工程力学第1讲绪论

工程力学第1讲绪论2023/10/12工程力学第1讲绪论第1讲绪论、1-1、1-2、1-3、1-4

——工程力学教学计划——收交作业、考核方式与比例——绪论——1－1、1－2、1-3、1-4教学基本要求与教学重点：【1】静力学基本公理；【2】约束与约束反力（重点）。2工程力学第1讲绪论工程力学教学计划【72学时】序号内容课时分配理论课习题课、实验共计1第1章3142第2章223第3章224第4章4265第5章62（实验）86第6章227第7章42（实验）68第8章4269第9章62（实验）810第10章42611第11章42612第12章62（实验）813第13章4414总复习22（机动）415合计5319723工程力学第1讲绪论收交作业、考核方式与比例【1】每周轮流交作业（按学号抽查）【2】考核方式与比例：平时成绩（到课情况、作业按时完成与质量及交纳情况、课堂笔记课堂讨论与课堂练习等）——占20％；实验——占10％期末考试——占70％注：缺课3次以上，平时成绩0分。实验不做不得参加期末考试！4工程力学第1讲绪论绪论：工程力学课程总论

理论力学（静力学）工程力学

材料力学5工程力学第1讲绪论工程力学问题无处不在工程力学在各工业领域有着广泛的应用。机械船舶现代建筑水利工程航空航天核电站6工程力学第1讲绪论高层建筑与大型桥梁中的力学问题——桁架与刚架的受力分析；——静定与超静定结构的内力分析、变形分析与计算方法；——结构物的载荷分析与按强度、刚度、稳定性等要求进行的结构合理设计与优化设计；——高层建筑的抗风设计与地震反应分析。7工程力学第1讲绪论高层建筑8工程力学第1讲绪论高层建筑与大型桥梁

浦东开发区9工程力学第1讲绪论华西增地空中新农村大楼

10工程力学第1讲绪论高层建筑与大型桥梁中的力学问题11工程力学第1讲绪论缆索与立柱12工程力学第1讲绪论北京奥运会主体场馆——鸟巢与水立方等现代建筑13工程力学第1讲绪论2012伦敦奥林匹克主体育场

14工程力学第1讲绪论伦敦碗

15工程力学第1讲绪论船舶结构与海洋工程中的力学问题船舶工程结构中的一些主要力学问题——包括船舶稳定性分析、推进的运动与阻力分析、船舶与海洋结构物的水动力学、静动强度分析。海洋石油平台面临的力学问题更加复杂——除了上述问题外，还有海浪、台风袭击、地震与海啸等载荷引发的结构物的运动、变形甚至破坏。16工程力学第1讲绪论图1-1中国“540”号海军新型导弹护卫舰

图1-2“世沪”号货船下水图1-3美国“小鹰”号航空母舰

图5气垫船（最大航速140节）17工程力学第1讲绪论舰载飞机在发动机和弹射器推力作用下从甲板上起飞

若已知推力和跑道可能长度，则需要多大的初速度和一定的时间隔后才能达到飞离甲板时的速度。

若已知初速度、一定的时间间隔后飞离甲板时的速度，则需要弹射器施加多大推力，或者确定需要多长的跑道。18工程力学第1讲绪论海洋石油钻井平台19工程力学第1讲绪论车辆与机械20工程力学第1讲绪论我国高速列车——和谐号动车21工程力学第1讲绪论大型水利工程设施长江三峡工程22工程力学第1讲绪论航空航天中的力学问题23工程力学第1讲绪论核电站的热核反应堆——安全壳的结构设计、抗地震与抗飞机撞击的分析计算与设计。24工程力学第1讲绪论计算机硬盘驱动器给定不变的角加速度，从启动到正常运行所需的时间以及所需经历的转数。已知转台的质量及其分布，当驱动器到达正常运行所需角速度时，驱动马达的功率如何确定?25工程力学第1讲绪论雷达跟踪目标怎样在不同的时间间隔内通过测量目标与雷达之间的距离和雷达方位角才能准确地测定目标的速度和加速度？26工程力学第1讲绪论棒球在被球棒击打后，其速度的大小和方向发生了变化。如果已知这种变化即可确定球与棒的相互作用力。日常生活中的工程力学问题27工程力学第1讲绪论日常生活中的工程力学问题28工程力学第1讲绪论工程力学研究的两大类问题【1】理论力学——研究物体(质点、刚体模型）的运动（平衡条件），研究作用在物体上的力与运动之间的关系；【2】材料力学——研究物体（变形体模型）的变形，研究作用在物体上的力与变形之间的关系。（研究强度、刚度、稳定性问题）29工程力学第1讲绪论工程力学的基本概念刚体平衡变形体变形杆件学好工程力学的方法：做题+思考30工程力学第1讲绪论§1－1、§1－2、§1－3、§1－4教学基本要求与教学重点：【1】静力学基本公理；【2】约束与约束反力（重点）。课外作业：习题1－131工程力学第1讲绪论第一章

静力学基础和物体的受力分析

32工程力学第1讲绪论第一节力和力系的基本概念力：物体间相互的机械作用，作用效果使物体的机械运动状态发生改变．力的三要素：大小、方向、作用点.

力是矢量．一、力的概念力集中力分布力

q（N/m2）——载荷集度33工程力学第1讲绪论力系：一群力.可分为：平面汇交（共点）力系，平面平行力系，平面力偶系，平面任意力系；空间汇交（共点）力系，空间平行力系，空间力偶系，空间任意力系．二、力系的概念如果一个力系对物体的作用是使物体处于平衡状态，则此力系称为平衡力系。

若两个力系分别作用于一个物体上时其作用效应相同，就说这两个力系是等效力系。如果一个力和一个力系等效，则称这个力是力系的合力，而将力系中的各个力称作合力的分力。

34工程力学第1讲绪论第二节静力学基本公理公理1力的平行四边形法则

作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定，如图所示。35工程力学第1讲绪论公理2二力平衡条件

使刚体平衡的充分必要条件最简单力系的平衡条件作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。36工程力学第1讲绪论刚化原理柔性体（受拉力平衡）刚化为刚体（仍平衡）反之不一定成立，因对刚体平衡的充分必要条件，对变形体是必要的但非充分的．刚体（受压平衡）柔性体（受压不能平衡）

变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，其平衡状态保持不变。37工程力学第1讲绪论在两个力作用下处于平衡的物体称为二力体；若为杆件，则称为二力杆。二力杆根据二力平衡公理可知，作用在二力体上的两个力，它们必通过两个力作用点的连线（与杆件的形状无关），且等值、反向。38工程力学第1讲绪论公理3

加减平衡力系原理推论1力的可传性作用在刚体上的力的三要素为大小、方向和作用线，是滑动矢量．

在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。

作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。39工程力学第1讲绪论推论2

三力平衡汇交定理平衡时必与共线则三力必汇交O点，且共面．

作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则此三力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。40工程力学第1讲绪论公理4

作用和反作用定律作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，等值、反向、共线，作用在相互作用的两个物体上．在画物体受力图时要注意此公理的应用．41工程力学第1讲绪论第三节力的合成与分解一、力的合成

力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下，用一个力的作用代替几个力的作用，这个力就是那几个力的“等效力”（合力）。

|F1－F2|≤FR≤

F1＋F2

42工程力学第1讲绪论二、力的分解力的分解遵循平行四边形法则，力的分解相当于已知对角线求邻边。

F1F2FO43工程力学第1讲绪论约束：对非自由体的位移起限制作用的物体.约束反力：约束对非自由体的作用力．约束反力大小——待定方向——与该约束所能阻碍的位移方向相反作用点——接触处第四节约束与约束反力主动力：重力、推力、机械的动力和载荷．44工程力学第1讲绪论1、柔体约束柔体只能受拉力，又称张力.用表示．柔体对物体的约束力沿着柔索背离被约束物体．工程常见的约束G45工程力学第1讲绪论胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力．46工程力学第1讲绪论2、光滑接触面约束光滑接触面对非自由体的约束力，作用在接触点处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故称为法向约束力，用表示．47工程力学第1讲绪论48工程力学第1讲绪论3、圆柱铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、固定铰链支座等）（1）径向轴承（向心轴承）约束特点：轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔为约束．49工程力学第1讲绪论约束力：当不计摩擦时，轴与孔在接触为光滑接触约束——法向约束力．约束力作用在接触处，沿径向指向轴心．当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小与方向均有改变．可用二个通过轴心的正交分力表示．50工程力学第1讲绪论（2）光滑圆柱铰链约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成，如剪刀．51工程力学第1讲绪论约束力：光滑圆柱铰链：亦为孔与轴的配合问题，与轴承一样，可用两个正交分力表示．其中有作用与反作用关系

一般不必分析销钉受力，当要分析时，必须把销钉单独取出．52工程力学第1讲绪论销钉受力与构件固连受力图销钉单独取出受力图53工程力学第1讲绪论（3）

固定铰链支座约束特点：由圆柱铰链中的构件1或2之一与地面或机架固定而成．约束力：与圆柱铰链相同以上三种约束（径向轴承、光滑圆柱铰链、固定铰链支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合问题，都可称作光滑铰链约束．54工程力学第1讲绪论4、其它类型约束（1）可动铰支座（滚动支座）约束特点：在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑辊轴而成．约束力：构件受到⊥光滑面的约束力．55工程力学第1讲绪论（2）链杆约束两端各以铰链与其他物体相连接且在中间不再受力（包括物体本身的自重）的直杆称为链杆。这种约束对物体的约束反力沿着链杆两端铰结点的连线，其方向或指向物体（即为压力），或背离物体（即为拉力）。

56工程力学第1讲绪论(3)球铰链约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球心任意转动，但构件与球心不能有任何移动．约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题．约束力通过接触点,并指向球心,是一个不能预先确定的空间力.可用三个正交分力表示．57工程力学第1讲绪论（4）止推轴承约束特点：止推轴承比径向轴承多一个轴向的位移限制．约束力：比径向轴承多一个轴向的约束反力，亦有三个正交分力．58工程力学第1讲绪论（5）固定支座（固定端约束）59工程力学第1讲绪论小结静力学基本公理——公理1力的平行四边形法则；公理2二力平衡条件；公理3加减平衡力系原理；【含两个推理】公理4作用和反作用定律；60工程力学第1讲绪论（1）柔体