工程力学绪论
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1工程力学绪论ppt课件
AC
此时整体受力图如图（f）所示
54
讨论：若左、右两拱都考虑自重， 如何画出各受力图？
如图 （g） （h） （i）
55
例1-5 不计自重的梯子放在光滑水平地面上， 画出梯子、梯子左右两部分与整个系统 受力图．图(a)
解： 绳子受力图如图（b）所示
56
梯子左边部分受力图如图（c） 所示
梯子右边部分受力图如图（d） 所示
69
A C B
T
A
C
B
mg
NB
A
A
RA
A
XA
YA
P
C
B
45
P
C
B
45 RB
P
C
B
45 RB
70
P
C
A
B
FCC
用线和方向。
❖
2.确定物体受力中哪些是已知力和未知力，并建立已知力与未知力之间的关
系，从而求出所需的未知力。
本教学单元先解决第一个问题，这是受力分析最基本也是最重要的方面。
46
画受力图的基本步骤： （1）取分离体：根据问题的要求确定研究对象，将它从周围物体的约束中分离出来 ，单独画出研究对象的轮廓图形； （2）画已知力：载荷，特意指明的重力等，不特意指明重力的构件都是不考虑重力 的； （3）画约束反力：确定约束类型，根据约束性质画出约束反力。根据研究对象与周 围物体的联系，由约束性质分析约束力，并应用有关平衡条件（二力构件、三力平 衡汇交原理等）、作用与反作用定律分析隔离体上所受各力的位置、作用线及可能 方向；
42
约束有几种?每种对应的反力方向你都熟练掌握 了吗?
43
想想看,还有没有其它类型的约束?
此时整体受力图如图（f）所示
54
讨论：若左、右两拱都考虑自重， 如何画出各受力图？
如图 （g） （h） （i）
55
例1-5 不计自重的梯子放在光滑水平地面上， 画出梯子、梯子左右两部分与整个系统 受力图．图(a)
解： 绳子受力图如图（b）所示
56
梯子左边部分受力图如图（c） 所示
梯子右边部分受力图如图（d） 所示
69
A C B
T
A
C
B
mg
NB
A
A
RA
A
XA
YA
P
C
B
45
P
C
B
45 RB
P
C
B
45 RB
70
P
C
A
B
FCC
用线和方向。
❖
2.确定物体受力中哪些是已知力和未知力，并建立已知力与未知力之间的关
系，从而求出所需的未知力。
本教学单元先解决第一个问题，这是受力分析最基本也是最重要的方面。
46
画受力图的基本步骤： （1）取分离体：根据问题的要求确定研究对象，将它从周围物体的约束中分离出来 ，单独画出研究对象的轮廓图形； （2）画已知力：载荷，特意指明的重力等，不特意指明重力的构件都是不考虑重力 的； （3）画约束反力：确定约束类型，根据约束性质画出约束反力。根据研究对象与周 围物体的联系，由约束性质分析约束力，并应用有关平衡条件（二力构件、三力平 衡汇交原理等）、作用与反作用定律分析隔离体上所受各力的位置、作用线及可能 方向；
42
约束有几种?每种对应的反力方向你都熟练掌握 了吗?
43
想想看,还有没有其它类型的约束?
工程力学1-4章
为保持体系几何不变并不需要的约束叫多余约束。一个平面体系， 通常都是由若干个构件加入一定约束组成的。加入约束的目的是为
了减少体系的自由度。如果在体系中增加一个约束，
而体系的自由度并不因此而减少，则该约束被称为多余约束。 多余约束只说明为保持体系几何不变是多余的，在几何体系中增设多余约束， 可改善结构的受力状况，并非真是多余。
首先以地基及杆AB为二刚片，由铰A和链杆1联结， 链杆l延长线不通过铰A，
组成几何不变部分，见图12-17b。以此部分作为一刚片，杆CD作为另一刚片，
用链杆2、3及BC链杆（联结两刚片的链杆约束，必须是两端分别连接在所研究 的两刚片上）连接。三链杆不交于一点也不全平行，符合两刚片规则，
故整个体系是无多余约束的几何不变体系。
铰用小圆圈作为符号。
(2)刚结点 被连接的杆件在连接处既不能相对移动，又不能相对转动 。
4．用符号表示理想化的支座
结构与基础或其他支承物的连接区称为支座。按照杆件受力、位移的特点， 平面杆件结构实际的支座经常简化为四种理想化的支座，
１）链杆支座
２）铰支座
３）定向支座
４）固定支座
5、荷载的简化 结构构件的自重、楼面上人群或各种物品的重量、厂房中设备的重量、
(2)、单铰(即连接两个刚片的铰) 一个单铰为两个约束；
(3)、复铰约束（如图12—3，连接多于两个刚片的铰） 连接n个刚片的复铰相当于（n－1）个单铰（n为刚片数）约束；
(4).刚结点,刚结点为三个约束。
(5),、刚性复铰、连接n个刚片的复铰相当于（n－1）个单铰（n为刚片数）约束；
图12-3
2．必要约束、多余约束：为保持体系几何不变必须有的约束叫必要约束；
R
3.平面一般力系平衡方程的其它形式
了减少体系的自由度。如果在体系中增加一个约束，
而体系的自由度并不因此而减少，则该约束被称为多余约束。 多余约束只说明为保持体系几何不变是多余的，在几何体系中增设多余约束， 可改善结构的受力状况，并非真是多余。
首先以地基及杆AB为二刚片，由铰A和链杆1联结， 链杆l延长线不通过铰A，
组成几何不变部分，见图12-17b。以此部分作为一刚片，杆CD作为另一刚片，
用链杆2、3及BC链杆（联结两刚片的链杆约束，必须是两端分别连接在所研究 的两刚片上）连接。三链杆不交于一点也不全平行，符合两刚片规则，
故整个体系是无多余约束的几何不变体系。
铰用小圆圈作为符号。
(2)刚结点 被连接的杆件在连接处既不能相对移动，又不能相对转动 。
4．用符号表示理想化的支座
结构与基础或其他支承物的连接区称为支座。按照杆件受力、位移的特点， 平面杆件结构实际的支座经常简化为四种理想化的支座，
１）链杆支座
２）铰支座
３）定向支座
４）固定支座
5、荷载的简化 结构构件的自重、楼面上人群或各种物品的重量、厂房中设备的重量、
(2)、单铰(即连接两个刚片的铰) 一个单铰为两个约束；
(3)、复铰约束（如图12—3，连接多于两个刚片的铰） 连接n个刚片的复铰相当于（n－1）个单铰（n为刚片数）约束；
(4).刚结点,刚结点为三个约束。
(5),、刚性复铰、连接n个刚片的复铰相当于（n－1）个单铰（n为刚片数）约束；
图12-3
2．必要约束、多余约束：为保持体系几何不变必须有的约束叫必要约束；
R
3.平面一般力系平衡方程的其它形式
工程力学课程绪论
技进步和创新，为人类创造更加安全、高效和环保的工程环境。
02
工程力学的基本概念
力的概念
总结词
力的概念是工程力学中的基本概念之 一，是指物体之间的相互作用。
详细描述
力是一个矢量，具有大小和方向两个 基本属性。在工程力学中，力的大小 是指作用在物体上的力的大小，力的 方向是指力作用的方向。
刚体的概念
研究刚体在力作用下的平 衡问题，包括力的平衡和 力矩平衡。
刚体的动力学分析
研究刚体在力作用下的运 动规律，包括速度、加速 度和动量等。
刚体的弹性分析
研究刚体在力作用下的弹 性变形问题，包括应力、 应变和弹性模量等。
运动的分析方法
牛顿运动定律
根据牛顿运动定律，分析物体的运动 规律，包括加速度、速度和位移等。
动量定理和动量守恒
角动量定理和角动量守恒
根据角动量定理和角动量守恒定律， 分析物体的角动量变化和系统角动量 守恒问题。
根据动量定理和动量守恒定律，分析 物体的动量变化和系统动量守恒问题。
05
工程力学的应用实例
桥梁工程中的力学问题
总结词
桥梁稳定性、抗风与抗震能力
详细描述
在桥梁工程中，工程力学提供了对桥梁结构 稳定性和安全性的分析方法。通过研究桥梁 在不同外力作用下的响应，工程师可以评估 其抗风和抗震能力，确保桥梁在各种自然灾 害下的安全性能。
04
工程力学的分析方法
力的分析方法
01
02
03
力的平衡分析
通过力的平衡原理，确定 物体在静止或匀速直线运 动状态下的受力情况。力情况。
力的分解与合成
将一个力分解为多个分力， 或将多个力合成一个力， 以便于分析计算。
刚体的分析方法
02
工程力学的基本概念
力的概念
总结词
力的概念是工程力学中的基本概念之 一，是指物体之间的相互作用。
详细描述
力是一个矢量，具有大小和方向两个 基本属性。在工程力学中，力的大小 是指作用在物体上的力的大小，力的 方向是指力作用的方向。
刚体的概念
研究刚体在力作用下的平 衡问题，包括力的平衡和 力矩平衡。
刚体的动力学分析
研究刚体在力作用下的运 动规律，包括速度、加速 度和动量等。
刚体的弹性分析
研究刚体在力作用下的弹 性变形问题，包括应力、 应变和弹性模量等。
运动的分析方法
牛顿运动定律
根据牛顿运动定律，分析物体的运动 规律，包括加速度、速度和位移等。
动量定理和动量守恒
角动量定理和角动量守恒
根据角动量定理和角动量守恒定律， 分析物体的角动量变化和系统角动量 守恒问题。
根据动量定理和动量守恒定律，分析 物体的动量变化和系统动量守恒问题。
05
工程力学的应用实例
桥梁工程中的力学问题
总结词
桥梁稳定性、抗风与抗震能力
详细描述
在桥梁工程中，工程力学提供了对桥梁结构 稳定性和安全性的分析方法。通过研究桥梁 在不同外力作用下的响应，工程师可以评估 其抗风和抗震能力，确保桥梁在各种自然灾 害下的安全性能。
04
工程力学的分析方法
力的分析方法
01
02
03
力的平衡分析
通过力的平衡原理，确定 物体在静止或匀速直线运 动状态下的受力情况。力情况。
力的分解与合成
将一个力分解为多个分力， 或将多个力合成一个力， 以便于分析计算。
刚体的分析方法
工程力学：第1课-绪论
工程力学 第一章关于《工程力学》主要包括静力学和材料力学两部分内容 静力学静力学：物体（刚体）在外力作用下平衡规律的科学。
研究内容：1）物体的受力分析；2）力系的简化；3）力系的平衡条件。
它是一系列后续课程，如材料力学、弹塑性力学的基础材料力学研究构件（可变形体）在外力作用下的变形、受力与破坏的规律，为合 理设计构件提供强度 刚度与稳定性分析的基本理论与方法 理设计构件提供强度、刚度与稳定性分析的基本理论与方法。
3工程力学 第一章第一篇 静力学一、静力学的基本概念与物体受力分析 二、汇交力系 三 力偶系 三、力偶系 四、平面任意力系 五、空间任意力系 六 静力学专题 六、静力学专题——桁架、摩擦、重心 桁架 摩擦 重心4工程力学 第一章第一章 静力学基本概念与物体受力分析1 1 静力学基本概念 1.1静力学基本概念 1.2约束与约束力 1.3受力图5工程力学 第一章§1-1 静力学基本概念 静力学的研究对象 • 刚 体(rigid body)： 在力作用下不变形的物体，即刚体内部 任意两点间的距离保持不变。
刚体是对实际变形物体的抽象； 静力学的研究对象； 静力学也称刚体静力学。
可变形体 刚体6工程力学 第一章 平衡的概念 • 平 衡(equilibrium)： 物体（质点、质点系、刚体等）在惯性 参考系（如地面）中处于静止或作匀速直线运动的状态 是 参考系（如地面）中处于静止或作匀速直线运动的状态，是 物体机械运动的一种特殊状态。
飞机静载实验7工程力学 第一章 力和力系的概念 1 力 力是物体间的相互机械作用。
1．力： 作用方式：直接接触和通过场 作 2. 力的效应： ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)力对刚体的作用：只有运动效应，平衡是其特例； 力对可变形物体的作用，既有内效应，也有外效应。
3. 力的三要素： 大小，方向，作用点 力的单位：FAAkg ⋅ m / s 28或: 牛顿（N）以及千牛（KN）工程力学 第一章4. 力的表示：矢量 A 图形表示 — 带箭头的线段 定位矢量、滑移矢量、自由矢量 B 符号表示 — 矢量 F 或 F 大小 F = F 集中力 分布力 5 力的分类 — 集中力、分布力 5. 力的分类 q→力是定位矢量FAB力的作用线z线段长度（力的大小） z线段方位和箭头指向（力的方向） z线段的始端或末端（力的作用点）汽车通过轮胎作用在桥面上的力桥面板作用在钢梁的力9工程力学 第一章问题：说明下面三种情况表示的力的意义： (1) F1= F2; (2) F1= F2; (3) 力F1与F2等效； （1）表示两力大小相等、方向相同； （ ）表示两力 小相等； （2）表示两力大小相等； （3）表示两力大小相等、方向相同、作用点相同。
工程力学第1讲绪论
工程力学第1讲绪论
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• 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。
工程力学第1讲绪论
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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?
•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．
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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）。
•图5 气垫船（最大航速140节）
工程力学第1讲绪论
• 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。
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舰载飞机在发动机和弹射器推力 作用下从甲板上起飞
•——载荷集 度
工程力学第1讲绪论
•二、力系的概念
•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．
•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。
《工程力学》绪论
刚度：构件在外载作用下，具有足够的抵抗变形的能力（不产 生过量的弹性变形）。如机床主轴变形不应过大，否则影响加 工精度。
稳定性：构件具有足够的保持其原有平衡状态的能力。如千斤顶 的螺杆、内燃机的挺杆等。
3.工程力学的任务
研究构件的受力与平衡规律，研究构件的强度、刚度和稳定
性及材料的力学性能，为合理解决工程构件设计中安全与经济 之间的矛盾提供基础理论、设计方法。
(3) 扭转变形 由大小相等、转向相反、作用面垂直于杆轴的一对力 偶所引起，表现为杆件的任意两个横截面发生绕轴线 的相对转动。如机器中的传动轴受力后的变形。
(4) 弯曲变形
由垂直于杆件轴线的横向力，或由作用于包含杆轴的纵向平面内的一 对大小相等、方向相反的力偶所引起的，表现为杆件轴线由直线变为 受力平面内的曲线。如吊车梁受力后的变形。
弹性变形 变形 塑性变形
小变形：绝大多数工程构件的变形都极其微小，比构件本身尺寸要小得 多，在分析构件所受外力（列静力平衡方程）时，通常不考虑变形的影 响，而仍可以用变形前的尺寸，此即所谓“原始尺寸原理”。
2.构件变形的基本形式 杆件在不同的外力作用下，将发生不同形式的变形。杆件变形 的基本形式有四种：轴向拉伸或压缩、弯曲、扭转和剪切。杆 件同时发生几种基本变形，称为组合变形。
工程力学
——教学课件
杜建根
使用说明
本课件在运行时需安装以下软件： 1.flash播放器。 2.暴风影音播放器。 3.公式编辑器（Mathtype6.0）
课程内容
绪论 第一篇 刚体静力分析 第一章 刚体静力分析基础 第二章 力系的平衡方程及其应用 第二篇 杆件承载能力分析 第三章 杆件基本变形时的内力分析 第四章 杆件的应力与强度计算 第五章 杆件的变形与刚度计算 第六章 压杆的稳定性计算
稳定性：构件具有足够的保持其原有平衡状态的能力。如千斤顶 的螺杆、内燃机的挺杆等。
3.工程力学的任务
研究构件的受力与平衡规律，研究构件的强度、刚度和稳定
性及材料的力学性能，为合理解决工程构件设计中安全与经济 之间的矛盾提供基础理论、设计方法。
(3) 扭转变形 由大小相等、转向相反、作用面垂直于杆轴的一对力 偶所引起，表现为杆件的任意两个横截面发生绕轴线 的相对转动。如机器中的传动轴受力后的变形。
(4) 弯曲变形
由垂直于杆件轴线的横向力，或由作用于包含杆轴的纵向平面内的一 对大小相等、方向相反的力偶所引起的，表现为杆件轴线由直线变为 受力平面内的曲线。如吊车梁受力后的变形。
弹性变形 变形 塑性变形
小变形：绝大多数工程构件的变形都极其微小，比构件本身尺寸要小得 多，在分析构件所受外力（列静力平衡方程）时，通常不考虑变形的影 响，而仍可以用变形前的尺寸，此即所谓“原始尺寸原理”。
2.构件变形的基本形式 杆件在不同的外力作用下，将发生不同形式的变形。杆件变形 的基本形式有四种：轴向拉伸或压缩、弯曲、扭转和剪切。杆 件同时发生几种基本变形，称为组合变形。
工程力学
——教学课件
杜建根
使用说明
本课件在运行时需安装以下软件： 1.flash播放器。 2.暴风影音播放器。 3.公式编辑器（Mathtype6.0）
课程内容
绪论 第一篇 刚体静力分析 第一章 刚体静力分析基础 第二章 力系的平衡方程及其应用 第二篇 杆件承载能力分析 第三章 杆件基本变形时的内力分析 第四章 杆件的应力与强度计算 第五章 杆件的变形与刚度计算 第六章 压杆的稳定性计算
工程力学 绪论 第一章
因此，对刚体来说，力作用三要素为：大小，方向，作用线。
第 1章
推论2 三力平衡汇交定理
静力学基础
作用在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，则第三个力的作用线通过汇交点。
O FTA O A C P B A C FTB
B
P
第 1章
公理4
静力学基础
作用力和反作用力定律
两物体间的相互作用力，大小相等，方向相反，作 用线沿同一直线。
第 1章
1.2 静力学基本公理
静力学基础
公理： 是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被反复的实 践所验证，是无须证明而为人们所公认的结论。
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、方向，由这两 个力为边构成的平行四边形 的对角线确定。
课程内容
• 第一篇：理论力学静力学
• • • • 第1章 第2章 第3章 第4章 静力学基础 平面力系的简化 平面力系平衡问题 刚体静力学专门问题
课程内容 • 第二篇：材料力学 • • • • • • 第5章 材料力学基本概念 第6章 轴向拉伸和压缩 第7章 截面图形的几何性质 第8章 扭转 第9章 直梁弯曲 第10章 压杆稳定
静力学基础
二力杆可以是直杆也可以是曲杆。 二力杆受力特点： 两个力的大小相等，方向相反，作用线沿两个力的作用点 的连线。 二力杆的判断： 1.处于平衡状态 2.两个接触点 3.杆上无外力 P20练习
第 1章
公理3
静力学基础
加减平衡力系公理
在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系，并不改变原 力系对刚体的作用。 推论1 力的可传性 作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一 点，而不改变该力对刚体的效应。
工程力学(材料力学)1 工程力学 绪论及静力学知识 3
——属光滑面约束
FR Fy FR
约束力特征：
Fx 方位 沿销钉的径向 指向 指向不定（假定两互相垂直
分量）
固定铰支座
A
A
FAx FAy
活动铰链或中间铰
铰
B
A
C
FB1y B
FB2x
FB1x
B FB2y
FB2 y
F B2 x
FB1x
B FB1y
可动铰支座
A
A
A RA
止推轴承
A
FAx
FAy
链杆约束
Fx F cos
Fy F cos Fz F cos
X=Fx=F·cosa Y=Fy=F·sina=F ·cosb
• 力是矢量，有大小、方向，服从平行四边形加法法则的物 理量。定位矢量、自由矢量。
6、力系：同时作用于同一物体上的一群力，称为力系
平面力系 空间力系
汇交 力系
平面 汇交 力系
空间 汇交 力系
在已知力系上加减任意的平衡力系，并不改变原力系对 刚体的作用。
推论 (力在刚体上的可传性)
作用于刚体上某点的力，可沿
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
F1
用。
公理三 (力的平行四边形法则)
作用于物体上的两个力可合成为作用于同一点 的一个力，即合力。
合力：力平行四边形的对角矢来表示。
工程力学 绪论
工程力学是一门研究物体机械运动一般规律及有 关构件强度、刚度和稳定性等理论的科学。
包括理论力学和材料力学两门学科的有关内容。
理论力学是研究物体受力和平衡的规律（机械运 动一般规律的科学）(静力学、运动学和动力学)
材料力学研究物体外力作用下变形与失效的规律， 为合理设计构件提供有关基础理论和方法；
FR Fy FR
约束力特征：
Fx 方位 沿销钉的径向 指向 指向不定（假定两互相垂直
分量）
固定铰支座
A
A
FAx FAy
活动铰链或中间铰
铰
B
A
C
FB1y B
FB2x
FB1x
B FB2y
FB2 y
F B2 x
FB1x
B FB1y
可动铰支座
A
A
A RA
止推轴承
A
FAx
FAy
链杆约束
Fx F cos
Fy F cos Fz F cos
X=Fx=F·cosa Y=Fy=F·sina=F ·cosb
• 力是矢量，有大小、方向，服从平行四边形加法法则的物 理量。定位矢量、自由矢量。
6、力系：同时作用于同一物体上的一群力，称为力系
平面力系 空间力系
汇交 力系
平面 汇交 力系
空间 汇交 力系
在已知力系上加减任意的平衡力系，并不改变原力系对 刚体的作用。
推论 (力在刚体上的可传性)
作用于刚体上某点的力，可沿
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
F1
用。
公理三 (力的平行四边形法则)
作用于物体上的两个力可合成为作用于同一点 的一个力，即合力。
合力：力平行四边形的对角矢来表示。
工程力学 绪论
工程力学是一门研究物体机械运动一般规律及有 关构件强度、刚度和稳定性等理论的科学。
包括理论力学和材料力学两门学科的有关内容。
理论力学是研究物体受力和平衡的规律（机械运 动一般规律的科学）(静力学、运动学和动力学)
材料力学研究物体外力作用下变形与失效的规律， 为合理设计构件提供有关基础理论和方法；
工程力学绪论
绪论
第一节 工程力学的研究内容 第二节 工程力学的研究对象
1
第一节 工程力学的研究内容
一、本门课程的性质 学科基础课 作用 1.为后续课程打基础；2、解决工程实际问题 二、工程力学研究内容 工程力学涵盖了理论力学和材料力学的最基本内容。
目录
2
理论力学研究宏观物体机械运动的规律， 静力学 研究力系的简化方法和受力物体的平衡规律。 运动学 研究物体运动的几何性质，而不考虑物体运动的原因。 动力学 研究物体的运动变化与其所受的力之间的关系。
返回 11
返回 12
返回 13
返回 14
四川彩虹桥坍塌
返回 15
行车
返回 16
千斤顶
返回 17
讨论题
1、理论力学的研究对象是什么？各力学模型略去了什么？ 2、材料力学的研究对象是什么？请列举工程实例。 3、构件安全承载的条件是什么？请列举不安全的工程实例。
18
5
第二节 工程力学的研究对象
理论力学的研究对象是质点、质点系和刚体。
质点: 有质量而无大小的几何点。 质点系: 有限个或无限个质点所组成的系统。 刚体: 在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持
不变的物体。
目录
6
材料力学的研究对象是可变形杆件
杆：空间一个方向的尺寸远大于其它两个方向的 尺寸的构件。
静力学实例
运动学实例
动力学实例
目录
3
材料力学为简单构件安全、经济的设计提供依据。 构件安全承载所必须具备的能力 强 度：即抵抗破坏的能力 刚 度：即抵抗变形的能力 稳定性：即保持原有平衡状态的能力 构件的强度、刚度和稳定性不仅与构件的尺寸、形 状有关，而且与所用材料的力学性能有关。
第一节 工程力学的研究内容 第二节 工程力学的研究对象
1
第一节 工程力学的研究内容
一、本门课程的性质 学科基础课 作用 1.为后续课程打基础；2、解决工程实际问题 二、工程力学研究内容 工程力学涵盖了理论力学和材料力学的最基本内容。
目录
2
理论力学研究宏观物体机械运动的规律， 静力学 研究力系的简化方法和受力物体的平衡规律。 运动学 研究物体运动的几何性质，而不考虑物体运动的原因。 动力学 研究物体的运动变化与其所受的力之间的关系。
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四川彩虹桥坍塌
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行车
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千斤顶
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讨论题
1、理论力学的研究对象是什么？各力学模型略去了什么？ 2、材料力学的研究对象是什么？请列举工程实例。 3、构件安全承载的条件是什么？请列举不安全的工程实例。
18
5
第二节 工程力学的研究对象
理论力学的研究对象是质点、质点系和刚体。
质点: 有质量而无大小的几何点。 质点系: 有限个或无限个质点所组成的系统。 刚体: 在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持
不变的物体。
目录
6
材料力学的研究对象是可变形杆件
杆：空间一个方向的尺寸远大于其它两个方向的 尺寸的构件。
静力学实例
运动学实例
动力学实例
目录
3
材料力学为简单构件安全、经济的设计提供依据。 构件安全承载所必须具备的能力 强 度：即抵抗破坏的能力 刚 度：即抵抗变形的能力 稳定性：即保持原有平衡状态的能力 构件的强度、刚度和稳定性不仅与构件的尺寸、形 状有关，而且与所用材料的力学性能有关。
工程力学1绪论课件
工程力学1绪论课件
目 录
• 引言 • 工程力学概述 • 工程力学的历史与发展 • 工程力学的学习方法 • 结语
01 引言
课程背景
工程力学是研究物体运动规律和力的 关系的学科，是工程技术和科学研究 的重要基础。
工程力学在各个工程领域中都有性、稳定性和经济 性有着重要的影响。
工程力学的发展趋势
多学科交叉融合
工程力学将与材料科学、计算机 科学、环境科学等学科进一步交 叉融合，拓展研究领域和应用范
围。
数值模拟与智能化
随着计算能力的提升，数值模拟 在工程力学中将发挥越来越重要 的作用。同时，智能化技术的应 用将进一步提高工程力学的分析
效率和精度。
实验与理论相结合
实验研究与理论分析在工程力学 中相辅相成。未来研究将更加注 重实验与理论的有机结合，以解
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
ABCD
注重课堂听讲
在上课时应认真听讲，积极思考，及时记录重点和难点 。
与同学和老师交流
与同学和老师交流有助于发现学习中存在的问题，及时 解决疑惑。
05 结语
总结课程重点
01
02
03
04
掌握工程力学的基本概念和原 理。
理解工程力学在工程实践中的 应用和重要性。
熟悉工程力学的分析方法和计 算技巧。
决复杂工程问题。
04 工程力学的学习方法
学习工程力学的意义
掌握工程实践中的基本原理和概念
工程力学是工程学科中的基础学科，学习工程力学有助于掌握工程实践中的基本原理和概 念，为后续的专业课程学习打下基础。
培养解决实际问题的能力
工程力学的学习过程强调理论联系实际，通过解决实际问题来培养分析和解决问题的能力 ，提高综合素质。
目 录
• 引言 • 工程力学概述 • 工程力学的历史与发展 • 工程力学的学习方法 • 结语
01 引言
课程背景
工程力学是研究物体运动规律和力的 关系的学科，是工程技术和科学研究 的重要基础。
工程力学在各个工程领域中都有性、稳定性和经济 性有着重要的影响。
工程力学的发展趋势
多学科交叉融合
工程力学将与材料科学、计算机 科学、环境科学等学科进一步交 叉融合，拓展研究领域和应用范
围。
数值模拟与智能化
随着计算能力的提升，数值模拟 在工程力学中将发挥越来越重要 的作用。同时，智能化技术的应 用将进一步提高工程力学的分析
效率和精度。
实验与理论相结合
实验研究与理论分析在工程力学 中相辅相成。未来研究将更加注 重实验与理论的有机结合，以解
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
ABCD
注重课堂听讲
在上课时应认真听讲，积极思考，及时记录重点和难点 。
与同学和老师交流
与同学和老师交流有助于发现学习中存在的问题，及时 解决疑惑。
05 结语
总结课程重点
01
02
03
04
掌握工程力学的基本概念和原 理。
理解工程力学在工程实践中的 应用和重要性。
熟悉工程力学的分析方法和计 算技巧。
决复杂工程问题。
04 工程力学的学习方法
学习工程力学的意义
掌握工程实践中的基本原理和概念
工程力学是工程学科中的基础学科，学习工程力学有助于掌握工程实践中的基本原理和概 念，为后续的专业课程学习打下基础。
培养解决实际问题的能力
工程力学的学习过程强调理论联系实际，通过解决实际问题来培养分析和解决问题的能力 ，提高综合素质。
工程力学：第一章 绪 论
工 程 力 学02 (材料力学)
1
第一章 绪 论
本章介绍“ 材料力学”的研究 对象与任务，并介绍材料力学的一些 重要概念，包括内力、应力与应变的 概念，以及应力与应变间的关系。
2
第1章 绪 论
§1 材料力学的研究对象 §2 材料力学的基本假设 §3 外力与内力 §4 应力 §5 应变 §6 胡克定律
否会因强度不足而破坏了呢？
P
P
P
P
判断杆是否因强度不足而破坏，必须知道度
量分布内力大小的内力分布集度，即应力。
26
§4 应力
应力概念 正应力与切应力 应力状态与切应力互等定理
27
应力概念
应力定义
p F A
截面 mm 上 A 内 的平均应力
lim p
F
A0 A
应力特点
截面 mm 上 k 点 处的应力
变形前 变形后
变形后
变形后
14
均匀性假设
均匀性：材料的力学性能与其在构件中的 位置无关
微观非均匀 宏观均匀
铁碳合金（0.2C%）
从物体内任意一点处取出的体积单元，其力学 性能相同，都能代表整个物体的力学性能。
15
各向同性假设
各向同性：材料沿各个方向的力学性能相同
金属材料
纤维增强复合材料
晶粒－各向异性 材料－宏观各向同性
截面法要点 1. 假想地将杆切开 2. 画受力图，内力用分量表示 3. 由平衡条件建立内、外力间的关系
24
例题
例 1 求横截面 m -m 上 的内力 解：1. 假想地将杆切开 2. 画受力图 3. 由平衡方程确定内力
Fy 0, FN F 0
FN F
25
确定了杆件的内力之后，就能判断杆件在外力作用下是
1
第一章 绪 论
本章介绍“ 材料力学”的研究 对象与任务，并介绍材料力学的一些 重要概念，包括内力、应力与应变的 概念，以及应力与应变间的关系。
2
第1章 绪 论
§1 材料力学的研究对象 §2 材料力学的基本假设 §3 外力与内力 §4 应力 §5 应变 §6 胡克定律
否会因强度不足而破坏了呢？
P
P
P
P
判断杆是否因强度不足而破坏，必须知道度
量分布内力大小的内力分布集度，即应力。
26
§4 应力
应力概念 正应力与切应力 应力状态与切应力互等定理
27
应力概念
应力定义
p F A
截面 mm 上 A 内 的平均应力
lim p
F
A0 A
应力特点
截面 mm 上 k 点 处的应力
变形前 变形后
变形后
变形后
14
均匀性假设
均匀性：材料的力学性能与其在构件中的 位置无关
微观非均匀 宏观均匀
铁碳合金（0.2C%）
从物体内任意一点处取出的体积单元，其力学 性能相同，都能代表整个物体的力学性能。
15
各向同性假设
各向同性：材料沿各个方向的力学性能相同
金属材料
纤维增强复合材料
晶粒－各向异性 材料－宏观各向同性
截面法要点 1. 假想地将杆切开 2. 画受力图，内力用分量表示 3. 由平衡条件建立内、外力间的关系
24
例题
例 1 求横截面 m -m 上 的内力 解：1. 假想地将杆切开 2. 画受力图 3. 由平衡方程确定内力
Fy 0, FN F 0
FN F
25
确定了杆件的内力之后，就能判断杆件在外力作用下是
E0工程力学绪论
• 连续介质（物质在空间连续分布） –变形体(固体力学,基础：材料力学) –流体(流体力学,基础：流体力学)
《工程力学》 绪论 8
二、力学研究的对象 阅读资料
《工程力学》
绪论
9
绪论
力学简介 工程力学课程介绍 理论力学的研究内容 静力学引言
《工程力学》
绪论
10
工程力学课程介绍
工程力学包含的内容极其广泛。 本课程只讲述静力学和材料力学。 静力学 理论力学 运动学 动力学
绪论
5
一、什么是力学
•力学是关于运动的科学，我们说它的的任务是：以完备而又假 定的方式描述自然界中发生的运动。
----《力学讲义》 基尔霍夫， 1874年
•力学是研究物体机械运动的科学
----《力学》自然科学学科发展战略调研报告，1997年
机械运动是物质运动最基本，最简单的一种 力学在自然科学中的地位：用来解释与分析物体机械运动；是 研究物质其他运动形式的基础
机械类、近机类、土木类专业 专业与专业基础课程 理 论 力 学 计 算 机 辅 助 分 析 方 法
•
一个基础 两个支柱
理 论 力 学 新 体 系
理 论 力 学 经 典 分 析 方 法
理论力学的基本概念与理论
《工程力学》 绪论 21
三、学习目的
3、培养能力: 1）经典方法分析能力 抽象与逻辑思维；运动、变 形与受力分析；计算模型与方法 的选择。 2）计算机分析能力 a、具体结构的计算与技能 b、经典力学求解问题 c、力学过程的仿真 3）定性分析能力 工程中的概念设计、(“结 构概念与体系”)估算判断、模 型建立。
《工程力学》
1900年普朗克的量子力学与1905 年爱因斯坦的狭义相对论
《工程力学》 绪论 8
二、力学研究的对象 阅读资料
《工程力学》
绪论
9
绪论
力学简介 工程力学课程介绍 理论力学的研究内容 静力学引言
《工程力学》
绪论
10
工程力学课程介绍
工程力学包含的内容极其广泛。 本课程只讲述静力学和材料力学。 静力学 理论力学 运动学 动力学
绪论
5
一、什么是力学
•力学是关于运动的科学，我们说它的的任务是：以完备而又假 定的方式描述自然界中发生的运动。
----《力学讲义》 基尔霍夫， 1874年
•力学是研究物体机械运动的科学
----《力学》自然科学学科发展战略调研报告，1997年
机械运动是物质运动最基本，最简单的一种 力学在自然科学中的地位：用来解释与分析物体机械运动；是 研究物质其他运动形式的基础
机械类、近机类、土木类专业 专业与专业基础课程 理 论 力 学 计 算 机 辅 助 分 析 方 法
•
一个基础 两个支柱
理 论 力 学 新 体 系
理 论 力 学 经 典 分 析 方 法
理论力学的基本概念与理论
《工程力学》 绪论 21
三、学习目的
3、培养能力: 1）经典方法分析能力 抽象与逻辑思维；运动、变 形与受力分析；计算模型与方法 的选择。 2）计算机分析能力 a、具体结构的计算与技能 b、经典力学求解问题 c、力学过程的仿真 3）定性分析能力 工程中的概念设计、(“结 构概念与体系”)估算判断、模 型建立。
《工程力学》
1900年普朗克的量子力学与1905 年爱因斯坦的狭义相对论
第1讲工程力学之绪论静力学基础知识1
力学是一门历史悠久的学科。
１．人类文明的历史就是力学发展史
《墨经》（前468－382） 纪录有杠杆原理 等力学知识；
古希腊阿基米法（前287－12） 系统论述了静力学。
从公元前二世纪至公元十五世纪 全世界都处于科学停滞状态。
• 哥自尼新天体力学的日心说否定了传统的地心说， 从而将上帝赶出了其居所；
• 火车提速涉及车辆动力学、非线性振动。 • 上世纪70年代后日本汽车的优势，主要靠省油的
发动机和外壳一次压力成形，后一条极大节约成 本，它是塑性力学在压力加工中应用的成功，前 一条有一半是靠力学燃烧过程的研究。
现代战争的一个侧面是高技术的较量，从军 队快速调动、给养补充、到攻防设施都是力学课 题。国防中导弹、战斗机、潜艇离不开力学原理， 穿甲力学则是攻防的科学总结。
第一章 静力学基础知识
静力学研究物体的受力分析、力系的等效替换（或 简化）、建立各种力系的平衡条件的科学。主要任务：
1、物体的受力分析：分析物体（包括物体系）受哪些力， 每个力的作用位置和方向，并画出物体的受力图。
2、力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系等效 代替一个复杂力系。
3、建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的平衡条 件，并应用这些条件解决静力学实际问题 。
最早的蒸气机车
上海浦东开发区
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。
运动时人脚上的力量
计算机硬盘驱动器
9.11 事件
对运动中的车轮拍照，有的部分模 糊，有的部分清晰。为什么？
3．力学的文化性与力学的责任性
• 现代意义的“力学”一词在中国出现不足 百年。
• 在西语里，“力学”与“机械”是同一个 词，实际上，机械工业从它诞生起就一直 是“力学”的技术化，而建筑工程则是美 化了的结构与结构力学。
１．人类文明的历史就是力学发展史
《墨经》（前468－382） 纪录有杠杆原理 等力学知识；
古希腊阿基米法（前287－12） 系统论述了静力学。
从公元前二世纪至公元十五世纪 全世界都处于科学停滞状态。
• 哥自尼新天体力学的日心说否定了传统的地心说， 从而将上帝赶出了其居所；
• 火车提速涉及车辆动力学、非线性振动。 • 上世纪70年代后日本汽车的优势，主要靠省油的
发动机和外壳一次压力成形，后一条极大节约成 本，它是塑性力学在压力加工中应用的成功，前 一条有一半是靠力学燃烧过程的研究。
现代战争的一个侧面是高技术的较量，从军 队快速调动、给养补充、到攻防设施都是力学课 题。国防中导弹、战斗机、潜艇离不开力学原理， 穿甲力学则是攻防的科学总结。
第一章 静力学基础知识
静力学研究物体的受力分析、力系的等效替换（或 简化）、建立各种力系的平衡条件的科学。主要任务：
1、物体的受力分析：分析物体（包括物体系）受哪些力， 每个力的作用位置和方向，并画出物体的受力图。
2、力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系等效 代替一个复杂力系。
3、建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的平衡条 件，并应用这些条件解决静力学实际问题 。
最早的蒸气机车
上海浦东开发区
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。
运动时人脚上的力量
计算机硬盘驱动器
9.11 事件
对运动中的车轮拍照，有的部分模 糊，有的部分清晰。为什么？
3．力学的文化性与力学的责任性
• 现代意义的“力学”一词在中国出现不足 百年。
• 在西语里，“力学”与“机械”是同一个 词，实际上，机械工业从它诞生起就一直 是“力学”的技术化，而建筑工程则是美 化了的结构与结构力学。
工程力学绪论
反力〔研究对象与周围物体的连接关系〕
例1-1
碾子重为P，拉力为F，A、B处光滑
接触，画出碾子的受力图．
解：画出简图
画出主动力
画出约束力
例1-2
屋架受均布 风力 q（N/m），
屋架重为 P，画出屋架的受 力图．
解：取屋架 画出简图
画出主动力
画出约束力
例1-3
水平均质梁 AB重为P1，电动机 重为 P2 ，不计杆CD的自重， 画出杆CD和梁AB的受力图。
关键能力——
1、学习能力：〔1〕学习中发现、分析问题和归 纳总结的能力；〔2〕触类旁通的能力；〔3〕 掌握新技术、新设备、新系统的能力。
2、工作能力：〔1〕按任务要求运用所学知识提 出工作方案、完成工作任务的能力；〔2〕敬 业、团队合作的能力；〔3〕沟通、协调能力； 〔4〕平安意识；〔5〕社会责任感。
=
=
=
§1-2 静力学根本原理
公理1 力的平行四边形法那么 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，如下图。
F RF 1F 2
公理2 二力平衡公理 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，作用在同一个物体上。 使刚体平衡的充分必要条件
2.力偶对任意点取矩都等于力偶矩，不因矩心的 改变而改变.
M F O 1 F d , F x 1 M F O 1 x F 1 F M O 1F d M O 2 F ,F F d x 2 F x 2
F 'd Fd
3.只要保持力偶矩不变，力偶可在其作用面 内任意移转，且可以同时改变力偶中力的大小与 力臂的长短，对刚体的作用效果不变.
例1-1
碾子重为P，拉力为F，A、B处光滑
接触，画出碾子的受力图．
解：画出简图
画出主动力
画出约束力
例1-2
屋架受均布 风力 q（N/m），
屋架重为 P，画出屋架的受 力图．
解：取屋架 画出简图
画出主动力
画出约束力
例1-3
水平均质梁 AB重为P1，电动机 重为 P2 ，不计杆CD的自重， 画出杆CD和梁AB的受力图。
关键能力——
1、学习能力：〔1〕学习中发现、分析问题和归 纳总结的能力；〔2〕触类旁通的能力；〔3〕 掌握新技术、新设备、新系统的能力。
2、工作能力：〔1〕按任务要求运用所学知识提 出工作方案、完成工作任务的能力；〔2〕敬 业、团队合作的能力；〔3〕沟通、协调能力； 〔4〕平安意识；〔5〕社会责任感。
=
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=
§1-2 静力学根本原理
公理1 力的平行四边形法那么 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，如下图。
F RF 1F 2
公理2 二力平衡公理 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，作用在同一个物体上。 使刚体平衡的充分必要条件
2.力偶对任意点取矩都等于力偶矩，不因矩心的 改变而改变.
M F O 1 F d , F x 1 M F O 1 x F 1 F M O 1F d M O 2 F ,F F d x 2 F x 2
F 'd Fd
3.只要保持力偶矩不变，力偶可在其作用面 内任意移转，且可以同时改变力偶中力的大小与 力臂的长短，对刚体的作用效果不变.
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工程力学：包括静力学、材料力学和运动学动力学等。
二、学习目的
1、直接解决工程问题。 涉及广泛工程领域：土、水、机、航、材、能。 新领域：生物技术、能源、材料（纳米）、电子技术. 工程领域的创新离不开力学
2、后续课程基础：其它力学课程的基础. 土木专业：材力、结力、砼结构、钢结构、土力学与 地基、流体力学、弹性力学
理论力学（属一般力学）：研究质点系机械运动一般规律。 包括： 静力学、运动学和动力学
材料力学：研究杆状构件的强度，刚度和稳定性 。
结构力学：研究杆系结构的强度，刚度和稳定性。
弹性力学：研究非杆结构在弹性阶段的强度、刚
固体力学
度和稳定性。
板壳力学；断裂力学；塑性力学等。
流体力学：研究流体受力与运动规律。水力学；空气动力学； 爆炸力学等。
斜 拉 索 和 悬 索 桥
日本明石海峡大桥
杨
浦
大
桥
早期筒体结构建筑
比萨斜塔 应 县 木 塔
建于1173－1370年
建于1056年
早期建筑的特点：高度低， 跨度小，承载能力低，
材料为砖石和木材。
高楼林立
阿联酋迪拜帆船酒店
钻井平台
风力发电
防灾减灾
惊 涛拍
岸
2004的悲剧—— 东南亚海啸
火
箭
空
间 站
3、国防建设中的工程力学
海
陆
空
导弹
4、机械工程中的工程力学
5、工程力学在其它方面的应用 1)竹筷受压的力学问题 2)绝缘子的力学分析 3)预应力钢筋混凝土 4)跳板与屋梁的正确安放 5) 受压构件的横截面是圆形好还是矩形北大学.《工程力学》(静力学, 材料力学). 高等教育出版社,1997年7月第3版
教参1: 刘又文, 彭 献.《理论力学》. 高等教育出版社, 2006年7月
教参2: 傅依铭, 熊慧而. 《材料力学》. 湖南大学出版社, 2007年7月
一、力学与工程力学
机械专业：材力、弹塑性力学、机械零件、机械原理、 机械动力学
三.工程应用 1.体育竞技中的工程力学
2. 国民经济建设中的工程力学
水利工程 交通运输 桥梁和建筑 工农业生产 航天技术
竹笼
离堆
三 峡 卫 星 图
交 通 运 输
日本新干线
欧 系洲 列之
星
客轮
拱形建筑：充分利用砖石抗压性，提高承载能力