弹性力学简明教程.pdf

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1、弹性力学简明教程主讲：王雪峰电话：13907133823邮箱：chingfly@126.comwangxf@rocksea.com.cn答疑地点：南二楼111（东）第一章绪论§1-1弹性力学的学习基础一、杨振宁执教清华本科为大一新生讲基础物理本报讯“希望大家在这一学期里不单单学习到物理，还要学到微积分，学到一些英语。”简短的开场白后，曾经获得诺贝尔物理奖的杨振宁面对130多位大一新生，开始了他为清华本科生讲授普通物理的教学生涯。9月13日上午，清华六教，82岁的杨振宁面对来自清华物理系和基础科学班大学一年级的130多张稚气面孔，从秒、光速等最基础的物理量开始，一边

2、用清晰的英文讲解，一边在演示的幻灯上写下定义、公式和推导过程。同学们听得入神，课桌上放着那本大部头的英文教材《FundamentalsofPhysics》(基础物理原理)。在另一个观摩教室，很多来自教学一线的老师、旁听的学生，甚至校外的师生也闻讯赶来，他们通过同步的影音实况录像也成为杨先生的学生。在讲到速度与加速度的关系的时候，为了让同学们听得更加明白，杨先生改成了中文讲授、中英文注释，他说：“假如有不懂的同学，必须在下课的时候找听懂的同学把这个问题弄明白，对于基本概念的理解要变为直觉。”在讲完等加速运动的时候，杨先生说：“事实上这样厚的一本书，里面的内容很少，刚

3、才讲的这两个公式的来源如果你们懂的话，第二章节就差不多掌握了。”“我们的教学中存在忽视对最基本的定义和公式的讲解的情况。杨先生的讲授始终强调物理中最为基本的东西，强调数学和物理的关系，并且在教学中也讲述了物理历史发展上的一些关键事件，给了同学们在学习中更大的发挥的天地。”清华物理系退休教师在听课后说。一位基科班的同学说：“我觉得杨振宁先生尽管用英文讲，我们接受起来没有什么难度，我们也很想多学一些专业的术语。”另一位物理系的同学则认为，“头一节课程自然比较简单，当然期待更多的精彩了！”1杨振宁在接受记者采访时说：“普通物理是基本课，在清华教课对我应该不是太困难的事情

4、，我自己对这件事情抱有很大的希望。我想教了一学期之后，我可能要写一篇通俗的文章，比较我在这里和在纽约州立大学石溪分校教普通物理的经验，这不止是这两个学校的学生的不同，我想这是中西文化不同的一个非常好的例子，所以这件事情我是很愿意做的，我相信也不是使我太疲乏的。”“我相信，杨先生为大一新生教课的行动对推动物理系乃至清华‘名师上讲堂’将有积极的促进作用。系里已经选派了2名教学经验丰富的教授给他当助教。”物理系系主任朱邦芬院士说。2003年12月，杨振宁从美归来，定居清华园，并把他居住的小院取名“归根居”。9月份开始，他在清华园教授大一物理，同时他还带研究生，虽然已经不

5、能够给他们科学研究细节上的指导，但是也时常对他们研究总的方向上给一些点拨。二、弹性力学课程特点1.数学推导频烦2.概念抽象3.解析解——例题偏少，一个好的解析解可能就是一篇好的文章4.表面上较少联系实际、实则不然三、本学科学习内容1.平面问题：基本理论、直角坐标、极坐标2.空间问题，尤其扭转问题3.简单的薄板弯曲问题四、弹性力学、材料力学、结构力学的区别：学科研究对象分析对象目标特点与精度材料力学杆状构件：杆、梁、柱面上应力、位移强度、刚度宏观、近似结构力学杆系结构：桁架、刚架面上应力、位移强度、刚度宏观、近似弹性力学一切弹性范围内的固体连空间各点的应强度、刚度、

6、细观、较精确续介质：板/壳/坝/翼/墙力、位移点的状态特别提示：弹性力学和材料力学在剪应力方面定义的是完全相反的。五、弹性力学的简介1.固体力学的重要分支它研究弹性物体在外力和其它外界因素作用下产生的变形和内力，也称为弹性理论。它是材料力学、结构力学、塑性力学和某些交叉学科的基础，广泛应用于建筑、机械、化工、航天等工程领域。弹性体是变形体的一种，它的特征为：在外力作用下物体变形，当外力不超过某一限度时，除去外力后物体即恢复原状。绝对弹性体是不存在的。物体在外力除去后的残余变形很小时，一般就把它当作弹性体处理。2下表为力学种类的一种粗略分类，由此可见弹性力学的学科地

7、位。它是各种建筑结构分析与计算的理论基石；是材料力学、结构力学的有力支撑；是所有涉及固体的力学学科与应用领域包括塑性力学、粘弹塑性力学、断裂损伤力学、应力波理论、细观力学、生物力学、土力学、岩体力学等的出发点，流体力学、空气动力学其实也不例外。⎧热力学、电动力学、量子力学、分子动力学等等⎪⎧刚体→理论力学⎪⎪⎪气、液→空气动力学、激波理论、流体力学⎪⎪⎪⎧⎧弹性力学⎪⎪⎪⎪⎪材料力学⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪结构力学⎪⎪⎪⎪⎪塑性力学⎪⎪⎪⎪⎪⎪静细→⎨观力学⎪⎪⎪⎪断裂力学⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪损伤力学力学种类⎨⎪固→⎨⎪连续统模型⎨⎪岩石力学⎪⎪⎪⎪⎪⎩基本土力学⎪⎪⎪⎪⎪⎧振动

8、理论⎪⎪⎪