工程力學(xué)吉林大學(xué)課件

工程力學(xué)吉林大學(xué)經(jīng)典課件目錄contents工程力學(xué)概述靜力學(xué)基礎(chǔ)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)材料力學(xué)彈性力學(xué)工程力學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展工程力學(xué)概述01CATALOGUE工程力學(xué)的定義、特點(diǎn)總結(jié)詞工程力學(xué)是一門研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律和力的作用的科學(xué)，它廣泛應(yīng)用于各種工程領(lǐng)域。其主要特點(diǎn)包括：具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性，涉及到各種實(shí)際問題的解決；需要綜合運(yùn)用理論和實(shí)踐知識(shí)，對(duì)問題進(jìn)行分析和解決；涉及到多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，如物理、數(shù)學(xué)等，需要具備廣泛的知識(shí)基礎(chǔ)。詳細(xì)描述工程力學(xué)的定義與特點(diǎn)工程力學(xué)的重要性工程力學(xué)的重要性總結(jié)詞工程力學(xué)在工程領(lǐng)域中具有非常重要的地位和作用。它是工程設(shè)計(jì)和建設(shè)的基礎(chǔ)，為各種工程結(jié)構(gòu)和機(jī)械的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和承載能力提供理論支持。同時(shí)，工程力學(xué)也是科技創(chuàng)新的重要推動(dòng)力量，為新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo)。此外，工程力學(xué)對(duì)于保障工程安全、提高工程質(zhì)量、降低工程成本等方面也具有重要意義。詳細(xì)描述總結(jié)詞基本假設(shè)、原理詳細(xì)描述工程力學(xué)的基本假設(shè)包括連續(xù)性假設(shè)、均勻性假設(shè)、各向同性假設(shè)等，這些假設(shè)為工程力學(xué)的研究提供了基礎(chǔ)。同時(shí)，工程力學(xué)也有一系列的基本原理，如牛頓第三定律、動(dòng)量守恒定律、角動(dòng)量守恒定律等，這些原理是工程力學(xué)理論體系的重要組成部分，為解決實(shí)際問題提供了重要的指導(dǎo)和依據(jù)。工程力學(xué)的基本假設(shè)與原理靜力學(xué)基礎(chǔ)02CATALOGUE研究物體在力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)的規(guī)律。靜力學(xué)力是物體之間的相互作用，具有大小、方向和作用點(diǎn)三個(gè)要素。力的概念物體相對(duì)于地球靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。平衡狀態(tài)物體在平衡狀態(tài)下，其上所有力的矢量和為零。平衡方程靜力學(xué)的基本概念將兩個(gè)或多個(gè)力合成為一個(gè)力的過程。力的合成將一個(gè)力分解為兩個(gè)或多個(gè)分力的過程。力的分解表示力合成與分解的幾何關(guān)系。平行四邊形法則將力分解到相互垂直的兩個(gè)方向上，便于計(jì)算。正交分解法力的合成與分解平衡條件根據(jù)物體的受力情況建立平衡條件的數(shù)學(xué)表達(dá)式。平衡方程二力平衡條件三力平衡條件01020403物體在三個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)的條件。物體在平衡狀態(tài)下，其上所有力的矢量和為零。物體在兩個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)的條件。平衡條件與平衡方程在外力作用下形狀和大小均不發(fā)生變化的物體。剛體剛體的平衡條件平面力系下剛體的平衡空間力系下剛體的平衡剛體上所有力的矢量和為零。研究剛體在平面力系作用下的平衡問題。研究剛體在空間力系作用下的平衡問題。剛體的平衡動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)03CATALOGUE描述質(zhì)點(diǎn)在空間中的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，包括位移、速度和加速度等。質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)研究剛體的平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和復(fù)合運(yùn)動(dòng)，以及剛體上各點(diǎn)的速度和加速度。剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)和剛體的運(yùn)動(dòng)描述物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量，與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。動(dòng)能物體由于位置或彈性形變而具有的能量，如重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。勢(shì)能動(dòng)能與勢(shì)能03第三定律對(duì)于每一作用力，總存在一個(gè)大小相等、方向相反的反作用力。01第一定律物體會(huì)保持其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，除非受到外力作用。02第二定律物體會(huì)以恒定的加速度改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，除非受到外力作用。牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓第二定律F=ma，其中F表示作用力，m表示質(zhì)量，a表示加速度。動(dòng)力學(xué)方程的建立根據(jù)牛頓第二定律和已知的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，建立描述物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的微分方程。初始條件和邊界條件確定物體運(yùn)動(dòng)的初始狀態(tài)和邊界條件，以求解動(dòng)力學(xué)方程。動(dòng)力學(xué)方程材料力學(xué)04CATALOGUE描述材料在外力作用下形狀改變的性質(zhì)。彈性材料在去除外力后能恢復(fù)原狀，而塑性材料則永久變形。彈性與塑性強(qiáng)度描述材料抵抗斷裂的能力，而塑性描述材料在斷裂前可承受的變形量。強(qiáng)度與塑性硬度描述材料表面抵抗刻劃或壓入的能力，而韌性描述材料抵抗沖擊和吸收能量的能力。硬度與韌性描述材料在長時(shí)間重復(fù)應(yīng)力下的行為，是工程設(shè)計(jì)中必須考慮的重要因素。疲勞與蠕變材料的基本性質(zhì)軸向拉伸與壓縮描述材料在軸向拉力或壓力作用下的行為，涉及應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系。拉伸與壓縮實(shí)驗(yàn)通過實(shí)驗(yàn)測定材料的拉伸與壓縮性能，如彈性模量、泊松比等。應(yīng)力集中描述外力作用下材料中應(yīng)力分布不均勻的現(xiàn)象，是導(dǎo)致斷裂的重要原因。圣維南原理一個(gè)簡單的應(yīng)力分布改變只能影響其附近區(qū)域，而對(duì)遠(yuǎn)處區(qū)域的影響可忽略不計(jì)。拉伸與壓縮剪切應(yīng)力與剪切應(yīng)變描述材料在剪切力作用下的行為，涉及剪切應(yīng)力和剪切應(yīng)變的關(guān)系。扭轉(zhuǎn)變形與扭矩描述材料在扭矩作用下的行為，涉及扭矩和扭轉(zhuǎn)變形的關(guān)系。梁的剪切與扭轉(zhuǎn)分析梁在剪切和扭矩作用下的應(yīng)力分布和變形情況。剪切中心與扭矩中心分析具有對(duì)稱截面的桿件在剪切和扭矩作用下的平衡問題。剪切與扭轉(zhuǎn)彎曲應(yīng)力描述材料在彎曲載荷作用下的應(yīng)力分布，涉及正應(yīng)力和剪切應(yīng)力。彎曲實(shí)驗(yàn)通過實(shí)驗(yàn)測定材料的彎曲性能，如彎曲模量、剪切模量等。梁的彎曲變形分析梁在彎曲載荷作用下的變形情況，涉及撓度和轉(zhuǎn)角。歐拉公式與伯努利定理分析細(xì)長梁在橫向載荷作用下的穩(wěn)定性問題，涉及臨界載荷和失穩(wěn)形態(tài)。彎曲彈性力學(xué)05CATALOGUE

彈性力學(xué)的基本概念彈性力學(xué)定義彈性力學(xué)是一門研究物體在彈性極限內(nèi)變形和應(yīng)力的學(xué)科。彈性與塑性彈性力學(xué)主要關(guān)注物體在受力后能夠恢復(fù)原狀的性質(zhì)，而塑性力學(xué)則關(guān)注物體受力后發(fā)生的不可逆變形。應(yīng)力與應(yīng)變應(yīng)力描述了物體內(nèi)部單位面積上的力，而應(yīng)變描述了物體形狀的改變。平衡方程描述了物體內(nèi)部力的平衡條件，即合力為零。本構(gòu)方程描述了應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系，即材料的力學(xué)性質(zhì)。幾何方程描述了物體在受力后形狀的改變，即應(yīng)變與位移的關(guān)系。彈性力學(xué)的基本方程橋梁的受力分析、穩(wěn)定性評(píng)估和優(yōu)化設(shè)計(jì)都需要應(yīng)用彈性力學(xué)的基本原理和方法。橋梁設(shè)計(jì)高層建筑、大跨度結(jié)構(gòu)等復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)的分析、設(shè)計(jì)和優(yōu)化都需要彈性力學(xué)的支持。建筑結(jié)構(gòu)機(jī)械零件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性分析都需要應(yīng)用彈性力學(xué)的知識(shí)。機(jī)械零件彈性力學(xué)的應(yīng)用實(shí)例工程力學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展06CATALOGUE工程力學(xué)在建筑設(shè)計(jì)、施工和結(jié)構(gòu)分析中發(fā)揮著重要作用，確保建筑物的安全性和穩(wěn)定性。建筑領(lǐng)域工程力學(xué)在機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行過程中，用于分析機(jī)械部件的受力情況和優(yōu)化設(shè)計(jì)。機(jī)械制造領(lǐng)域工程力學(xué)在航空器和航天器的設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行中，涉及空氣動(dòng)力學(xué)、推進(jìn)力學(xué)和結(jié)構(gòu)分析等方面。航空航天領(lǐng)域工程力學(xué)在車輛設(shè)計(jì)、道路和橋梁建設(shè)中，用于分析車輛載荷、道路承載能力和橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。交通運(yùn)輸領(lǐng)域工程力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域工程力學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)多學(xué)科交叉融合工程力學(xué)與材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等學(xué)科的交叉融合，推動(dòng)工程力學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展。數(shù)值模擬與仿真技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)值模擬與仿真技術(shù)在工程力學(xué)中得到廣泛應(yīng)用，提高分析精度和效率。智能化與自動(dòng)化工程力學(xué)在智能化與自動(dòng)化方面的應(yīng)用，如智能材料、智能結(jié)構(gòu)和自動(dòng)化檢測技術(shù)等，為工程實(shí)踐提供更高效和精準(zhǔn)的解決方案。綠色與可持續(xù)發(fā)展工程力學(xué)在可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用，如節(jié)能減排、可再生能源利用和生態(tài)修復(fù)等，為建設(shè)綠色地球作出貢獻(xiàn)。123隨著新材料和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，工程力學(xué)將進(jìn)一步拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，為未