工程力學(xué)第1講緒論

工程力學(xué)第1講緒論2023/10/12工程力學(xué)第1講緒論第1講緒論、1-1、1-2、1-3、1-4

——工程力學(xué)教學(xué)計劃——收交作業(yè)、考核方式與比例——緒論——1－1、1－2、1-3、1-4教學(xué)基本要求與教學(xué)重點：【1】靜力學(xué)基本公理；【2】約束與約束反力（重點）。2工程力學(xué)第1講緒論工程力學(xué)教學(xué)計劃【72學(xué)時】序號內(nèi)容課時分配理論課習(xí)題課、實驗共計1第1章3142第2章223第3章224第4章4265第5章62（實驗）86第6章227第7章42（實驗）68第8章4269第9章62（實驗）810第10章42611第11章42612第12章62（實驗）813第13章4414總復(fù)習(xí)22（機(jī)動）415合計5319723工程力學(xué)第1講緒論收交作業(yè)、考核方式與比例【1】每周輪流交作業(yè)（按學(xué)號抽查）【2】考核方式與比例：平時成績（到課情況、作業(yè)按時完成與質(zhì)量及交納情況、課堂筆記課堂討論與課堂練習(xí)等）——占20％；實驗——占10％期末考試——占70％注：缺課3次以上，平時成績0分。實驗不做不得參加期末考試！4工程力學(xué)第1講緒論緒論：工程力學(xué)課程總論

理論力學(xué)（靜力學(xué)）工程力學(xué)

材料力學(xué)5工程力學(xué)第1講緒論工程力學(xué)問題無處不在工程力學(xué)在各工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。機(jī)械船舶現(xiàn)代建筑水利工程航空航天核電站6工程力學(xué)第1講緒論高層建筑與大型橋梁中的力學(xué)問題——桁架與剛架的受力分析；——靜定與超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析、變形分析與計算方法；——結(jié)構(gòu)物的載荷分析與按強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等要求進(jìn)行的結(jié)構(gòu)合理設(shè)計與優(yōu)化設(shè)計；——高層建筑的抗風(fēng)設(shè)計與地震反應(yīng)分析。7工程力學(xué)第1講緒論高層建筑8工程力學(xué)第1講緒論高層建筑與大型橋梁

浦東開發(fā)區(qū)9工程力學(xué)第1講緒論華西增地空中新農(nóng)村大樓

10工程力學(xué)第1講緒論高層建筑與大型橋梁中的力學(xué)問題11工程力學(xué)第1講緒論纜索與立柱12工程力學(xué)第1講緒論北京奧運會主體場館——鳥巢與水立方等現(xiàn)代建筑13工程力學(xué)第1講緒論2012倫敦奧林匹克主體育場

14工程力學(xué)第1講緒論倫敦碗

15工程力學(xué)第1講緒論船舶結(jié)構(gòu)與海洋工程中的力學(xué)問題船舶工程結(jié)構(gòu)中的一些主要力學(xué)問題——包括船舶穩(wěn)定性分析、推進(jìn)的運動與阻力分析、船舶與海洋結(jié)構(gòu)物的水動力學(xué)、靜動強(qiáng)度分析。海洋石油平臺面臨的力學(xué)問題更加復(fù)雜——除了上述問題外，還有海浪、臺風(fēng)襲擊、地震與海嘯等載荷引發(fā)的結(jié)構(gòu)物的運動、變形甚至破壞。16工程力學(xué)第1講緒論圖1-1中國“540”號海軍新型導(dǎo)彈護(hù)衛(wèi)艦

圖1-2“世滬”號貨船下水圖1-3美國“小鷹”號航空母艦

圖5氣墊船（最大航速140節(jié)）17工程力學(xué)第1講緒論艦載飛機(jī)在發(fā)動機(jī)和彈射器推力作用下從甲板上起飛

若已知推力和跑道可能長度，則需要多大的初速度和一定的時間隔后才能達(dá)到飛離甲板時的速度。

若已知初速度、一定的時間間隔后飛離甲板時的速度，則需要彈射器施加多大推力，或者確定需要多長的跑道。18工程力學(xué)第1講緒論海洋石油鉆井平臺19工程力學(xué)第1講緒論車輛與機(jī)械20工程力學(xué)第1講緒論我國高速列車——和諧號動車21工程力學(xué)第1講緒論大型水利工程設(shè)施長江三峽工程22工程力學(xué)第1講緒論航空航天中的力學(xué)問題23工程力學(xué)第1講緒論核電站的熱核反應(yīng)堆——安全殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計、抗地震與抗飛機(jī)撞擊的分析計算與設(shè)計。24工程力學(xué)第1講緒論計算機(jī)硬盤驅(qū)動器給定不變的角加速度，從啟動到正常運行所需的時間以及所需經(jīng)歷的轉(zhuǎn)數(shù)。已知轉(zhuǎn)臺的質(zhì)量及其分布，當(dāng)驅(qū)動器到達(dá)正常運行所需角速度時，驅(qū)動馬達(dá)的功率如何確定?25工程力學(xué)第1講緒論雷達(dá)跟蹤目標(biāo)怎樣在不同的時間間隔內(nèi)通過測量目標(biāo)與雷達(dá)之間的距離和雷達(dá)方位角才能準(zhǔn)確地測定目標(biāo)的速度和加速度？26工程力學(xué)第1講緒論棒球在被球棒擊打后，其速度的大小和方向發(fā)生了變化。如果已知這種變化即可確定球與棒的相互作用力。日常生活中的工程力學(xué)問題27工程力學(xué)第1講緒論日常生活中的工程力學(xué)問題28工程力學(xué)第1講緒論工程力學(xué)研究的兩大類問題【1】理論力學(xué)——研究物體(質(zhì)點、剛體模型）的運動（平衡條件），研究作用在物體上的力與運動之間的關(guān)系；【2】材料力學(xué)——研究物體（變形體模型）的變形，研究作用在物體上的力與變形之間的關(guān)系。（研究強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性問題）29工程力學(xué)第1講緒論工程力學(xué)的基本概念剛體平衡變形體變形桿件學(xué)好工程力學(xué)的方法：做題+思考30工程力學(xué)第1講緒論§1－1、§1－2、§1－3、§1－4教學(xué)基本要求與教學(xué)重點：【1】靜力學(xué)基本公理；【2】約束與約束反力（重點）。課外作業(yè)：習(xí)題1－131工程力學(xué)第1講緒論第一章

靜力學(xué)基礎(chǔ)和物體的受力分析

32工程力學(xué)第1講緒論第一節(jié)力和力系的基本概念力：物體間相互的機(jī)械作用，作用效果使物體的機(jī)械運動狀態(tài)發(fā)生改變．力的三要素：大小、方向、作用點.

力是矢量．一、力的概念力集中力分布力

q（N/m2）——載荷集度33工程力學(xué)第1講緒論力系：一群力.可分為：平面匯交（共點）力系，平面平行力系，平面力偶系，平面任意力系；空間匯交（共點）力系，空間平行力系，空間力偶系，空間任意力系．二、力系的概念如果一個力系對物體的作用是使物體處于平衡狀態(tài)，則此力系稱為平衡力系。

若兩個力系分別作用于一個物體上時其作用效應(yīng)相同，就說這兩個力系是等效力系。如果一個力和一個力系等效，則稱這個力是力系的合力，而將力系中的各個力稱作合力的分力。

34工程力學(xué)第1講緒論第二節(jié)靜力學(xué)基本公理公理1力的平行四邊形法則

作用在物體上同一點的兩個力，可以合成為一個合力。合力的作用點也在該點，合力的大小和方向，由這兩個力為邊構(gòu)成的平行四邊形的對角線確定，如圖所示。35工程力學(xué)第1講緒論公理2二力平衡條件

使剛體平衡的充分必要條件最簡單力系的平衡條件作用在剛體上的兩個力，使剛體保持平衡的必要和充分條件是：這兩個力的大小相等，方向相反，且作用在同一直線上。36工程力學(xué)第1講緒論剛化原理柔性體（受拉力平衡）剛化為剛體（仍平衡）反之不一定成立，因?qū)傮w平衡的充分必要條件，對變形體是必要的但非充分的．剛體（受壓平衡）柔性體（受壓不能平衡）

變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變形體剛化為剛體，其平衡狀態(tài)保持不變。37工程力學(xué)第1講緒論在兩個力作用下處于平衡的物體稱為二力體；若為桿件，則稱為二力桿。二力桿根據(jù)二力平衡公理可知，作用在二力體上的兩個力，它們必通過兩個力作用點的連線（與桿件的形狀無關(guān)），且等值、反向。38工程力學(xué)第1講緒論公理3

加減平衡力系原理推論1力的可傳性作用在剛體上的力的三要素為大小、方向和作用線，是滑動矢量．

在已知力系上加上或減去任意的平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用。

作用于剛體上某點的力，可以沿著它的作用線移到剛體內(nèi)任意一點，并不改變該力對剛體的作用。39工程力學(xué)第1講緒論推論2

三力平衡匯交定理平衡時必與共線則三力必匯交O點，且共面．

作用于剛體上三個相互平衡的力，若其中兩個力的作用線匯交于一點，則此三力必在同一平面內(nèi)，且第三個力的作用線通過匯交點。40工程力學(xué)第1講緒論公理4

作用和反作用定律作用力和反作用力總是同時存在，同時消失，等值、反向、共線，作用在相互作用的兩個物體上．在畫物體受力圖時要注意此公理的應(yīng)用．41工程力學(xué)第1講緒論第三節(jié)力的合成與分解一、力的合成

力的合成的本質(zhì)就在于保證作用效果相同的前提下，用一個力的作用代替幾個力的作用，這個力就是那幾個力的“等效力”（合力）。

|F1－F2|≤FR≤

F1＋F2

42工程力學(xué)第1講緒論二、力的分解力的分解遵循平行四邊形法則，力的分解相當(dāng)于已知對角線求鄰邊。

F1F2FO43工程力學(xué)第1講緒論約束：對非自由體的位移起限制作用的物體.約束反力：約束對非自由體的作用力．約束反力大小——待定方向——與該約束所能阻礙的位移方向相反作用點——接觸處第四節(jié)約束與約束反力主動力：重力、推力、機(jī)械的動力和載荷．44工程力學(xué)第1講緒論1、柔體約束柔體只能受拉力，又稱張力.用表示．柔體對物體的約束力沿著柔索背離被約束物體．工程常見的約束G45工程力學(xué)第1講緒論膠帶對輪的約束力沿輪緣的切線方向，為拉力．46工程力學(xué)第1講緒論2、光滑接觸面約束光滑接觸面對非自由體的約束力，作用在接觸點處；方向沿接觸處的公法線并指向受力物體，故稱為法向約束力，用表示．47工程力學(xué)第1講緒論48工程力學(xué)第1講緒論3、圓柱鉸鏈約束（徑向軸承、圓柱鉸鏈、固定鉸鏈支座等）（1）徑向軸承（向心軸承）約束特點：軸在軸承孔內(nèi)，軸為非自由體、軸承孔為約束．49工程力學(xué)第1講緒論約束力：當(dāng)不計摩擦?xí)r，軸與孔在接觸為光滑接觸約束——法向約束力．約束力作用在接觸處，沿徑向指向軸心．當(dāng)外界載荷不同時，接觸點會變，則約束力的大小與方向均有改變．可用二個通過軸心的正交分力表示．50工程力學(xué)第1講緒論（2）光滑圓柱鉸鏈約束特點：由兩個各穿孔的構(gòu)件及圓柱銷釘組成，如剪刀．51工程力學(xué)第1講緒論約束力：光滑圓柱鉸鏈：亦為孔與軸的配合問題，與軸承一樣，可用兩個正交分力表示．其中有作用與反作用關(guān)系

一般不必分析銷釘受力，當(dāng)要分析時，必須把銷釘單獨取出．52工程力學(xué)第1講緒論銷釘受力與構(gòu)件固連受力圖銷釘單獨取出受力圖53工程力學(xué)第1講緒論（3）

固定鉸鏈支座約束特點：由圓柱鉸鏈中的構(gòu)件1或2之一與地面或機(jī)架固定而成．約束力：與圓柱鉸鏈相同以上三種約束（徑向軸承、光滑圓柱鉸鏈、固定鉸鏈支座）其約束特性相同，均為軸與孔的配合問題，都可稱作光滑鉸鏈約束．54工程力學(xué)第1講緒論4、其它類型約束（1）可動鉸支座（滾動支座）約束特點：在上述固定鉸支座與光滑固定平面之間裝有光滑輥軸而成．約束力：構(gòu)件受到⊥光滑面的約束力．55工程力學(xué)第1講緒論（2）鏈桿約束兩端各以鉸鏈與其他物體相連接且在中間不再受力（包括物體本身的自重）的直桿稱為鏈桿。這種約束對物體的約束反力沿著鏈桿兩端鉸結(jié)點的連線，其方向或指向物體（即為壓力），或背離物體（即為拉力）。

56工程力學(xué)第1講緒論(3)球鉸鏈約束特點：通過球與球殼將構(gòu)件連接，構(gòu)件可以繞球心任意轉(zhuǎn)動，但構(gòu)件與球心不能有任何移動．約束力：當(dāng)忽略摩擦?xí)r，球與球座亦是光滑約束問題．約束力通過接觸點,并指向球心,是一個不能預(yù)先確定的空間力.可用三個正交分力表示．57工程力學(xué)第1講緒論（4）止推軸承約束特點：止推軸承比徑向軸承多一個軸向的位移限制．約束力：比徑向軸承多一個軸向的約束反力，亦有三個正交分力．58工程力學(xué)第1講緒論（5）固定支座（固定端約束）59工程力學(xué)第1講緒論小結(jié)靜力學(xué)基本公理——公理1力的平行四邊形法則；公理2二力平衡條件；公理3加減平衡力系原理；【含兩個推理】公理4作用和反作用定律；60工程力學(xué)第1講緒論（1）柔體