工程力学课件
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工程力学ppt课件
拉伸过程中，材料可能发生弹性变形 、塑性变形或断裂；压缩过程中，材 料同样可能发生弹性变形、塑性变形 或屈曲。
剪切与扭转
剪切与扭转是研究材料在剪切和扭矩作用下的行为。
在剪切力作用下，材料可能发生剪切屈服和剪切断裂；在扭矩作用下，材料可能 发生扭转变形和扭断。
弯曲与失稳
弯曲与失稳是研究材料在弯曲和不稳定状态下的行为。
航空航天器的轻质结构易受到 气动力的影响，导致结构振动 和失稳。动力学分析确保飞行 器的安全性和稳定性。
推进系统动力学
火箭和航空发动机的稳定性直 接影响飞行器的性能和安全性 。推进系统动力学研究燃烧、 流动和振动等复杂因素。
姿态控制与稳定性
航天器在空间中的稳定姿态控 制是实现有效任务的关键。动 力学模型用于预测和控制航天 器的姿态变化。
工程力学ppt课件
汇报人：文小库
2023-12-31
CONTENTS
• 工程力学概述 • 静力学基础 • 动力学基础 • 材料力学 • 工程力学的实际应用
01
工程力学概述
定义与特点
定义
工程力学是研究物体运动规律和力的 关系的学科，为工程设计和实践提供 理论基础和技术支持。
特点
工程力学具有理论性强、实践应用广 泛、与多学科交叉融合等特点。
多体动力学与柔性结构分 析
考虑航天器中各部件的相互作 用，以及柔性结构在力矩和推 力作用下的响应。
车辆的行驶稳定性分析
轮胎与地面相互作用 研究轮胎与不同类型地面的相互 作用，以及由此产生的摩擦力和 反作用力。
操控性与稳定性控制 利用现代控制理论和方法，通过 主动或半主动控制系统来提高车 辆的操控性和行驶稳定性。
当材料受到弯曲力时，可能发生弯曲变形和弯曲断裂；失稳是指材料在某些条件下失去稳定性，可能 导致结构破坏。
剪切与扭转
剪切与扭转是研究材料在剪切和扭矩作用下的行为。
在剪切力作用下，材料可能发生剪切屈服和剪切断裂；在扭矩作用下，材料可能 发生扭转变形和扭断。
弯曲与失稳
弯曲与失稳是研究材料在弯曲和不稳定状态下的行为。
航空航天器的轻质结构易受到 气动力的影响，导致结构振动 和失稳。动力学分析确保飞行 器的安全性和稳定性。
推进系统动力学
火箭和航空发动机的稳定性直 接影响飞行器的性能和安全性 。推进系统动力学研究燃烧、 流动和振动等复杂因素。
姿态控制与稳定性
航天器在空间中的稳定姿态控 制是实现有效任务的关键。动 力学模型用于预测和控制航天 器的姿态变化。
工程力学ppt课件
汇报人：文小库
2023-12-31
CONTENTS
• 工程力学概述 • 静力学基础 • 动力学基础 • 材料力学 • 工程力学的实际应用
01
工程力学概述
定义与特点
定义
工程力学是研究物体运动规律和力的 关系的学科，为工程设计和实践提供 理论基础和技术支持。
特点
工程力学具有理论性强、实践应用广 泛、与多学科交叉融合等特点。
多体动力学与柔性结构分 析
考虑航天器中各部件的相互作 用，以及柔性结构在力矩和推 力作用下的响应。
车辆的行驶稳定性分析
轮胎与地面相互作用 研究轮胎与不同类型地面的相互 作用，以及由此产生的摩擦力和 反作用力。
操控性与稳定性控制 利用现代控制理论和方法，通过 主动或半主动控制系统来提高车 辆的操控性和行驶稳定性。
当材料受到弯曲力时，可能发生弯曲变形和弯曲断裂；失稳是指材料在某些条件下失去稳定性，可能 导致结构破坏。
《工程力学绪论》课件
工程力学在飞行器设计中至关重要， 确保飞行器的气动性能、结构强度和 稳定性。
工程力学在载人航天中发挥关键作用 ，保障航天员的生命安全和航天器的 可靠性。
航天器设计
在航天器设计中，工程力学用于分析 复杂的外太空环境对航天器结构和性 能的影响。
其他领域
车辆工程
01
工程力学在车辆工程中用于分析车辆结构的受力情况、优化设
材料力学与结构力学的发展
19世纪中叶以后，材料力学和结构力学逐渐发展成熟，为工程实 践提供了重要的理论支持。
现代工程力学
20世纪以来，随着科技的不断进步，工程力学与数学、物理学等 学科交叉融合，形成了许多新的分支领域。
工程力学的未来趋势
1 2
跨学科融合
工程力学将与生物学、化学、环境科学等学科进 一步交叉融合，开拓新的研究领域和应用方向。
04
工程力学的研究方法
理论分析法
总结词
基于数学和物理原理，通过逻辑推理和公式 推导，揭示力学现象的本质和规律。
详细描述
理论分析法是工程力学中最为基础和重要的 研究方法之一。它基于数学和物理的基本原 理，通过逻辑推理和公式推导，对力学现象 进行深入分析和解释。通过理论分析，可以 揭示力学现象的本质和内在规律，预测物体 在受力作用下的行为和变化。
计，提高车辆的安全性和性能。
水利工程
02
在水利工程中，工程力学用于分析水工结构的稳定性、安全性
以及优化设计方案。
核能工程
03
在核能工程中，工程力学用于评估核反应堆和相关设施的结构
强度、安全性和稳定性。
THANKS
感谢观看
05
工程力学的应用领域
建筑领域
01
02
《工程力学》课件第2章
图 2.3
1.
平移力 F1 , F2 …, Fn 组成的平面汇交力系的合 力 FR , 称为原平面任意力系的主矢。FR 的作用点在简化中
心O点， 大小等于各分力的矢量和，即
（2.2）
在平面直角坐标系中，则有
（2.3） （2.4）
式中，
分别为主矢 和各力在x、 y轴上的投影；
为主矢的大小； α为 与x轴所夹的锐角，的指向由∑Fx和
主矢的大小为
主矢的方向为
由于∑Ｆx和∑Fy都为正，因此主矢 指向第一象限
。
主矩的大小为
主矩的转向为逆时针方向。 力系向O点简化的结果如图2.4(b)所示。
(2) 由于 FR ０ ，MO≠0，根据力的平移定理的逆过程，可
将主矢 F与R主矩MO简化为一个合力FR。合力FR的大小、方向 与主矢 F相R 同，FR的作用线与主矢的作用线平行， 但相距
又如， 图2.1(b)所示的曲柄连杆机构受到转矩M、阻力F 以及约束反力FAx、FAy、FN的作用，显然这些力也构成了平面 力系。平面力系根据其中各力的作用线分布不同又可分为平 面汇交力系(各力的作用线汇交于一点)、平面力偶系(全部由 力偶组成)、平面平行力系(各力的作用线互相平行)和平面任 意力系(各力的作用线在平面内任意分布)。
由例2.2的讨论可知， 平面任意力系的平衡方程除了式 （2.6）所示的基本形式以外， 还有二力矩形式和三力矩形式， 其形式如下：
(2.7)
其中，A、B两点的连线不能与x轴(或y轴)垂直。
(2.8)
其中， A、 B、 C三点不能共线。 在应用二力矩形式或三力矩形式时， 必须满足其限制条
件，否则所列三个平衡方程将不都是独立的。
图 2.6
解 (1)选圆球为研究对象， 主动力：重力G 约束反力：绳子AB的拉力FT、斜面对球的约束力FN。受 力图如图2.6(b)所示。 (2) 建立直角坐标系Oxy， 列平衡方程并求解。
工程力学课件
解析法 1）在直角坐标系下，先求合力的投影
FRx Fix FRy Fiy
2 再求合力的大小： FR FRx 2 FRy 2 （ Fx） ( Fy )2
Fix 2）合力方向为： cos( FR , i ) FR 合力的作用点为力的汇交点.
Fiy cos( FR , j ) FR
或几何上，当有向线段 ab 与 x 轴正向一致，投影 Fx为正，反之为负。 力在坐标轴上的投影等于零的两种情况： 1）力等于零； 2）力与轴垂直，即当
2
F 时， x 0 。
力的分解 F Fx Fy
分力与投 影的关系
Fx Fx i Fy F y j
解：由力偶只能由力偶平衡的性质， 其受力图为
M 0
FAl M1 M 2 M 3 0
解得
M1 M 2 M 3 FA FB 200N l
例2-4
已知: F 1400N,
θ 20 , r 60mm
求: M O (F )
解:直接按定义
MO
F F h F r cos θ
平面任意力系的平衡方程
Fx 0 Fy 0 M O 0
一般式
平面任意力系平衡的解析条件是：所有各力在两 个任选的坐标轴上的投影的代数和分别等于零，以 及各力对于任意一点的矩的代数和也等于零.
平面任意力系的平衡方程另两种形式
Fx 0 二矩式 M A 0 两个取矩点连线，不得与投影轴垂直 M 0 B
第二章 平面力系
§2-1 力在轴上的投影及力对点的矩
一. 力在坐标轴上的投影与力沿轴的分解
FRx Fix FRy Fiy
2 再求合力的大小： FR FRx 2 FRy 2 （ Fx） ( Fy )2
Fix 2）合力方向为： cos( FR , i ) FR 合力的作用点为力的汇交点.
Fiy cos( FR , j ) FR
或几何上，当有向线段 ab 与 x 轴正向一致，投影 Fx为正，反之为负。 力在坐标轴上的投影等于零的两种情况： 1）力等于零； 2）力与轴垂直，即当
2
F 时， x 0 。
力的分解 F Fx Fy
分力与投 影的关系
Fx Fx i Fy F y j
解：由力偶只能由力偶平衡的性质， 其受力图为
M 0
FAl M1 M 2 M 3 0
解得
M1 M 2 M 3 FA FB 200N l
例2-4
已知: F 1400N,
θ 20 , r 60mm
求: M O (F )
解:直接按定义
MO
F F h F r cos θ
平面任意力系的平衡方程
Fx 0 Fy 0 M O 0
一般式
平面任意力系平衡的解析条件是：所有各力在两 个任选的坐标轴上的投影的代数和分别等于零，以 及各力对于任意一点的矩的代数和也等于零.
平面任意力系的平衡方程另两种形式
Fx 0 二矩式 M A 0 两个取矩点连线，不得与投影轴垂直 M 0 B
第二章 平面力系
§2-1 力在轴上的投影及力对点的矩
一. 力在坐标轴上的投影与力沿轴的分解
工程力学受力分析课件
工程力学受力分析课件
目录
• 工程力学基础 • 受力分析方法 • 常见受力分析 • 受力分析实例 • 受力分析应用
01
工程力学基 础
力的概念与性 质
总结词
详细描述
力的分类与表示
总结词
力的分类与表示方法
详细描述
根据力的作用效果，可以将力分为拉力、压力、剪切力、扭转力等。根据力的作 用方式，可以分为集中力和分布力。力的表示方法包括解析法和图示法。
力的合成与分解
力的合成
力的分解
03
常见受力分析
重力分析
重力
大小
方向 作用点
摩擦力分析
静摩擦力 滑动摩擦力
方向 大小
弹力分析
弹性形变
。
弹力
方向 大小
04
受力分析实例
斜面受力分析
总结词
斜面受力分析是工程力学中常见的问题，主要研究斜面上 物体所受的力以及这些力对物体运动状态的影响。
公式
在斜面受力分析中，常用的公式包括力的分解和合成、摩 擦力公式等。
力的平衡与作用
总结词
力的平衡条件与作用原理
详细描述
力的平衡是指物体受到的合力为零，保持静止或匀速直线运动状态。力的作用原理包括牛顿第三定律和作用与反 作用定律，即作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用线共线。
02
受力分析方法
隔离法与整体法
隔离法 整体法
牛顿运动定律
第一定律 第二定律 第三定律
详细描述 实例
05
受力分析应用
工程结构设计
建筑结构设计
1
桥梁结构设计
2
水利工程设计
3
机械运动分析
01
02
目录
• 工程力学基础 • 受力分析方法 • 常见受力分析 • 受力分析实例 • 受力分析应用
01
工程力学基 础
力的概念与性 质
总结词
详细描述
力的分类与表示
总结词
力的分类与表示方法
详细描述
根据力的作用效果，可以将力分为拉力、压力、剪切力、扭转力等。根据力的作 用方式，可以分为集中力和分布力。力的表示方法包括解析法和图示法。
力的合成与分解
力的合成
力的分解
03
常见受力分析
重力分析
重力
大小
方向 作用点
摩擦力分析
静摩擦力 滑动摩擦力
方向 大小
弹力分析
弹性形变
。
弹力
方向 大小
04
受力分析实例
斜面受力分析
总结词
斜面受力分析是工程力学中常见的问题，主要研究斜面上 物体所受的力以及这些力对物体运动状态的影响。
公式
在斜面受力分析中，常用的公式包括力的分解和合成、摩 擦力公式等。
力的平衡与作用
总结词
力的平衡条件与作用原理
详细描述
力的平衡是指物体受到的合力为零，保持静止或匀速直线运动状态。力的作用原理包括牛顿第三定律和作用与反 作用定律，即作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用线共线。
02
受力分析方法
隔离法与整体法
隔离法 整体法
牛顿运动定律
第一定律 第二定律 第三定律
详细描述 实例
05
受力分析应用
工程结构设计
建筑结构设计
1
桥梁结构设计
2
水利工程设计
3
机械运动分析
01
02
工程力学ppt课件
工程力学在土木工程中的应用
要点一
结构设计
土木工程中的结构设计需要应用工程 力学原理和方法，对建筑结构进行受 力分析、变形计算和稳定性评估。这 有助于确保土木工程结构的安全性和 稳定性。
要点二
土力学与地基工程
工程力学中的土力学理论和方法为地 基工程提供了支持。通过应用土力学 原理，土木工程师可以更好地理解和 评估地基的承载能力和稳定性，从而 优化地基设计。
工程力学的应用领域
建筑工程
建筑工程中的结构分析、抗震设计和施工过 程中的力学问题等。
航空工程
航空器的空气动力学分析、结构分析和优化 设计等。
机械工程
机械零件的强度、刚度和稳定性分析，以及 机械系统的动力学问题等。
水利工程
水坝、水闸和船闸等水利设施的设计、施工 和运行中的力学问题等。
工程力学的研究对象和方法
工程力学ppt课件
目录
• 工程力学简介 • 静力学基础 • 材料力学 • 动力学基础 • 工程力学在工程实践中的应用 • 工程力学的未来发展趋势和挑战
01
工程力学简介
什么是工程力学
工程力学是研究工程中物质和运动规 律的一门科学，涉及到物体的受力、 变形和运动等方面的知识。
工程力学结合了物理学和数学等多个 学科的知识，为各种工程实践提供基 础理论和解决方法。
载荷分析与校核
载荷分析是机械设计中的重要环节，通过工程力学的方法，设计师可以精确地预测和评估 机器在各种工况下的载荷情况，从而进行零部件的强度校核和优化设计。
摩擦与磨损研究
工程力学也涉及到摩擦与磨损的研究。这为机械设计师提供了关于摩擦、磨损和润滑的机 理和方法，有助于减少机器的摩擦和磨损，提高机器的效率和寿命。
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
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
工程力学课件(动能定理)全
由
重力的功只与始、末位置有关，与路径无关。
得
几种常见力的功
2、弹性力的功
弹簧刚度系数k(N/m)
弹性力
弹性力的功为
因
式中
得
即
弹性力的功也与路径无关
3. 定轴转动刚物体上作用力的功
则
若 常量
由
得
从角 转动到角 过程中力 的功为
§13-2 质点和质点系的动能
2、质点系的动能
由
得
取杆平衡位置为零势能位置:
即
3. 机械能守恒定律
由
即:质点系仅在有势力作用下运动时,机械能守恒.此类系统称保守系统
及
得
质点系在势力场中运动,有势力功为
M0
M1
M2
例：已知：重物m=250kg, 以v=0.5m/s匀速下降，钢索 k=3.35× N/m .
求:圆心C无初速度由最低点到达最高点时,O处约束力
解:
得
例 均质杆AB,l, m,初始铅直静止,无摩擦
求：1.B端未脱离墙时,摆至θ角位 置时的 , ,FBx ,FBy
2. B端脱离瞬间的θ１
3.杆着地时的vC及 2
解:(1)
(2) 脱离瞬间时
(3) 脱离后,水平动量守恒,脱离瞬时
例:已知 轮I :r, m1; 轮III :r,m3; 轮II :R=2r, m2;压力角（即齿轮间作用力与图中两圆切线间的夹角）为20度,物块:m;摩擦力不计.
求:O1 O2处的约束力.
其中
解:
利用
其中
研究 I 轮
压力角为
研究物块A
研究II轮
例9：已知,m,R, k, CA=2R为弹簧原长,M为常力偶.
1、质点的动能
重力的功只与始、末位置有关，与路径无关。
得
几种常见力的功
2、弹性力的功
弹簧刚度系数k(N/m)
弹性力
弹性力的功为
因
式中
得
即
弹性力的功也与路径无关
3. 定轴转动刚物体上作用力的功
则
若 常量
由
得
从角 转动到角 过程中力 的功为
§13-2 质点和质点系的动能
2、质点系的动能
由
得
取杆平衡位置为零势能位置:
即
3. 机械能守恒定律
由
即:质点系仅在有势力作用下运动时,机械能守恒.此类系统称保守系统
及
得
质点系在势力场中运动,有势力功为
M0
M1
M2
例：已知：重物m=250kg, 以v=0.5m/s匀速下降，钢索 k=3.35× N/m .
求:圆心C无初速度由最低点到达最高点时,O处约束力
解:
得
例 均质杆AB,l, m,初始铅直静止,无摩擦
求：1.B端未脱离墙时,摆至θ角位 置时的 , ,FBx ,FBy
2. B端脱离瞬间的θ１
3.杆着地时的vC及 2
解:(1)
(2) 脱离瞬间时
(3) 脱离后,水平动量守恒,脱离瞬时
例:已知 轮I :r, m1; 轮III :r,m3; 轮II :R=2r, m2;压力角（即齿轮间作用力与图中两圆切线间的夹角）为20度,物块:m;摩擦力不计.
求:O1 O2处的约束力.
其中
解:
利用
其中
研究 I 轮
压力角为
研究物块A
研究II轮
例9：已知,m,R, k, CA=2R为弹簧原长,M为常力偶.
1、质点的动能
工程力学(扭转)课件
扭转力的作用
01
02
03
传递扭矩
在机械系统中，扭转力用 于传递扭矩，实现动力的 传递和转换。
平衡系统
在建筑结构中，扭转力用 于平衡不同方向的力和扭 矩，保持结构的稳定。
调整结构
在桥梁、高层建筑等大型 结构中，扭转力用于调整 结构的形状和稳定性。
扭转力的分类
按作用方式
可分为静态扭转力和动态扭转力。 静态扭转力作用缓慢，变形量较 小；动态扭转力作用迅速，变形
抗扭强度的计算
抗扭强度的计算公式通常基于剪切应 力的极限值或剪切模量，具体公式取 决于材料的性质和受力条件。
除了理论计算，还可以通过实验测试 来测定材料的抗扭强度。实验方法包 括扭转试验、弯曲试验和压缩试验等。
对于金属材料，可以根据弹性力学理 论计算抗扭强度。对于复合材料和复 合结构，需要考虑各组分材料的性能 以及它们之间的相互作用。
未来发展
随着科技的不断进步，工程力学 （扭转）的研究将更加深入和广
泛。
未来研究将更加注重实验和数值 模拟的结合，探索扭转变形的微
观机制和宏观表现。
随着新材料和新工艺的出现，扭 转变形的研究将更加关注材料性
能和结构优化设计。
THANKS
力矩的计算公式
M=FL，其中M为力矩，F 为力，L为力臂。
力臂
从转动轴到力的垂直距离。
力矩的平衡
平衡状态
物体保持静止或匀速直线运动的 状态。
力矩平衡条件
合力矩为零，即所有外力矩的代 数和为零。
平衡方程
∑M=0，其中∑表示求和符号， M表示外力矩。
力矩的传递
传递方式
通过轴承、齿轮等机械零件将力矩传递给其他部件。
扭矩与弹性模量的关系
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。
工程力学课件-图文全
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。
T
F1 F2
约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。
F2 F1
A
柔索约束
胶带构成的约束
柔绳约束
约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。
链条构成的约束
柔绳约束
约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。
柔索
绳索、链条、皮带
2 光滑支承面约束
约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体
P P
N
N
NB NA
N
N
凸轮顶杆机构
3 光滑圆柱铰链约束
固定铰支座：物体与固定在地基或机架上的支座 有相同直径的孔，用一圆柱形销钉联结起来，这 种构造称为固定铰支座。 中间铰：如果两个有孔物体用销钉连接 轴承：
光滑圆柱铰链约束
FN FN
Fx FN Fy
圆柱铰链 A
YA
A
XA
A
约束反力过铰链中心，用XA、YA表
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。
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韩志军
一、工程力学的内容
1、工程力学是研究工程结构的受力分析、承 载能力的基本原理和方法的科学。它是工程技术 人员从事结构设计和施工所必须具备的基础。
2、内容：理论力学、材料力学等。
3、理论力学——研究物体机械运动一般规律 的科学。
其 内容：静力学、运动学、动力学。
机械运动____物体在空间的位置随时间的变 化。包括：静止、移动、转动、振动、变形、流 动、波动、扩散等。
韩志军
力学的应用
土木工程
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上海南浦大桥
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韩志军
力学的应用
土木工程
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高层建筑
浦东开发区
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力学的应用
石油工程
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力学的应用
计算机工程
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韩志军
力学的应用
其它领域
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韩志军
力学的应用
机械工程
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韩志军
三、力学的应用（为什么学）
1、力学是一门基础学科，它同数、理、 化、天、地、生并列为七大基础学科之一。
力学的应用范围十分广泛，它又属于技术
科学，它植根于国民经济的各个产业门类。 哪里有技术难题，几乎那里就有力学难题。
2、工程应用 产生的许多高新技术，航天、航空、高层 建筑、大型空间结构、巨型轮船、大跨度 与新型桥梁（如吊桥、斜拉桥）、海洋平 台、精密机械、机器人、高速列车、海底 隧道等都是在力学指导下实现的。
星系
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韩志军
力学的应用 其它领域
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大气 海洋
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力学的应用 其它领域
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韩志军
三、力学的应用（为什么学）
航天工程 航空工程 机械工程 土木工程 水利工程
核反应堆工程 石油工程 电子工程 计算机工程 其它工程 领域
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工程力学
主讲老师： 韩志军 教授
绪论
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韩志军
绪论
• 工程力学的内容 • 力学的研究方法 • 力学的应用 • 课程的要求
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4、后续课程学习的需要，并培养学 生具有一定的工程素养
结构力学、弹性力学、流体力学、机 械原理、机械设计、振动力学、电子封装 等
太原理工大学 Taiyuan University of Technology 20各力的作用线分布在同一平面，且既 不完全相交、也不完全平行的力系
韩志军
力学的应用 水利工程
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美国胡佛大坝
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韩志军
力学的应用
核反应堆工程
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韩志军
力学的应用 航天工程
神州二号
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韩志军
力学的应用
微 小 卫 星
航天工程
发现号航天飞机
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韩志军
力学的应用
航空工程
“ mechanics is a
mathematic paradise,
because we acquired
mathematics's fruit here."
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韩志军
力学的应用 其它领域
《力学史》 武际可 《力学与工程技术的进步》 薛明德
重点：
1、平面力系的简化方法与简化结果。 2、正确应用各种形式的平衡方程。 3、刚体及物体系统平衡问题的求解。 4、物体系统静定与静不定的判断。
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平面任意力系
• 平面任意力系向作用面内一点的简化 • 平面任意力系的简化结果 • 平面任意力系的平衡条件和平衡方程 • 平面平行力系 • 物体系统的平衡、静定和静不定问题 • 平面静定桁架的内力计算
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大型射电望远镜
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韩志军
力学的应用
3、
• 达芬奇说：
达 芬 奇
“力学是数学的乐园， 因为我们在这里获得
了数学的果实。”
• Leonardo Da Vinci said:
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韩志军
二、力学的研究方法
工程问题
否
力学模型
数学模型
符合 实际
分析计算
？
是
结束
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力学知识 工程经验 力学知识 力学知识 数学工具