工程力学课程总论
《工程力学课程总论》PPT课件
建筑精选课件
19
器航 空 航 天
Space Shuttle Discovery 建筑精选课件
升美 空国
发 现 号 航 天 飞 机
20
海洋石油钻井平台
建筑精选课件
21
大型水利工程设施
长江三峡工程
建筑精选课件
22
人类的灾难
对工程中不满足强度、刚度、稳定性而发生失效 的构件给工农业生产造成巨大的损失，例子不胜 枚举。
桥面结构
建筑精选课件
11
桥高
梁层
建
筑
桥墩
与
大
型
建筑精选课件
12
高速列车
建筑精选课件
13
车头
建筑精选课件
14
车身
建筑精选课件
15
民用航空飞机
建筑精选课件
16
机军 用 飞
苏－27战斗机
建筑精选课件
17
机军 用 飞
幻影－2000 战斗机
建筑精选课件
18
机军 用 飞F－16战斗机 Nhomakorabea建筑精选课件
工程力学
建筑精选课件
1
工程力学课程绪论
工程与工程力学 工程力学的任务
工程力学研究对象 工程力学研究模型 工程力学研究方法
建筑精选课件
2
工程与工程力学
建筑精选课件
3
都江堰
岷江上的大型引水枢纽工程，也是现有世界上历史最长的无坝 引水工程。始建于公元前256～前251年。
建筑精选课件
4
赵州桥(安济桥)
32
赛车结构
为什么赛车结构前细后粗；车轮前小后大？
建筑精选课件
33
日常生活中的工程力学问题
《工程力学》课程的知识体系和内容结构
《工程力学》课程的知识体系和内容结构1、课程的知识体系《工程力学》是一门是既与工程又与力学密切相关的技术基础课程，在基础课程和专业课程之间起桥梁作用。
通过本课程的学习，使学生掌握工程力学的理论和方法，具备从力学角度对工程问题的思维能力和初步解决此类问题的实践能力，并且获得大量的工程背景知识，为学习后续课程、掌握机械等工程设计技术打下牢固的基础。
本课程涵盖了“静力学”和“材料力学”两部分的内容。
“静力学”主要研究刚体的受力和平衡的规律；“材料力学”主要研究构件强度、刚度和稳定性的问题，在保证构件既安全适用又经济的条件下，为合理设计和使用材料提供理论依据。
静力学主要研究的问题：物体的受力分析、力系的简化和力系的平衡条件。
材料力学主要研究的问题：杆件在发生拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲基本变形时内力、应力和变形的计算，在各种基本变形下的强度和刚度计算；应力状态的基本理论；材料在复杂应力作用下破坏或失效规律及其应用；压杆稳定性问题。
2、课程的内容结构第一章介绍静力学的基本概念，常见的几类典型约束及约束力的特征，物体的受力分析。
第二章介绍汇交力系的简化和平衡条件。
第三章介绍力偶的概念及其对刚体的作用效应，力偶系的合成与平衡条件。
第四章介绍平面任意力系的简化、平衡条件和平衡方程，刚体系的平衡问题求解。
第五章介绍空间任意力系的简化和平衡条件。
第六章静力学专题：桁架杆件内力的求解；滑动摩擦、摩擦角和自锁现象、以及滚动摩擦的概念。
第七章介绍材料力学的研究对象、基本假设、外力和内力、应力和应变的概念。
第八章介绍拉压杆的内力、应力、变形及材料在拉伸与压缩时的力学性能，拉压杆的强度和刚度问题，简单静不定问题，拉压杆连接部分的强度计算。
第九章介绍圆轴扭转的外力、内力、应力与变形，圆轴的强度和刚度计算，静不定轴的扭转问题。
第十章介绍梁的外力和内力（剪力与弯矩），内力图的绘制。
第十一章介绍对称弯曲时梁的正应力、切应力、强度计算和梁的合理强度设计。
0工程力学课程总论
工程力学研究方法
理论分析方法
－ 20 世 纪 初 ， 探 索 新 设 计 、 新结构。
实验方法 －具体设计的实验验证
大型结构实验室
飞机静载试验
计算机方法
－现代计算技术与 计算机应用。
汽车碰撞
碰撞时气囊与人的相互作用
战斗机的振动模态分析
飞鸟与空中客车机翼相撞
运动中的乒乓球尾流
工程力学课程总论
工程与工程力学 面向21世纪的工程力学课程 工程力学研究对象 工程力学研究模型 工程力学研究方法
工程与工程力学
桥梁设计: 选择桥梁的类型（按受力方式） 力分析: 静力学分析 动力学及振动分析 应力分析及尺寸设计 强度、刚度、稳定性校核
梁式桥
洛阳桥，福建泉州，宋1053-1059
• 20世纪以前,在力学知识的积累、 应用和完善的基础上，逐渐形 成和发展起来的蒸汽机、内燃 机、铁路、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。
大型水利工程设施
长江三峡工程
胡弗水坝
高速公路直道与弯道的连接
• 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。
赛车结构
为什么赛车结构前细后粗；车轮前小后 大？
–日常生活中的工程力学问题
面向21世纪的 工程力学课程
• 经典内容更加简练
• 引进新的科学技术成果，内容更加丰富
– 新材料－复合材料、聚合物等； – 新概念－失效、寿命等； – 新理论－损伤、混沌等； – 新方法－数值方法、工程力学建模方法。
学科内的综合与学科间的交叉将更加强烈 力学课程的贯通、渗透与综合。 学科间的交叉。
怎样在不同的 时间间隔内通过 测量目标与雷达 之间的距离和雷 达方位角才能准 确地测定目标的 速度和加速度
工程力学课程总结
工程力学课程总结工程力学作为理工科专业基础课程，对于培养学生的科学素养和解决实际工程问题具有重要意义。
本文将对工程力学课程进行全面的总结，梳理课程核心知识点，以帮助读者更好地掌握这门学科。
一、课程概述工程力学课程主要包括静力学、动力学和材料力学三个部分。
静力学研究在平衡状态下的物体受力情况，动力学研究物体运动与受力之间的关系，而材料力学则关注物体在受力作用下的变形与破坏规律。
二、核心知识点1.静力学（1）力的分解与合成：掌握力的分解与合成方法，能够解决复杂受力问题。
（2）受力分析：学会对物体进行受力分析，确定受力大小、方向和作用点。
（3）平衡方程：了解平衡方程的推导过程，熟练运用平衡方程解决静力学问题。
2.动力学（1）牛顿运动定律：掌握牛顿运动定律的基本原理，能够运用其解决实际问题。
（2）运动方程：了解运动方程的建立过程，能够求解物体在受力作用下的运动规律。
（3）动量定理与动量守恒：理解动量定理和动量守恒定律，并能应用于碰撞、爆炸等实际问题。
3.材料力学（1）应力与应变：掌握应力与应变的概念，了解其计算方法。
（2）弹性力学：了解弹性力学的基本理论，能够求解弹性体的受力与变形问题。
（3）强度理论与破坏准则：了解材料的强度理论和破坏准则，能够预测材料的破坏行为。
三、课程总结通过学习工程力学课程，我们掌握了以下技能：1.能够对物体进行受力分析，解决静力学问题。
2.能够运用牛顿运动定律和运动方程解决动力学问题。
3.能够求解弹性体的受力与变形问题，预测材料的破坏行为。
4.提高了解决实际工程问题的能力，为后续专业课程学习打下坚实基础。
工程力学课程整体设计
根据教学计划和学生实际情况，合理 安排实验时间、实验顺序和实验人数， 确保每个学生都能充分参与实验并获 得良好的学习效果。
实验安全与注意事项
实验安全
强调实验操作的安全性，遵守实验室 安全规定，正确使用实验设备和器材 ，避免发生意外事故。
注意事项
提醒学生在实验过程中注意观察实验 现象、记录实验数据，保持实验室整 洁，爱护实验设备和器材，以及在实 验结束后按照要求完成实验报告。
。
评估结果反馈
及时反馈
在评估过程中及时向学生反馈评估结果，让 学生了解自己的学习状况和需要改进的地方 。
指导建议
根据评估结果，为学生提供针对性的学习指导建议 ，帮助学生更好地掌握工程力学知识和技能。
促进学习
通过评估结果反馈，激励学生更加努力学习 ，提高学生的学习积极性和主动性。
05
课程资源
教材与参考书
教材
《工程力学基础》
参考书
《工程力学教程》、《工程力学实践》
网络资源
工程力学精品课程网站
提供在线视频教程、课件、习题等资源，方便学生自主学习。
在线论坛和社区
学生可以在这些平台上交流学习心得、讨论问题，提高学习效果。
MOOC平台
如中国大学MOOC、网易云课堂等，提供丰富的工程力学课程资 源，学生可以根据自己的需求选择适合自己的课程。
弹性力学的主要内容包括应力分析、 应变分析、弹性力学基本方程等。
03
实验教学
实验设备与器材
实验设备
包括力学性能试验机、材料试验 机、疲劳试验机等，用于进行各 种力学性能测试。
实验器材
包括试样、夹具、传感器、数据 采集系统等，是实验中必不可少 的辅助工具。
工程力学-总论
工程力学
工程力学总论
工程力学课程的分析方法
返回
工程力学课程的分析方法
两种不同的理论分析方法 工程力学的实验分析方法 计算机分析方法
工程力学课程的分析方法
两种不同的理论分析方法
工程力学课程的分析方法
பைடு நூலகம்
工程力学中的“工程静力学” 工程力学中的“工程静力学”与“材料力学” 材料力学” 两部分，由于所研究的问题各不相同，分析方法 也因此而异。
工程力学课程内容 及其在工程设计中的作用
强度失效是指构件在外力作用下发生不可 强度失效是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。 刚度失效是指构件在外力作用下产生过量 刚度失效是指构件在外力作用下产生过量 的弹性变形。 稳定失效是指构件在某种外力（例如轴向 稳定失效是指构件在某种外力（例如轴向 压力）作用下，其平衡形式发生突然转变。
工程力学课程内容 及其在工程设计中的作用
为了完成常规的工程设计任务，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强度、刚度和稳定性 的设计准则与设计方法。 工程力学课程就是讲授完成这些工作所必需 的基础知识。
工程力学课程的分析方法
工程力学的实验分析方法
工程力学课程的分析方法
工程力学的实验分析方法
工程力学课程的分析方法
工程力学的实验分析方法
工程力学课程的分析方法
工程力学的实验分析方法
测量变形的传感器
硬塑料的物性关系曲线
工程力学课程的分析方法
工程力学的实验分析方法
飞机静载试验
工程力学课程的分析方法
工程力学的研究模型
工程力学课程总论
§1 工程力学课程内容及其作用
工程力学是既与工程又与力学密切相关的科学 涉及的领域相当广泛
包括：机械、建筑、材料、桥梁、水利、电子、 道路、运载工具等各种工业领域
还涉及：生物、国防、体育运动、气象、核能、 计算机技术等现代科学技术领域
《工程力学》
Bengbu college . The Department of Mechanical and Electronical Engineering .w.p_chen
工程力学中,在不同情况下的研究对象简化不同 在“工程静力学”中——刚体
——认为构件不会变形或变形可以被忽略
在“材料力学”中——变形体 ——认为所有构件在力的作用下都会发生变形
《工程力学》
Bengbu college . The Department of Mechanical and Electronical Engineering .w.p_chen
三、工程力学的学习方法 工程力学 ——解决实际问题和解习题的方法一个样！ ——解决简单问题和复杂问题的思路一个样！ ——解决生活问题和高科技问题的理论一个样！ 因此： 注重书本学习和课后动手练习并重！ 独立、自主、刻苦、努力—完成作业 抄袭作业 = 补考候选
体育运动
棒球击球
赛车结构
vC
ω
《工程力学》
Bengbu college . The Department of Mechanical and Electronical Engineering .w.p_chen
§1 工程力学课程内容及其作用
几个概念：
工程构件：泛指机器零、部件、房屋结构元件等 失效（破坏）：构件在外力作用下丧失正常功能 失效的种类：强度失效、刚度失效和稳定失效 强度失效—构件在外力作用下发生不可恢复的塑性 变形或断裂 刚度失效—构件在外力作用下产生过量的弹性变形 稳定失效—构件在某种外力促作用下，其平衡形式 发生突变
《工程力学》课程教学大纲精选全文
精选全文完整版（可编辑修改）工程力学课程教学大纲课程名称：工程力学英文名称：Engineering Mechanics课程编码：x4041351学时数：32其中实践学时数：0课外学时数：0学分数：2.0适用专业：环境工程一、课程简介工程力学既是各门后续力学课程的理论基础，又是一门具有完整体系并继续发展着的独立学科，而且在工程中有着广泛的应用。
其教学内容分为两部分：静力学和材料力学。
静力学研究物体在力系作用下的平衡条件，主要包括物体的受力分析、力系的等效替换（或简化）、各种力系的平衡条件及其应用；材料力学研究杆件的强度、刚度和稳定性问题，主要包括应力、应变、变形等基本概念，杆件强度、刚度和稳定性校核所必要的基础知识和计算方法等。
二、课程的性质和教学目标工程力学是环境工程专业的一门专业选修课，该课程的学习可以帮助学生理解力学的基本概念和基本定律，掌握工程力学的基础知识和基本理论以及处理工程力学问题的基本方法，同时可以有效培养学生逻辑思维能力，促进学生综合素质的全面提高。
三、教学目标与毕业要求关系表四、课程教学内容、基本要求、重点和难点静力学部分：（一）静力学的基本概念、受力图了解力和刚体的概念，掌握静力学公理；熟练进行物体的受力分析，画受力图。
重点：物体的受力分析；难点：画受力图。
（二）平面汇交力系了解工程中的平面汇交力系，掌握平面汇交力系平衡方程，平面汇交力系合成。
重点和难点：列平面汇交力系平衡方程。
（三）力矩平面力偶系理解力对点之矩、力偶对力偶矩，平面力偶的合成与平衡问题；掌握力偶的等效。
重点：平面力偶的合成与平衡问题；难点：列平衡方程。
（四）平面一般力系了解工程中的一般力系问题；理解力线平移定理，平面一般力系向一点简化，主矢和主矩，掌握利用平衡方程进行计算的方法。
重点：列平衡方程；难点：物体系平衡问题。
（五）空间力系了解工程中的空间力系问题；理解力在空间坐标轴上的投影，力对轴之矩；掌握列空间力系的平衡方程求解未知的约束反力方法。
工程力学课程绪论
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
工程力学课程总论
2.失效：工程构件在外力作用下丧失正常功能的现 象称为失效或破坏。
在工程力学范畴内的失效通常可分为三类： 强度失效、刚度失效和稳定失效。
强度失效是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。
F
F
F
F
钢筋
工学院力学系
美国纽约马尔克大桥于1940年11月7日因风力 引起的振动而产生断裂破坏。
软塑料的物性关系曲线
工学院力学系
验装置
工学院力学系
3.计算机分析方法 汽车碰撞
工学院力学系
兔子股骨的受 力分析
工学院力学系
钢结构接头的应力分析
工学院力学系
工学院力学系
3.构件在荷载作用下正常工作应满足的要求。
构件必须具有足够的强度
所谓强度是指构件受力后不能发生断裂 或产生不可恢复的变形的能力。
构件必须具有足够的刚度
所谓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。
构件必须具有足够稳定性
所谓稳定性是指构件在压缩载荷的作用下， 保持平衡形式不能发生突然转变的能力。
工学院力学系
§2 工程力学主要内容与分析模型 2-1 工程力学的主要内容
一.力学 力学是研究物体机械运动规律的科学。
所阐述的规律带有普遍性，是一门基础科学。 直接服务于工程,又是一门技术科学。 是各技术工程学科的重要理论基础， 是沟通自然科学基础理论与工程实践的桥梁。
工学院力学系
二.工程力学
将力学原理应用于工程实际的科学。
工学院力学系
汽车碰撞试验
工学院力学系
建 筑 物 控 制 爆 破
工学院力学系
雷达确定目标方位
怎样在不同的时间间隔 内通过测量目标与雷达之 间的距离和雷达方位角才 能准确地测定目标的速度 和加速度。
《工程力学》课程标准
《工程力学》课程标准一、课程简介《工程力学》是一门重要的工程学科，旨在培养学生掌握力学基本理论、基本知识和基本技能，为解决工程实际问题提供理论基础。
本课程涵盖了静力学和材料力学两大部分，旨在帮助学生建立正确的力学观念，掌握常用的力学分析方法，提高解决实际工程问题的能力。
二、课程目标1.知识目标：学生能够掌握静力学和材料力学的基本概念、基本原理和基本定律，能够运用力学理论分析工程实际问题。
2.能力目标：学生能够运用所学力学知识解决工程实际问题，具备一定的创新能力和实践能力，能够参与相关科研项目和实践活动。
3.素质目标：学生能够树立正确的力学观念，具备严谨的科学态度和团队协作精神，能够正确处理工程中的人际关系和利益关系。
三、教学内容与要求1.静力学部分：要求学生掌握静力学基本概念、受力分析、力系简化、平衡方程及应用。
2.材料力学部分：要求学生掌握拉伸与压缩、弯曲、剪切与挤压、疲劳破坏等基本概念和基本原理，能够运用材料力学分析工程实际问题。
3.教学内容要求：注重理论与实践相结合，加强案例教学和实验教学，培养学生解决实际问题的能力。
四、教学方法与手段1.采用多媒体教学，通过图片、视频等形式展示工程实例，增强学生的感性认识。
2.组织课堂讨论，鼓励学生发表自己的见解，培养学生的创新思维和表达能力。
3.开展实验教学，通过实际操作和观察实验现象，加深学生对力学理论的理解。
4.定期组织专题讲座和学术报告，拓宽学生的知识面，增强学生的学术素养。
五、考核方式与标准1.考试成绩：占总成绩的70%，包括选择题、填空题、计算题等题型，重点考察学生对力学知识的掌握程度和应用能力。
2.平时成绩：占总成绩的30%，包括出勤率、作业完成情况、课堂表现等，重点考察学生的学习态度和学习能力。
3.评分标准：根据学生的答题情况、解题思路和表述能力等进行评分，注重评价学生的综合素质和能力。
六、课程资源与支持1.提供课件、教学视频、案例分析等教学资源，方便学生预习和复习。
工程力学专业概论
工程力学专业概论工程力学是一门研究物体在受力作用下产生的运动和变形规律的学科，是工程学的基础和支撑。
它主要研究力学原理在工程实践中的应用，通过数学和物理的方法，分析和计算工程结构的受力情况，为工程设计和施工提供理论依据。
工程力学包括静力学和动力学两个方面。
静力学主要研究物体在平衡状态下受力的规律，通过分析受力平衡条件，求解物体受力的大小和方向，以及物体的支持反力等。
静力学的主要内容包括平面力系统的平衡、空间力系统的平衡、杆件受力分析等。
动力学主要研究物体在运动状态下受力的规律，研究物体的加速度、速度和位移随时间的变化关系，以及受力物体的动力学特性。
工程力学的研究对象主要是工程结构，如桥梁、建筑物、机械设备等。
工程结构在使用过程中会受到各种外力的作用，如重力、风力、地震力等。
通过对这些外力的分析和计算，可以确定结构的安全性和稳定性，为工程设计提供科学依据。
此外，工程力学还研究物体的变形规律，通过分析物体在受力作用下的变形情况，可以得到结构的刚度和变形量等重要参数。
工程力学的研究方法主要包括理论分析和实验研究。
理论分析通过建立力学模型，应用数学和物理的方法，推导出结构受力和变形的数学表达式，从而得出结构的受力和变形规律。
实验研究通过设计和进行实验，在实验室或现场测量结构的受力和变形情况，验证理论分析的结果，提供实际工程问题的解决方案。
工程力学在工程学科中具有重要的地位和作用。
它为工程设计提供了基本的理论支撑，帮助工程师了解和掌握结构的受力和变形规律，为工程设计和施工提供科学依据。
工程力学也是工程技术人员必备的基础知识，他们需要通过学习和掌握工程力学的理论和方法，解决工程实践中的问题。
在工程力学的学习过程中，学生需要掌握力学的基本原理和方法，了解不同类型结构的受力和变形特点，掌握力学计算的基本技能。
此外，学生还需要培养分析和解决实际工程问题的能力，学会运用工程力学的知识和方法，解决工程实践中的难题。
工程力学是工程学的基础学科，研究物体在受力作用下的运动和变形规律。
《工程力学》课程标准
课程标准课程性质：必修课计划学时：72单位：机电汽车工程学院安徽文达信息工程学院二○一七年六月工程力学一、基本情况二、课程概述（一）课程性质地位该课程是四年制本科专业基础课程。
工程力学涵盖了原有理论力学和材料力学两门课程的主要经典内容。
通过对《工程力学》的学习，学生可以掌握如何对处于静定平衡状态的物体进行静力分析和对构件进行强度、刚度和稳定性的分析。
这门课以《高等数学》、《大学物理》为基础，也是进一步学习《机械原理》、《机械设计》等其它专业课程的基础。
《工程力学》课程在机械设计专业人才培养计划中占有举足轻重的地位，是衔接基础课程与专业课程的纽带。
（二）课程基本理念1、指导思想以学院“人才培养方案”为依据，以培养“基础扎实、专业面宽、重应用、强素质”的应用型人才为出发点，遵循技术应用型本科生成才规律，树立专业指向、能力本位、个性发展理念，突出学生主体地位，运用所学的工程力学知识来发现、分析和处理实际问题。
2、基本原则以机械设计专业就业岗位需求为目标，遵循认知规律，采用理论和实践相结合的教学方式，深入浅出，发挥学生主体意识，提高教学效果，在获得机械设计专业所需要的工程力学知识的同时，增强能力、提高素质。
（三）课程设计思路1、框架设计以本课程的基本理念为指导，按照专业基础实用的原则进行课程设计，以工程力学的基本概念和基本公理为基础，对工程构件进行受力分析和强度校核，通过实验操作巩固理论知识。
2、内容安排本课程共分三大模块：静力学；材料力学；运动学与动力学。
第一模块分两大任务：静力学基欢迎下载本概念和力系。
第二模块设一大任务，两条线索，一是载荷作用方式，二是外力-内力-内力图-应力-强度条件及应用。
本模块设有3个实验，安排六个课时，通过实验引出相关内容。
第三模块主要引导学生自学。
3、学时分配本课程教学课时共72学时，4.5学分，其中理论教学66学时，实践教学6学时，教学安排在第3学期。
4、教学实施课堂教学要确保教学大纲的教学要求和教学内容的完成。
工程力学课程总论
例如：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。
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; 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
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。
赛车起跑
为什么赛车运动员起跑前要将车轮与地面 摩擦生烟？
赛车结构
为什么赛车结构前细后粗；车轮前小后 大？
日常生活中的工程力学问题
面向21世纪的 工程力学课程
经典内容更加简练
引进新的科学技术成果，内容更加丰富
新材料－复合材料、聚合物等； 新概念－失效、寿命等； 新理论－损伤、混沌等； 新方法－数值方法、工程力学建模方法。
工程力学研究自然界以及各种 工程中机械运动的最普遍、最基 本的规律，以指导人们认识自然 界，正确从事工程技术工作。
工程力学研究的两大类机械运动：
研究物体的运动，研究作用在物体 上的力与运动之间的关系；
研究物体的变形，研究作用在物体 上的力与变形之间的关系。
两类问题互相交叉、渗透和融 合
研究运动物体变形时，必须首
工程力学研究方法
理论分析方法
－ 20 世 纪 初 ， 探 索 新 设 计 、新结构。
实验方法 －具体设计的实验验证
计算机方法
－现代计算技术与 计算机应用。
“工程力学走过了从工程 设计的辅助手段到中心主要 手段，不是唱配角而是唱主 角了。”
钱学森
1997年9月
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。
2019工程力学课程总论
2019年11月30日星期
14
六
构件分类
板 壳
杆 件
2019年11月30日星期
15
六
强度:
杆件在外载作用下，抵抗断裂 或过量塑性变形的能力。
刚度:
杆件在外载作用下， 抵抗弹性变形的能力。
稳定性:
杆件在压力外载作用下， 保持其原有平衡状态的能力。
2019年11月30日星期
16
六
(1)强度：构件的抗破坏能力
2019年11月30日星期
17
六
2019年11月30日星期
18
六
(2)刚度：构件的抗变形能力
2019年11月30日星期
19
六
2019年11月30日星期
20
六
(3)稳定性: 构件保持原有平衡状态的能力
2019年11月30日星期
21
六
2019年11月30日星期
22
六
六、工程力学的研究方法
• 1.理论分析方法 • 2.实验分析方法 • 3.数值分析方法
37
六
现代加工机械
机械手的运动
2019年11月30日星期
38
六
“ 工程力学走过了从工
程设计的辅助手段到中
心主要手段的过程，不是 唱配角而是唱主角了。”
钱学森 2019年9月
授课方式：
讲授、讨论相结合
要求：
认真听课，积极讨论 课前预习，完成作业
2019年11月30日星期
40
六
考试方式：
半开卷：可以把公式写在一张A4纸上 ，带入考场。
(2)运动学：研究物体运动的几何性质，而不研究引起 物体运动原因。
2019年11月30日星期
工程力学基础课程总结
应力、变形、强度、刚度
拉压杆 变 形 伸长或缩短 扭转抽 单位扭转角 弯曲梁 挠曲线微分方程
σ Eε L FN L EA
MT L GI
AB
EI z y M ( x) 转角 y
max
M WZ
强度 条件 刚度 条件
max
FN A
变形体力学分析方法
材料无关
静定
变形体静 力学问题
研究对象 受力图 平衡方程 求反力：
求 内力 应力 物理 方程 几何 方程
物 理
求 变形
几 何
求 位移
强度与刚 度校核 截面设计 许用载荷
静不定
联立求解 反力、内 力、应力 变形、位 移等
材料相关
15
3.3
应 力
FN
应力、变形、强度、刚度
拉压杆 扭转抽 弯曲杆
2.2
力系的简化与平衡
平面力系的平衡方程（基本形式）为：
F 0 F 一般 汇交 F 0 F 力系； M ( F ) 0 力系；
x y O
x y
0 0
平行 Fy 0 力系； M A (F ) 0
例：求图示力系的合力。 解：力系向O点简化，有： FRx=Fx=F1+4F2/5-3F3/5 =6+8-9=5 kN FRy=Fy=-3F2/5-4F3/5+F4 =-6-12+8=-10 kN
7
例 求梁上分布载荷的合力。
解：载荷图形分为三部分，有
FR1=1.6kN; 作用线距O点1m。 FR2=0.6kN; 作用线距O点3.5m。 FR3=0.9kN; 作用线距O点3m。 合力 FR=FR1+FR2+FR3=3.1kN。
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5
变形效应：力与变形的关系
2021年2月26日星期五
6
四. 工程力学的研究模型
1.质点和质点系： 质点：将物体简化后得到的只有质量而不计大小、 形状的一个几何点。 质点系：由若干个质点组成的系统。
2.刚体：
在外力作用下，任意两点之间的距离始终保持不 变的物体。
3.变形体：
在外力作用下，几何形状和几何尺寸都发生变化
6.更改或修正：比较未能达到满意一致性或精度时使用。
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1
一、工程力学课程体系
工程力学
工程力学1（理论力学）
工程力学2 （材料力学）
静
运
动
力
动
力
学
学
学
基
复
本
杂
变
变
形
形
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2
二、课程性质
工程力学是一门重要的技术基础课
专业课
外 语
技术基础课 政 治
基础课
课程基础：高等数学、大学物理
后续课程：机械设计基础（5）、仓储与配送（5）、
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(1)理论分析方法
1.研究对象 3.数学建模 5.验证和论证
2.力学模型 4.求解数学问题 6.更改或修正
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(2)实验分析方法
伽利略木梁弯曲试验
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飞机静载试验 25
(3)数值分析方法
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高速列车
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硬盘驱动器 驱动马达的功 率如何确定? 运动的稳定性 问题; 噪声问题.
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的物体。
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五. 工程力学的研究内容与任务
1.工程力学（1）
任务：为运动计算和动力 计算提供相应的基础理论。
(1)静力学：
研究力的一般性质、力系 的简化方法和物体在力系 作用下的平衡规律。
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(2)运动学：研究物体运动的几何性质，而不研究引起 物体运动原因。
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(2)刚度：构件的抗变形能力
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(3)稳定性: 构件保持原有平衡状态的能力
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六、工程力学的研究方法
• 1.理论分析方法 • 2.实验分析方法 • 3.数值分析方法
现代加工机械
机械手的运动
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“ 工程力学走过了从工
程设计的辅助手段到中
心主要手段的过程，不是 唱配角而是唱主角了。”
钱学森 1997年9月
授课方式：
讲授、讨论相结合
要求：
认真听课，积极讨论 课前预习，完成作业
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考试方式：
半开卷：可以把公式写在一张A4纸上 ，带入考场。
考试成绩：
平时成绩20%+卷面成绩80%
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工程力学:
研究有关物质宏观机械运动规律及其应 用的科学。
理论力学:
研究物体机械运动规律的科学。
材料力学:
研究构件的强度、刚度和稳定性的科学。
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力学的研究方法步骤
1.确定研究对象。
2.建立和选择力学模型：合理简化成为力学模型。
－现代计算方法与计算机技术的结合。
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2021年2月26日星期五
汽车碰撞
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2021年2月26日星期五 碰撞时气囊与人的相互作用
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飞鸟与空中客车机翼相撞 29
七、工程力学与工程实践
力学与工程有着密切的联系
钱学森先生早在70年代曾指出:“不能设 想没有现代力学就能实现现代化”。
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构件分类
板 壳
杆 件
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强度:
杆件在外载作用下，抵抗断裂 或过量塑性变形的能力。
刚度:
杆件在外载作用下， 抵抗弹性变形的能力。
稳定性:
杆件在压力外载作用下， 保持其原有平衡状态的能力。
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(1)强度：构件的抗破坏能力
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(3)动力学：研究受力物体的运动变化与作用力之间的关系。
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2.工程力学（2）
任务：
在满足强度、刚度和稳定性的要求下，为 设计既经济又安全的构件，提供必要的理 论基础和计算方法。
3.数学建模：将力学原理应用于理想模型，进行理论分 析和数学演绎，建立方程或其他表达形式。
4.求解数学问题:除少数问题能进行求解外，大多数工 程问题都需要将数学问题离散化----制定算法，离散问 题程序化----选用或编制程序，并进一步优化程序，最 后进行数值计算，得到结果或结论。
5.验证结论：将结论与真实系统的性能进行比较。
物流设施与设备（6）、物流系统规划与设计（6）、
机械制造技术基础（7）及其它专业课。
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三、工程力学的研究对象
力 的
运动效应 （外效应）工程力学（1）——理论力学
效
应
变形效应 工程力学（2）——材料力学
（内效应）
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运动效应：力与运动的关系
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