《工程力学》课程总论
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工程力学的研究内容与模型
——分析模型
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，必须考 虑变形——变形体。
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工程力学的研究内容与模型
——分析模型
研究塔吊不致倾倒，确定所需配重 ——刚体
对于塔吊和组成塔吊的每一根杆件 ——变形体
物体模型－－质点与质点系
当所研究物体的运动范围远远超过其本身的几何尺 度时，物体的形状和大小对运动的影响很小，可将其 抽象为只有质量而无体积的“质点”。 由若干质点组成的系统，称为质点系。
29/47
工程力学的研究内容与模型
——分析模型
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。
14/47
工程与工程力学——飞机
疲劳 引起的破坏
15/47
工程与工程力学——海洋钻井平台
16/47
工程与工程力学——航天器
我国长征火箭家族
航天飞机
17/47
工程与工程力学——高速列车
18/47
工程与工程力学——大型水利工程设施
长江三峡工程
19/47
工程与工程wenku.baidu.com学
20世纪产生的另一些高新技术，如核反应 堆工程、电子工程、计算机工程等，虽然是在 其他学科指导下产生和发展起来的，但也都对 工程力学提出了各式各样、大大小小的问题。
7/47
工程与工程力学——高层建筑与大型桥梁
浦江两岸
8/47
工程与工程力学——高层建筑与大型桥梁
金茂大厦
高420.5m 共 88 层
金茂大厦中庭
荣获2001年“ 美国建 筑师学会室内建筑奖 ”
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工程与工程力学——高层建筑与大型桥梁
桥面结构
缆索与立柱
桥墩
10/47
工程与工程力学——高层建筑与大型桥梁
➢自然界及工程技术过程都包含机械运动； ➢工程力学是研究自然界及各种工程中机械运动最普遍、 最基本的规律，以指导人们认识自然界，科学地从事工程 技术工作。 ➢工程力学研究两大类机械运动：
✓研究物体的运动，研究力和运动之间的关系； ✓研究物体的变形，研究力与变形之间的关系。
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工程力学的研究内容与模型
20/47
工程与工程力学——核反应堆压力容器
核反应产生大量热量和气 体，容器产生怎样的变形？ 变形对反应堆的运行产生 什么影响？ 容器的壁厚如何选择才能 确保反应堆安全运行？
21/47
工程与工程力学——计算机硬盘驱动器
✓ 给定角加速度，从启动到正 常运行所需的时间以及转数。 ✓ 已知转台的质量及其分布， 当驱动器到达正常运行时，驱动 马达的功率如何确定?
垮塌前的大桥
垮塌后的大桥
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工程与工程力学——高层建筑与大型桥梁
法庭以外的问题： ➢力学素质的重要性 ➢从简单力学问题到高等力学问题
✓简单力学问题：队伍过桥时不能齐步走 ✓高等力学问题：
冲击载荷的概念：人跑步时脚上的力量有多大 损伤累积与结构寿命：与跑步的次数有关
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工程与工程力学——高速公路
课程目的
➢工程力学是工科专业技术基础主要课程， 兼有基础理论和应用技术双重性质 ➢培养学生的工程力学素质，具有创新精神 和实践能力的高素质人材的需要
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成绩考核评定
➢平时成绩占30％（包括作业、上课考 勤、提问等） ➢期末考试占70％
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教学内容及学时
课程总论（1学时）
第1章 静力学基础
22/47
工程与工程力学——雷达确定目标方位
➢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，怎样准确 测定目标的速度和加速度。
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工程与工程力学——舰载飞机起飞
✓ 若已知推力和跑道可能 长度，则需要多大的初速 度和时间间隔才能达到飞 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。
第1篇 静力学（1第4学2章时力）系的简化
第3第章4章工程材构料件力的学静的力基学本平概衡念问题 第5章 杆件的内力图
第2篇 材料力学（2第4学6章时拉）压杆件的应力变形分析与强度设计
第7章 梁的强度问题 第8章 梁的位移分析与刚度设计
习题（6学时）
复习（3学时）
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工程力学课程总论
➢工程力学涉及众多的力学学科分支与广泛的工程 技术学科； ➢作为高等工科学校的一门课程，工程力学只是其 中最基础的部分； ➢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； ➢工程力学课程不仅与力学密切相关，而且紧密联 系于广泛的工程实际。
24/47
工程与工程力学——非工业工程中的力学问题 爆破时烟囱 怎样倒塌
脚手架中的力学
25/47
工程力学的研究内容与模型
工程力学的研究内容 工程力学的两种主要模型
26/47
工程力学的研究内容与模型——研究内容
➢力学是研究物质宏观机械运动的学科； ✓机械运动——物体空间位置的改变、物体的运动和变 形、气体和流体的流动等；
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工程力学课程总论
➢工程与工程力学 ➢工程力学的研究内容与模型 ➢工程力学的分析方法
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工程与工程力学
20世纪以前，推动近代 科学技术与社会进步的蒸汽机、 内燃机、铁路、桥梁、船舶、 兵器等，都是在力学知识的累 积、应用和完善的基础上逐渐 形成和发展起来的。
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工程与工程力学
20世纪产生的诸多高新技术，如高层建筑、大 跨度悬索桥、海洋平台、航空航天器、机器人、高 速列车以及大型水利工程等许多重要工程更是在工 程力学指导下得以实现，并不断发展完善的。
——分析模型
➢自然界与各种工程中涉及机械运动的物体有时很复杂， 工程力学研究物体的机械运动时，必须忽略一些次要因素 的影响，对其进行合理的简化，抽象出研究模型。 ➢模型：
✓实际物体的合理抽象与简化； ✓实际工作状态的合理抽象与简化； ✓实际问题的合理抽象与简化。
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工程力学的研究内容与模型
——分析模型
上海南浦大桥
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工程与工程力学——高层建筑与大型桥梁
➢1999年1月4日18时50分，重庆市綦江县彩虹桥发生整体垮 塌，造成40人死亡，14人受伤，直接经济损失631万元。 ➢事故经过：30余名群众正行走于彩虹桥上，另有22名驻綦武 警战士进行训练，由西向东列队跑步至桥上约三分之二处时， 整座大桥突然垮塌。
工程力学的研究内容与模型
——分析模型
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，必须考 虑变形——变形体。
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工程力学的研究内容与模型
——分析模型
研究塔吊不致倾倒，确定所需配重 ——刚体
对于塔吊和组成塔吊的每一根杆件 ——变形体
物体模型－－质点与质点系
当所研究物体的运动范围远远超过其本身的几何尺 度时，物体的形状和大小对运动的影响很小，可将其 抽象为只有质量而无体积的“质点”。 由若干质点组成的系统，称为质点系。
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工程力学的研究内容与模型
——分析模型
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。
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工程与工程力学——飞机
疲劳 引起的破坏
15/47
工程与工程力学——海洋钻井平台
16/47
工程与工程力学——航天器
我国长征火箭家族
航天飞机
17/47
工程与工程力学——高速列车
18/47
工程与工程力学——大型水利工程设施
长江三峡工程
19/47
工程与工程wenku.baidu.com学
20世纪产生的另一些高新技术，如核反应 堆工程、电子工程、计算机工程等，虽然是在 其他学科指导下产生和发展起来的，但也都对 工程力学提出了各式各样、大大小小的问题。
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工程与工程力学——高层建筑与大型桥梁
浦江两岸
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工程与工程力学——高层建筑与大型桥梁
金茂大厦
高420.5m 共 88 层
金茂大厦中庭
荣获2001年“ 美国建 筑师学会室内建筑奖 ”
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工程与工程力学——高层建筑与大型桥梁
桥面结构
缆索与立柱
桥墩
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工程与工程力学——高层建筑与大型桥梁
➢自然界及工程技术过程都包含机械运动； ➢工程力学是研究自然界及各种工程中机械运动最普遍、 最基本的规律，以指导人们认识自然界，科学地从事工程 技术工作。 ➢工程力学研究两大类机械运动：
✓研究物体的运动，研究力和运动之间的关系； ✓研究物体的变形，研究力与变形之间的关系。
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工程力学的研究内容与模型
20/47
工程与工程力学——核反应堆压力容器
核反应产生大量热量和气 体，容器产生怎样的变形？ 变形对反应堆的运行产生 什么影响？ 容器的壁厚如何选择才能 确保反应堆安全运行？
21/47
工程与工程力学——计算机硬盘驱动器
✓ 给定角加速度，从启动到正 常运行所需的时间以及转数。 ✓ 已知转台的质量及其分布， 当驱动器到达正常运行时，驱动 马达的功率如何确定?
垮塌前的大桥
垮塌后的大桥
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工程与工程力学——高层建筑与大型桥梁
法庭以外的问题： ➢力学素质的重要性 ➢从简单力学问题到高等力学问题
✓简单力学问题：队伍过桥时不能齐步走 ✓高等力学问题：
冲击载荷的概念：人跑步时脚上的力量有多大 损伤累积与结构寿命：与跑步的次数有关
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工程与工程力学——高速公路
课程目的
➢工程力学是工科专业技术基础主要课程， 兼有基础理论和应用技术双重性质 ➢培养学生的工程力学素质，具有创新精神 和实践能力的高素质人材的需要
1/47
成绩考核评定
➢平时成绩占30％（包括作业、上课考 勤、提问等） ➢期末考试占70％
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教学内容及学时
课程总论（1学时）
第1章 静力学基础
22/47
工程与工程力学——雷达确定目标方位
➢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，怎样准确 测定目标的速度和加速度。
23/47
工程与工程力学——舰载飞机起飞
✓ 若已知推力和跑道可能 长度，则需要多大的初速 度和时间间隔才能达到飞 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。
第1篇 静力学（1第4学2章时力）系的简化
第3第章4章工程材构料件力的学静的力基学本平概衡念问题 第5章 杆件的内力图
第2篇 材料力学（2第4学6章时拉）压杆件的应力变形分析与强度设计
第7章 梁的强度问题 第8章 梁的位移分析与刚度设计
习题（6学时）
复习（3学时）
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工程力学课程总论
➢工程力学涉及众多的力学学科分支与广泛的工程 技术学科； ➢作为高等工科学校的一门课程，工程力学只是其 中最基础的部分； ➢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； ➢工程力学课程不仅与力学密切相关，而且紧密联 系于广泛的工程实际。
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工程与工程力学——非工业工程中的力学问题 爆破时烟囱 怎样倒塌
脚手架中的力学
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工程力学的研究内容与模型
工程力学的研究内容 工程力学的两种主要模型
26/47
工程力学的研究内容与模型——研究内容
➢力学是研究物质宏观机械运动的学科； ✓机械运动——物体空间位置的改变、物体的运动和变 形、气体和流体的流动等；
4/47
工程力学课程总论
➢工程与工程力学 ➢工程力学的研究内容与模型 ➢工程力学的分析方法
5/47
工程与工程力学
20世纪以前，推动近代 科学技术与社会进步的蒸汽机、 内燃机、铁路、桥梁、船舶、 兵器等，都是在力学知识的累 积、应用和完善的基础上逐渐 形成和发展起来的。
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工程与工程力学
20世纪产生的诸多高新技术，如高层建筑、大 跨度悬索桥、海洋平台、航空航天器、机器人、高 速列车以及大型水利工程等许多重要工程更是在工 程力学指导下得以实现，并不断发展完善的。
——分析模型
➢自然界与各种工程中涉及机械运动的物体有时很复杂， 工程力学研究物体的机械运动时，必须忽略一些次要因素 的影响，对其进行合理的简化，抽象出研究模型。 ➢模型：
✓实际物体的合理抽象与简化； ✓实际工作状态的合理抽象与简化； ✓实际问题的合理抽象与简化。
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工程力学的研究内容与模型
——分析模型
上海南浦大桥
11/47
工程与工程力学——高层建筑与大型桥梁
➢1999年1月4日18时50分，重庆市綦江县彩虹桥发生整体垮 塌，造成40人死亡，14人受伤，直接经济损失631万元。 ➢事故经过：30余名群众正行走于彩虹桥上，另有22名驻綦武 警战士进行训练，由西向东列队跑步至桥上约三分之二处时， 整座大桥突然垮塌。