工程力学第1章.ppt

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1、工程力学(EngineeringMechanics)总成绩100期末考试出勤10课堂表现10作业10平时成绩7030每周二交作业16开纸工程力学是一门关于力学学科在工程上的基本应用的课程机械、结构等受力如何？如何运动？如何变形？破坏？如何控制设计？性态规则一﹑内容：静力学，运动学与动力学，材料力学。静力学研究的是物体在力系作用下的平衡问题，即研究物体平衡时作用在物体上的力应满足的条件研究力系的平衡条件建立平衡方程由平衡方程求解力系工程力学的研究内容工程力学是一门关于力学学科在工程上的基本应用的课程2.运动学与动力学材料力学是研究工程构件在工作载荷

2、作用下的安全性强度刚度稳定性运动学：从几何角度来研究物体的运动动力学：研究机械运动与所受力之间的关系轴叶轮疲劳断裂破坏转子轴疲劳开裂疲劳断裂破坏大桥断裂汽车碰撞试验建筑物控制爆破工程力学的研究模型静力学－－刚体材料力学－－变形体运动学－－点和刚体动力学－－质点和质点系在力的作用下，大小和形状都不改变的物体从几何角度研究物体的运动，不考虑力和质量研究力与运动的关系材料模型变形体模型刚体模型提出问题，选择有关的研究系统。对系统进行抽象与简化，建立力学模型。利用力学原理进行分析、推理，得出结论与已知结论相比较，或由实验进行验证。确认或进一步改善模型，深

3、化认识工程力学解决问题的一般方法，类似于一般科学研究的普遍方法，可归纳为：建立力学模型是最关键的。(需要知识和经验)模型包括材料性能、载荷、约束、几何形状等真实情况的理想化和简化。1.6一般研究方法工程力学的研究方法生活实践生产实践科学实验归纳总结公理定理定律数学演绎工程假设实践检验实际实　践理　论再实践学习要求：掌握基本理论、工程计算方法、理论联系实际应用第一篇静力学第1章静力学基础1.1力和力矩1.2力偶及其性质1.3约束与约束力1.4平衡的概念1.5受力分析方法与过程1.6结论与讨论一、静力学的模型（基本概念）1.刚体物体内任意两点始终保

4、持不变的距离或形状和尺寸始终保持不变的物体。实际的物体都是变形体，有：固体、流体（液体和气体）物体系统:构形不变的物体系——结构构形可变的物体系——机构2.力力的作用效应：(2)力的三要素：作用点、大小、方向(3)力的分类：集中力与分布力内力与外力主动力与约束力F力是物体间相互的机械作用。（受力体、施力体）外效应－－机械运动发生变化内效应－－物体发生变形力是矢量定位矢量、自由矢量、滑移矢量对于刚体而言，力是滑移矢量。汽车通过轮胎作用在桥面上的集中力模型载荷模型桥面板作用在钢梁的分布力模型3、力系平面力系、空间力系汇交力系、平行力系、一般力系

5、、力偶系作用在研究对象上所有力的总称作用在同一平面内，大小相等、方向相反、作用线相互平行的两个力。力偶使刚体的转动状态发生改变。作用效应度量转动作用效应的物理量。单位为N.m或kN.m在平面内，M是代数量，逆时针转动为正。力偶矩力偶的作用平面、转向和力偶矩的大小，可以用一个矢量（力偶矩矢M）来描述。力偶的三要素FF’hoxyM4力偶（又一基本量）(2)约束力－－约束对物体的作用力。是被动力（待求的未知力）。(1)约束－－对非自由体运动的限制条件（周围物体）。4.约束和约束力其作用线或方向：可由约束对物体运动的限制情况而定，与所限制的运动方向相

6、反。其大小：与主动力的大小有关，用平衡条件求得。(3)几种常见约束的约束力T1’作用线：沿柔性体方向：离开非自由体（拉力）T(a)柔性体（绳索、皮带、链条）T1T2’T2(b)光滑面NR作用线：沿约束面的公法线方向：指向非自由体（压力）(c)滚轴支承(3)几种常见约束的约束力NNN辊轴光滑刚性面约束约束与约束力工程结构中为了减少因温度变化而引起的约束力，通常在固定铰链支座的底部安装一排辊轮或辊轴，可使支座沿固定支承面自由滚动，这种约束称为滚动铰链支座，又称辊轴支座(rollersupport)。当构件的长度由于温度变化而改变时，这种支座允

7、许构件的一端沿支承面自由移动。辊轴FRFRFR光滑刚性面约束约束与约束力BAAB(d)光滑圆柱铰链R作用线：通过铰链中心方向：待定（可用两个分力表示）Ry(f)圆柱轴承（滚珠轴承）(e)固定铰支座(3)几种常见约束的约束力RxYYAXAYBX(g)止推轴承NAYBXB约束与约束力光滑铰链约束将具有相同圆孔的两构件用圆柱形销钉连接起来，称为中间铰约束FRyFRx销钉(铰链)约束与约束力光滑铰链约束铰约束与约束力光滑铰链约束铰约束与约束力光滑铰链约束固定铰支座约束与约束力光滑铰链约束构件的端部与支座有相同直径的圆孔，用一圆柱

8、形销钉连接起来，支座固定在地基或者其他结构上。这种连接方式称为固定铰链支座，简称为固定铰支(smoothcylindricalpinsu