工程力学课程总论课件

1、2020/9/16,1,杨丽 Tel.:E-mail: QQ：185706242 Add.: 二教208,2020/9/16,2,工程力学 材料力学 热力学 弹性力学 塑性力学 板壳力学 断裂力学 连续介质力学 界面力学 流体力学 爆炸力学 .,力学,2020/9/16,3,工程力学()课程简介,学习内容：工程静力学 材料力学 适用专业：测控技术与仪器 学时：48学时 考试方式：闭卷 考试时间：120分钟 期终成绩：考试成绩(80%)+平时成绩(20%),2020/9/16,4,赵诒枢，工程力学(静力学与材料力学)习题详解，华中科技大学出版社，2006年。 顾赫宁，工

2、程力学概要与习题解答，华南理工大学出版社，2001年。 蔡乾煌，工程力学精要与典型例题讲解，清华大学出版社，2005年。 范钦珊，工程力学学习指导与解题指南，清华大学出版社，2007年。,学习参考书：,2020/9/16,5,学习建议,老师在教学过程中，主要引导思维， 不要代替思维，更不要窒息思维。 同学们在学习过程中，需要积极思维， 不要被动思维，更不要拒绝思维。,2020/9/16,6,工程力学课程总论,工程力学课程内容及作用 工程力学的研究模型 工程力学课程的分析方法,2020/9/16,7,1) 20世纪以前，在力学知识的积累、应用 和完善的基础上，渐形成和发展起来的蒸汽机、内燃机、铁

3、路、桥梁、舰船、兵器等大型工业推动了近代科学技术和社会的进步。,工程力学课程内容及作用,2020/9/16,8,2) 20世纪中，一些高科技及其在各工业领域的应用与力学特别是工程力学的指导密不可分。,上海南浦大桥,上海金茂大厦,2020/9/16,9,垮塌前的彩虹桥,垮塌后的彩虹桥,1999年1月4日，我国重庆市綦江县彩虹桥发生垮塌，造成： 40人死亡； 14人受伤； 直接经济损失631万元。,2020/9/16,10,海洋石油钻井平台,2020/9/16,11,大型水利工程设施,长江三峡工程,2020/9/16,12,航空航天领域,和平号空间站,哥伦比亚号,我国火箭家族,2020/9/16,

4、13,东方航空公司客机成功迫降,2020/9/16,14,机长 倪介详,前起落架锁连杆 安装螺栓(销子)意外断裂,2020/9/16,15,日常生活中的工程力学问题,2020/9/16,16,人跑步时脚上的力量有多大？,2020/9/16,17,日常生活中的工程力学问题,2020/9/16,18,工程静力学,材 料 力 学,工程力学内容,研究作用在平衡物体上的力及其相互关系。,研究在外力作用下，工程构件内部将产生什么力，这些力是怎样分布的，将发生什么样的变形等。,刚体,变形体,2020/9/16,19,几个基础概念：,失效(failure)或破坏,工程构件在外力作用下丧失正常功能的现象。,(1

5、) 强度失效(failure by lost strength) 指构件在外力作用下发生不可恢复的塑性变形或发生断裂。 (2) 刚度失效(failure by lost rigidity) 指构件在外力作用下产生过量的弹性变形。 (3) 稳定失效(failure by lost stability) 指构件在某种外力作用下，其平衡形式发生突然转变。,失效类型：,2020/9/16,20,工程设计任务之一就是保证构件在确定的外力作用下正常工作而不发生强度失效、刚度失效和稳定失效。 即保证构件具有足够的强度(strength)、刚度(rigidity)和稳定性(stability)。,强度 是指构

6、件受力后不能发生破坏或不产生不可恢复的变形的能力。 刚度 是指构件受力后不能发生超过工程允许的弹性变形的能力。 稳定 是指构件在受到压缩载荷作用下，保持平衡形式不能发生突然转变的能力。,2020/9/16,21,强度问题举例,2020/9/16,22,刚度问题举例,2020/9/16,23,稳定性问题举例,2020/9/16,24,某构件受力后，由于塑性屈服引起塑性变形而导致其丧失正常工作能力。试问这种情况是属于强度、刚度、还是稳定性问题？,解答：构件受力后，因塑性屈服引起塑性变形，是构件破坏的一种形式。因此，属于强度问题。刚度问题中的变形，一般是指弹性变形。稳定性问题中的原有平衡形态，是指与

7、所受外力相应的变形形式下的平衡形态。,2020/9/16,25,为了顺利完成工程设计任务，需要进行以下几方面的工作： 分析并确定构件所受的各种外力的大小和方向； 研究在外力作用下构件的内部受力、变形和失效的规律； 提出保证构件具有足够的强度、刚度和稳定性的设计准则和设计方法。,2020/9/16,26,工程力学的研究模型,几个基础概念：,变形体(Deformation Body)：指工程构件受力后，其几何形状和几何尺寸都要发生改变，这种改变称为变形，这样的构件就称为变形体。 刚体(Rigid Body)：在大多数情况下，构件受力后的变形可以忽略，这种将变形体简化为不变形的刚体。 在实际应用中，

8、要根据具体情况来确定某受力构件的类型。,2020/9/16,27,工程构件按其几何尺寸分类：,若构件在某一方向上的尺寸比其余两个方向的尺寸大得多，则称为杆(bar)。梁(beam)、轴(shaft)、柱(column)等均属于杆类构件。,若构件在三个方向上具有同一量级尺寸，则称为块体(body)。,若构件在某一方向上的尺寸比其余两个方向的尺寸小得多，为平面状者称为板(plant)；为曲面状者称为壳(shells)。,本课程仅以等截面直杆(简称等直杆)作为研究对象。,2020/9/16,28,模 型 实际物体的合理抽象与简化; 实际工作状态的合理抽象与简化; 实际问题的合理抽象与简化。, 物体模

9、型质点与质点系统 当所研究的物体运动范围远远超过其本身的几何尺寸时，物体的形状和大小对运动的影响很小，这时可以将其抽象为只有质量而无体积的质点。,2020/9/16,29,研 究飞机的 运动轨迹时，飞 机可视为质点。,2020/9/16,30,研究卫星运动轨道时,卫星可视为质点；但研究卫星姿态控制时，则不能视为质点。,2020/9/16,31,工作状态的模型刚体与变形体 研究运动时忽略极小的变形刚体; 刚体不发生变形是在特定条件下的一种简化。 研究物体的变形和内部受力规律时，则必须考虑变形变形体。,2020/9/16,32,问题模型 - 视所研究的问题性质而定,例如，船舶设计中，船体各部分涉及

10、的问题一般各不相同。但在总体设计中可将巨浪中的船体视为两个浪峰上的梁。,2020/9/16,33,工程力学课程的分析方法,工程静力学,研究对象是刚体。 所要研究的问题是确定构件的受力。 所采用的方法是平衡的方法。,材料力学,研究对象是变形体。 所要研究的问题是在外力作用下，构件产生的变形和应力变化。 关键是要学会分析变形，分析内力和应力，并解决工程设计中的强度、刚度和稳定性问题。,2020/9/16,34,(1) 理论分析方法 20世纪初，探索新设计、新结构。,(2)实验方法具体设计的实验验证,2020/9/16,35,飞机静载试验,2020/9/16,36,(3)计算机方法现代计算技术与计算机应用。,2020/9/16,37,飞鸟与空中客车机翼相撞,2020/9/16,38,运动中的乒乓球尾流,2020/9/16,39,人造骨骼,2020/9/16,40,橡胶轮胎,2020