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工程力学课件

工程力学课件

力矩与力矩平衡
力对点之矩矢量等于该力 使该点绕该矢量轴产生的 旋转效应。
弹性力学基础
弹性力学的基本假设
01
物体是连续的、完全弹性且各向同性的。
应力与应变
02
在物体内部某点处,单位面积上的内力称为应力;物体受力后
,其几何形状和尺寸发生改变,称为应变。
胡克定律
03
在弹性限度内,物体的应变与应力成正比,其比例系数称为弹
2023
REPORTING
工程力学ppt课件(重 庆大学版)
2023
目录
• 引言 • 工程力学基础知识 • 材料力学 • 动力学基础 • 静力学分析 • 动力学分析 • 工程力学的应用与发展
2023
PART 01
引言
REPORTING
课程简介
01
课程名称:工程力学
02 适用专业:土木工程、机械工程、航空航 天工程等
材料的失效与强度
材料的失效与强度是研究材料在载荷作用下发生失效的规律和强度的评价标准的 学科。
材料的失效主要分为韧性断裂、脆性断裂、疲劳断裂和蠕变断裂等类型;强度评 价标准包括抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪强度等,这些标准为工程设计 和选材提供了依据。
Байду номын сангаас
2023
PART 04
动力学基础
REPORTING
动力学分析的应用实例
火箭发射
火箭发动机产生的推力通过反作用力使火箭加速上升,利用了牛顿 第三定律。
汽车制动
汽车刹车时,地面摩擦力使汽车减速,直至停止,利用了牛顿第二 定律和动能定理。
桥梁振动
桥梁在风载或地震作用下会产生振动,需要利用动力学分析方法进行 抗震和抗风设计。

最新工程力学的讲义1-PPT文档资料

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有突变 突变量=F
无影响
M 图
FQ >0,斜直线,斜率>0 FQ <0,斜直线,斜率<0 FQ =0,水平线,斜率=0
q(x)>0,抛物线,上凹 q(x)<0,抛物线,下凹 FQ =0,抛物线有极值
斜率由突变 图形成折线
有突变 突变量=M
例题2—画剪力图和弯矩图
已知外伸梁,M=3kN.m,q=3kN/m,a=2m
据剪力方程和弯矩方程 可画内力图
剪力方程
qL F ( x ) F qx qx Q A 2
A点:x=0,FQA=qL/2
中点:x=L/2,FQ=0
B点:x=L,FQB=-qL/2
弯矩图画法
弯矩方程
x qL q2 M ( x ) F x qx x x A 2 2 2
续例2—弯矩图
AC:q=0,FQC>0,直线,MC=7KN.M CB:q<0,抛物 线,FQ=0,MB=6.04KN.m BD:q<0,开口向下,MB=-6kN.m
续例2—剪力图和弯矩图
从图上可以很清楚地 看出三者之间的微分 关系
例题

例题3 画出简支梁受集中力作用的剪力图和弯矩图 例题4 画出简支梁受集中力偶作用的剪力图和弯矩图
工程力学讲义
弯曲内力
机械基础教研室
冯迎辉
本节内容
平面弯曲的概念 弯曲的内力及符号规定 弯曲内力图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
本节小结
弯曲的概念
弯曲变形是指杆的轴线 由直线变成曲线,以弯 曲变形为主的杆件称为 梁。 梁的受力特点是在轴线 平面内受到力偶矩或垂 直于轴线方向的外力的 作用。

弯曲变形

工程力学PPT教学课件

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2、机构与机械传动
• 研究的对象是常规通用零件和常用机构 的设计
1) 总论部分——机器及零件设计的概论,基本 原则,一般过程和要求等;
2) 联接部分——螺纹联接,轴毂联接即键、花 键和销联接;
3) 传动部分——带传动,链传动,齿轮传动, 蜗杆传动及齿轮系等;
• 4) 轴系部分——滑动轴承,滚动轴承,联轴 器与离合器以及轴等;
• 5) 其它部分——平面机构,减速器等。
机械设计基础的研究对象:
• 本课程是论述一般通用零件的基本设计理 论与方法,用以培养学生具有设计一般机 械的能力的技术基础课程
0.2 机械设计基础的研究方法
• 理论联系实际 • 做到四多。本课程又是应用性很强的工
程课程。在学习过程中,必须多观察、 多思考、多练习、多总结。
0.3学习机械设计基础的目的
• 本课程内容是研究现有机械的运动及工作性 能和设计新机械的知识基础。它成为机械类 各专业所必修的一门技术基础课程。
• 本课程为后续有关的专业课程如机床,机械 制造工艺以及其他机械性质的专业课程打下 基础。
• 可以使学生获得正确分析、使用和维护机械 的基本知识、基本理论及基本技能。有利于 培养创新思维和创新精神,提高分析问题和 解决问题的能力。
谢谢观看
Thank You For Watching
15
一、理论力学的内容和对象
• 1.理论力学的内容
• 理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学。 • 机械运动:物体在空间的位置随时间的改变,称为机械运
动。 • 静力学----刚体的平衡规律,着重讨论静力分析,力系
的合成与简化,平衡条件及其应用 • 运动学----从几何的观点研究物体(点、刚体)的运动

工程力学课件ppt

工程力学课件ppt
机器人的动力学分析
机器人需要精确控制其运动状态,通过动力学分析可以优化其运动性能和操作精度。
05
工程实际应用
工程实际中力学的重要性
确保建筑安全
工程力学对于建筑物的设计、施工和结构安全至关重要,它确保 建筑物在各种环境条件下保持稳定和安全。
优化结构成本
通过合理应用工程力学,可以优化结构设计,降低材料成本和施 工成本,提高建筑的经济效益。
04
动力学分析
动力学分析的基本原理
动静力学平衡原理
物体在力的作用下,其运动状态会发生改变,但整体 上仍保持平衡状态。
牛顿运动定律
物体在力的作用下,其加速度与作用力成正比,与物 体质量成反比。
动能定理和势能定理
动能和势能是描述物体运动状态的两种基本方式,动 能定理和势能定理分别描述了它们的变化规律。
机械设计
在机械设计中,工程力学被用于分析机器部件的受力情况、疲劳寿命 和稳定性,以确保机器的安全运行。
工程实际中力学的未来发展趋势
新材料与新工艺
随着新材料和新工艺的发展 ,工程力学将更加注重研究 材料和工艺的本质性能和最 佳组合方式,以实现更高效
、更经济的结构设计。
数值模拟与智能化
随着计算机技术和数值模拟 技术的发展,工程力学将更 加注重通过数值模拟来预测 结构和系统的性能,实现智
动量方程
力等于动量变化率。
能量方程
力等于能量变化率。
03
材料力学
材料力学的基本概念
要点一
材料力学的发展历史
材料力学作为工程力学的一个分支, 有着长久的发展历史,最早可以追溯 到16世纪,而到了19世纪,材料力学 已经发展成为一门独立的学科。
要点二
材料力学的定义

工程力学PPT

工程力学PPT
3、反力画法:光滑面约束反力通过接触点,其方向总是沿着光 滑面的公法线且指向被约束物体,恒为压力,用符号“FN”表示。
o FG
A (a)
o FG
A FN
(b)
1
1
F N1
FG 3
FG 3
F N3
2
2
F N2
(a)
(b)
(三)、光滑圆柱铰链约束(铰或铰链)
1、定义:两个或两个以上的物体通过光滑圆柱形销钉连接在一 起的约束称为铰链约束,简称铰链或铰
FG
(b)
二平衡力
B
图1-8
F TB
(c)
A
F TA
(d)
第三节 力在直角坐标轴上的投影
一、力在直角坐标轴上的投影
1、投影的定义
从F力的两端A和B分别向坐标轴x,y作垂线
力F在x轴上的投影,用Fx表示;
力F在y轴上的投影,用Fy表示
y
y
Fy Fy
b'
B
F
α
a' A
x
O
a
Fx
b
B
F
Fy
α
A
Fx
x
O Fx
在任何外力作用下,大小和形状始终保持不变的 物体
第二节 静力学基本公理
一、公理1:二力平衡条件
作用在同一刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和 充分条件是:这两个力 “等值、反向、共线”
F1
B A F2
F1
B A F2
(a)
(b)
图1-2
二、公理2:加减平衡力系公理
在作用于刚体上的任意力系中,加上或去掉任何一个 平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用效应

工程力学ppt课件01(第一部分:第1-4章)

工程力学ppt课件01(第一部分:第1-4章)

材料力学的性能分析
01
材料力学性能分析包括对材料的弹性、塑性、脆性、韧性 等性能的评估。
02
弹性是指材料在外力作用下发生形变,外力消失后能恢复 原状的能力;塑性是指材料在外力作用下发生形变,外力 消失后不能恢复原状但也不立即断裂的能力;脆性和韧性 则是描述材料在受力过程中易碎和抗冲击能力的性能。
03
力的分类
根据力的作用效果,可将力分为拉力、 压力、支持力、阻力、推力等。
静力学的基本原理
二力平衡原理
力的平行四边形法则
作用与反作用定律
三力平衡定理
作用在刚体上的两个力等大反 向,且作用在同一直线上,则 刚体处于平衡状态。
作用于物体上同一点的两个力 和它们的合力构成一个平行四 边形,合力方向沿两个力夹角 的角平分线,因为两个分力大 小不变,所以合力的大小也是 一定的。
材料力学性能分析对于工程设计和安全评估具有重要意义 ,是确定材料能否承受预期载荷并保持稳定性的关键依据 。
材料力学的应用实例
材料力学在建筑、机械、航空航 天、汽车、船舶等领域有广泛应 用。
例如,建筑结构中的梁和柱的设 计需要考虑到材料的应力分布和 承载能力;机械零件的强度和刚 度分析对于其正常运转和疲劳寿 命预测至关重要;航空航天领域 中,材料力学则涉及到飞行器的 轻量化设计以及确保飞行安全的 关键因素。
动力学的基本原理
牛顿第一定律
物体在不受外力作用时,将保持静止或匀速直线运动状态。
牛顿第二定律
物体受到的合外力等于其质量与加速度的乘积,即F=ma。
牛顿第三定律
作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
动力学的基本方法
动力学方程的建立
01
根据牛顿第二定律,建立物体运动过程中受到的合外力与加速

工程力学完整ppt课件

工程力学完整ppt课件
第一篇 静力学
第一章 静力学基本概念与物体受力分析 第二章 汇交力系 第三章 力偶系 第四章 平面任意力系 第五章 空间任意力系 第六章 静力学专题——桁架、摩擦、重心
引言
静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。
静力学主要研究: 物体的受力分析; 力系的简化; 力系的平衡条件及其应用。
第一章 静力学基本概念与物体受力分析
F
G
FN2
G
约束力 特 点:
①大小常常是未知的;
FN1
②方向总是与约束限制的物体的位移方向相反;
③作用点在物体与约束相接触的那一点。
二、约束类型和确定约束反力方向的方法: 1. 柔索:由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束
绳索类只能受拉, 约束反力作用在接触点, 方向沿绳索背离物体。
约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。
2. 力的效应: ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)。
3. 力的三要素:大小,方向,作用点
4.力的单位: 国际单位制:牛顿(N) 千牛顿(kN)
FA
5. 力系:是指作用在物体上的一群力。 6. 等效力系:两个力系的作用效果完全相同。F1
F3 C AB
7. 力系的简化:用一个简单力系等效代替一个复 F2
一、概念
§1-3 约束与约束反力
自由体: 位移不受限制的物体叫自由体。
非自由体: 位移受限制的物体叫非自由体。
约束:对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。 (这里,约束是名词,而不是动词的约束。)
约束力:约束与非自由体接触相互产生了作用力,约束作用于 非自由体上的力叫约束力或称为约束反力。
杂力系。
8. 合力:如果一个力与一个力系等效,则称这个

《工程力学》PPT演示课件

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9
轴力正负号规定:
同一位置处左、右侧截面上内力分量必须具 有相同的正负号。
FN
FN
轴力以拉为正,以压为负。
10
三. 轴力图(FN —x )___表示轴力沿杆件轴线变化规律的图线。
如果杆件受到的外力多于两个,则杆
例题2-1
件不同部分的横截面上有不同的轴力。
A 1 B 2 C 3D
已知 F1=10kN;F2=20kN;
F1 F1 F1
FNkN
1 F2
2 F3 3 F4
F3=35kN;F4=25kN;
解:1、计算杆件各段的轴力。
FN1
AB段
Fx 0
F2
FN2
FN1F110kN
BC段
Fx 0 FN2F2 F1
FN3
FN2 F1 F2
F4
102010kN
10
25 CD段
Fx 0
FN3F425 kN
x
10
轴力图的特点:突变值 = 集中载荷
计算杆在截开面上的未知内力(此时截开面上的内力
对所留部分而言是外力)。
8
例如: (一)、内力(截面法)
F
F
F
FN =F
F
Fx 0
FN F 0
FN=F
FN F
轴力——由于外力的作用线与杆件的轴线重合,所以轴向拉压杆
内力的作用线也必与杆件的轴线重合,因此,内力称
为轴力。用FN 表示。单位:牛顿(N)
+
II
150kN
II
100kN
100kN
50kN
II FN2
I FN1 FN1=50kN
I
100kN FN2= 100kN
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工程力学概论
研究方法
学习方法与要求
学习方法:
➢ 积极参与教学过程,注重理解所学内容 ➢ 独立、认真思考,注意分析各章节学习内容之间的内
在关系 ➢ 侧重利用已经研究、总结出的公式与结论,解决实际
问题,主动训练独立分析与解决问题的能力 ➢ 认真、及时完成课外作业 ➢ 充分使用学院图书资源,在学习基本内容的同时,根
第1章 静力学基础
5)柔索:
一、基础 6、约束类型及约束力
第1章 静力学基础
一、基础 6、约束类型及约束力
6)固定端:
空间:
平面:
第1章 静力学基础
7)构件各部分之间:
平面:
一、基础 6、约束类型及约束力
解除约束后,才能画约束力!!!
第1章 静力学基础
例题1-5、7、8: 作业:第1章 3、7
工程力学概论
学科分类
力学可一般地分为静力学、运动学和动力学三部分。
➢ 静力学研究力系或物体的平衡问题,不涉及物 体的运动;
➢ 运动学研究物体如何运动,不讨论运动与受力 的关系;
➢ 动力学则讨论力与运动的关系。
工程力学概论
根据研究的对象也可分为一般力学、固体力学和流体力 学三个分支。
➢ 一般力学研究力及其与运动的关系。属于一般力学范畴的有理 论力学(含静力学、运动学、动力学)、分析力学、振动理论 等。
工程力学课件ppt
工程力学概论
工程力学(或者应用力学)是将力学原理应用于有实际 意义的工程系统的科学。
机械、机构、结构如何受力,如何运动,如何变形, 如何破坏?
机构可承受多大载荷,需多大尺寸,是否安全? 工程师们需要制定合理的设计规则、规范、手册,使 机械、机构、结构等按设计要求实现运动、承受载荷,控制 它们不发生影响使用功能的变形,更不能发生破坏。
➢力偶: 一对大小相等,方向相反的力组成(平行且不共线)
力偶产生转动效应。单位:牛顿米 Nm 实例分析
➢力矩: 一个外力作用下产生的力偶大小。单位:牛顿米 Nm
1.在圆盘上作用一外力,将产生什么样的运动效应?为什么?
F’ F
h
F'F
M Fh
2.在矩形块上作用一外力,将产生什么样的运动效应?为什么? F
2)光滑圆柱铰接:
FCy

A
C
FCx
F 'Cx
C
F 'Cy B
第1章 静力学基础
3)辊轴铰链支座(活动铰链支座):
一、基础 6、约束类一型、及基约础束力
垂直支承面
FN
A
第1章 静力学基础
4)光滑接触面:
一、基础 6、约束类型及约束力
光滑接触面的约束力通过接触点,方向沿着接触面 在该点的公法线,指向被约束物体内部,即必为压力。
一、基础 6、约束类型及约束力
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
1.载结荷的论移:动
若F 考虑变形,载荷不可移动
F
左段杆及墙体受拉力 右段杆不受力
M
全部杆及墙体受拉力
M
左段杆及墙体上拉下压 右段杆不受力
全部杆及墙体上拉下压
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
1.力沿其作用线移动
培养科学思维和研究方法,其重要性绝不亚于获 取知识本身。
第1篇 静力学
静力学研究的是物体在力系作用下 的平衡规律
力系:两个以上的力 平衡:静止或保持匀速运动
第1章 静力学基础
一、基础 1、刚体与变形体
➢ 受力后不产生变形的物体--刚体 ➢ 受力后产生变形的物体--变形体
a) 若在分析计算时暂时忽略物体受力后的变形,即可 把该研究对象“视”为刚体
F F
左段杆及墙体受拉力 右段杆不受力
全部杆及墙体受拉力
结论:
若不考虑变形,力可沿其作用线移动,移动后不改变移 动区域外的受力状况,不影响平衡状态。 例P22 1-4
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
2.力平行移动
B
F
dM
A
M=Fd
反过来呢?
一个力加
一力偶,用一个等效力代替?
结论:作用在刚体上的力可向刚体上任一点平移, 但必须附加一力偶,这个附加力偶的大小等于力对 平移点的力矩。
第1章 静力学基础
二、载荷的移动、合成与分解
3.力偶的移动
M
M
左段杆及墙体上拉下压 右段杆不受力
全部杆及墙体上拉下压
结论:
若考虑变形,力偶不可移动 若不考虑变形,力偶可在其作用面及与作用面平行的平面内移动, 移动后不改变移动区域外的受力状况,不影响平衡状态。
学习方法与要求
用具:
➢ 作图工具(三角尺、量角器、圆规) ➢ 计算器 ➢ 二个课外作业本(白纸) ➢ 课堂练习用本(白纸,可单页)
善于从错综复杂的自然现象、科学实验结果和工 程技术实践中抓住事物的本质,提炼成力学模型, 采用合理的数学工具,分析掌握自然现象的规律, 进而提出解决工程技术问题的方案,最后再和观 察或实验结果反复校核直到接近为止的科学研究 方法。
b) 静力学部分(第一篇)均忽略研究对象的变形问题, 即视所研究物体为刚体
第1章 静力学基础
2、刚体的运动形式
➢ 移动 ➢ 定轴转动 ➢ 移动+定轴转动
一、基础
第1章 静力学基础
3、刚体的自由度
➢ 空间6个
➢ 平面3个
z
O y
一、基础 x
第1章 静力学基础
一、基础
4、载荷的种类及作用效应
➢力 力产生移动效应。单位:牛顿 N
➢ 固体力学研究在外力作用下,可变形固体内部各质点所产生的 位移、运动、应力、应变及破坏等的规律。属于固体力学范畴 的有材料力学、结构力学、弹性力学和塑性力学、复合材料力 学、断裂力学等。
➢ 流体力学的研究对象是气体和液体。研究在力的作用下,流体 本身的静止状态、运动状态及流体和固体间有相对运动时的相 互作用和流动规律等。属于流体力学的有水力学、空气动力学、 环境流体力学等。
据自己的爱好和特长,进一步广泛深入地研究工程力 学相关的其它问题
学习方法与要求
学习要求:
➢ 不可迟到、早退、旷课 ➢ 上课不允许睡觉、做与本课程无关的事、说与上课无关的话 ➢ 积极参与教学过程,认真完成课堂练习 ➢ 按教师要求及时、独立完成课后作业 ➢ 上课带教材、课堂笔记本、练习本、画图工具、计算器
第1章 静力学基础
5、约束及约束力
实例:
一、基础
F
➢约束力是被动力,大小方向由外力(主动力)决定 ➢可通过约束能限制的自由度数分析约束力的类型 ➢可用约束力代替约束(解约束)
第1章 静力学基础
6、约束类型及约束力 1)固定铰接支座:
一、基础
F
A
F
F Ay
A
F Ax
第1章 静力学基础
一、基础 6、约束类型及约束力
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