《工程力学》课件-00绪论

0绪论1生活中的力学图1原始人狩猎图2河姆渡“干栏式”建筑，类似吊脚楼图3砖混结构

图4框架剪力结构1生活中的力学

图5省力菜刀图6常规菜刀图7省力剪刀

图8常规剪刀2工程中的力学

图11鸟巢图12航天飞船图13动车图14带轮传动图15齿轮传动应该考虑的力学问题如果没有及时检测，将会产生灾难21986年1月28号，美国挑战者号航天飞机升空，仅仅1分12秒发生爆炸。原因何在？经过美国太空总署的调查发现，导致这起事故的罪魁祸首居然是一个小小的橡皮圈，原来在研制这个橡皮圈的时候，没有考虑到温度对材料的力学特性的影响，这个橡皮圈的失效实际上就是它力学性能的失效(材料的力学性能)。应该考虑的力学问题如果没有及时检测，将会产生灾难32012年12月18日，某钢铁公司炼钢厂一炼钢分厂内发生铁水包倾翻，约1600℃的铁水倾倒至车间地面。事故致使两名正在作业的工人当场死亡，另有13人受伤。其中一名保洁人员当场气管被高温空气烫熟。经过调查发现，导致这起事故的罪魁祸首居然是一个小小的螺栓，由于使用过久，磨损严重，在倾倒时断裂，导致该事故。应该考虑的力学问题如果没有及时检测，将会产生灾难1如1998年6月3号，让德国人引以为豪的从慕尼黑开往汉堡的城际特快列车突然出轨，造成102人死亡，88人重伤。为什么会造成这个事故呢?调查发现，防止车轮跑出的卡箍，发生了破坏，当火车穿过高速公路桥梁的时候，破坏的卡箍碰到桥梁，产生一个侧向力引起火车出轨，切断了高速公路的桥的桥墩，导致高速公路下塌，压住车厢，造成惨剧。(卡箍所发生的破坏正是力学中的疲劳断裂)。问题类型第Ⅰ类基本问题——让学生直接看书稍微思考即能解决第Ⅱ类重点问题——得联系其他课程的相关基础知识才能解决

第Ⅲ类难点问题——在彻底解决前面两类问题的基础上，才能准确分析解决工程力学的内容工程力学的内容极其广泛，包含刚体力学，固体力学，流体力学等，其中刚体力学又分为静力学和运动动力学，固体力学一般包括材料力学、弹性力学、塑性力学等部分，工程力学的内容本书主要指静力学和材料力学，其中：静力学（analysisofengineering）——静力学——研究物体平衡的一般规律，包括物体的受力分析、力系的简化方法、力系的平衡条件。材料力学(mechanicsofmaterials)——研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。研究对象本书主要指刚体和变形体。刚体——在受力情况下，尺寸和形状都保持不变的工程构件，如杆、梁、轴、柱、板、壳及块等，见下图所示。这是理想化的情况。变形体——受力时，几何形状和尺寸都发生变化的工程构件。当研究力和变形规律时，变形即使很小也不能忽略，当研究平衡问题时，大部分情形下可将变形体视为刚体进行研究。梁直杆

块

变截面杆柱件

板件

壳体

曲杆轴研究任务具体到工程构件，主要通过静力学分析研究其受力状况，再通过材料力学进行由外而内的分析，确定构件的尺寸、形状及最大载荷等，同时以防其发生失效或破坏。这种失效主要有强度失效、刚度失效、稳定失效和疲劳破坏等。强度失效（failurebyloststrength刚度失效稳定失效疲劳失效因此，从构件功能角度来说，工程力学对工程实践的贡献，在于以下三个方面受力分析，确定构成所受的外部荷载；研究构件在外力作用下引起的内力、变形和失效的规律；确定构件不发生失效，即确保足够强度、刚度和稳定性的准则。失效案例拉断的钢轴过量变形的钢钉压杆失稳机械疲劳裂纹被超高载重车拉断的限高梁失效实例超载事故1超载事故2工程力学对工程实践的贡献从构件功能角度来说，工程力学对工程实践的贡献，在于以下三个方面：受力分析，确定构成所受的外部荷载；研究构件在外力作用下引起的内力、变形和失效的规律；确定构件不发生失效，即确保足够强度、刚度和稳定性的准则。研究方法理论推导——也就是对构件进行受力平衡分析，由外而内，确定其危险面、危险点，再根据失效准则，从理论方面确定许可载荷、截面设计、安全性。实验分析——通过专门的仪器测定材料的性能参数，如弹性模量、泊松比以及物性关系等，进行综合性和研究性实验，以验证基本工程力学的基本理论应用于实际工程问题的正确性，尤其确定适用范围。同时，当工程问题模型非常复杂，基本理论难以解决时，可通过实验建立合适的简化模型，为理论分析提供必要的基础。计算机仿真——借助仿真软件如Matlab、Ansys、Maple以及Mathe