAA 弹性段弹性段屈服段屈服段强化段强化段颈缩断裂段颈缩断裂段线形线形op直线直线pe微弯曲线微弯曲线水平

12、线或锯齿状水平线或锯齿状平台平台上升曲线上升曲线下降曲线下降曲线变形变形特点特点弹性弹性线弹性线弹性 小小应力不变，变应力不变，变形迅速形迅速弹塑性较大弹塑性较大加力才变形加力才变形变形大且塑性变形大且塑性多多部分变形迅速部分变形迅速增大增大规律规律现象现象 =E （ p )45晶格滑晶格滑移线移线卸载定律、冷作卸载定律、冷作硬化、冷拉时效硬化、冷拉时效颈缩、断裂颈缩、断裂特征特征值值 p：比例极限：比例极限 e：弹性极限：弹性极限E：弹性模量：弹性模量 s：屈服极限：屈服极限 b：强度极限：强度极限延伸率延伸率: : 截面收缩率：截面收缩率： bbtbC)54(45应力状态与强度理论应力状态

13、与强度理论2sin2cos22xyyxyx2cos2sin2xyyx22minmax22xyyxyxyxxy22tan0 xyyx22tan122minmax2xyyx321,231minmax)(1zyxxE)(1xzyyE)(1yxzzEGyzyzGzxzxGxyxy)(1yxxE)(1xyyEGxyxy)(1211E)(1122E)(13211E)(11322E)(12133E321,11r)(3212r313r2132322214)()()(21r组合变形组合变形zzNtWMAFmaxmax,zzNcWMAFmaxmax, tzzNtWMAFmaxmax,czzNcWMAFmaxmax

14、, 221TMW2231TMWr 2275. 01TMW22475. 01TMWr22zyMMM压杆稳定压杆稳定稳定性问题的研究稳定性问题的研究对于给定材料，首先求出对于给定材料，首先求出2ppEssabbsab或或li对于题目中的压杆，求其细长比：对于题目中的压杆，求其细长比：为反映不同支承影响的长度系数，为反映不同支承影响的长度系数，l为压杆长度，为压杆长度，i为为全面反映压杆横截面形状与尺寸的几何量。全面反映压杆横截面形状与尺寸的几何量。对于两端为固定铰支链的约束，对于两端为固定铰支链的约束，1对于一端固定另一端自由的细长压杆，对于一端固定另一端自由的细长压杆，2对于一端固定另一端为固定铰支链的细长杆，对于一端固定另一端为固定铰支链的细长杆，0.7对于两端固定的细长杆，对于两端固定的细长杆，0.5sp比较大小：比较大小：p