力学的学科体系概述ppt课件.ppt

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1、1)定义：力学，mechanics，是指一切研究对象的受力和受力效应的规律及其应用的学科的总称。由于对象的受力广泛存在和力效应的多样性，所以力学问题成为客观世界中最广泛存在的问题，力学成为现代科学与技术的重要的基础和组成部分。力学与材料、控制并列为现代工程技术的三大支柱。2)力学的学科地位：与数学、物理、化学、天文学、地理学、生物学并列，是人类社会7大类自然科学之一，具备独立、完整的学科体系。人类早期的生产实践活动是力学最初的起源。物理学的建立是从力学开始的，当物理学摆脱了这种机械(力学)的自然观而获得健康发展时，力学则在工程技术的推动下按

2、自身逻辑进一步演化。最终，力学和物理学各自发展成为自然学科中两个相互独立的、自成体系的学科分类。在力学与物理学之间不存在隶属关系。13)力学的学科体系力学具备完整的学科结构和体系。力学是机械工程、土木工程、道路桥梁、航空航天工程、材料工程等的基础支柱，在人类的实践活动中无处不在，并且深刻地影响着人类的实践活动。a)按研究对象的物态进行区分，力学可以分为固体力学和流体力学。b)根据研究对象具体的形态、研究方法、研究目的的不同，固体力学可以分为理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、板壳力学、塑性力学、断裂力学、机械振动、声学、计算力学、有限元

3、分析等等，流体力学包含流体力学、流体动力学等等。c)根据针对对象所建立的模型不同，力学也可以分为质点力学、刚体力学和连续介质力学。连续介质通常分为固体和流体，固体包括弹性体和塑性体，而流体则包括液体和气体。2固体力学(SolidMechanics)：研究可变形固体在外界因素作用下所产生的应力、应变、位移和破坏等的力学分支。固体力学研究的内容既有弹性问题，又有塑性问题；既有线性问题，又有非线性问题。在固体力学的早期研究中，一般假设物体是均匀连续介质，近年来发展起来的复合材料力学和断裂力学分别研究非均匀连续体和含有裂纹的非连续体。自然界中存在着

4、大至天体，小至粒子的固态物体和各种固体力学问题。人所共知的山崩地裂、沧海桑田都与固体力学有关。现代工程中，无论是飞行器、船舶、坦克，还是房屋、桥梁、水坝、原子反应堆以及日用家具，其结构设计和计算都应用了固体力学的原理和计算方法。3流体力学(FluidMechanics)：研究流体(液体和气体)在各种力作用下的平衡和运动规律及其应用的学科。流体力学是力学的一个重要分支，它主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。在生活、环保、军事技术及工程中具有重要的应用价值。山西五台西龙池抽水蓄能电站下库

5、岩基渗流分析长江水系图4流体力学：研究流体(液体和气体)在各种力作用下的平衡和运动规律及其应用的学科。流体力学是力学的一个重要分支，它主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。在生活、环保、军事技术及工程中具有重要的应用价值。歼10进行风洞(WindTunnel)试验梅赛德斯-奔驰SLRMcLaren2004风洞试验5理论力学(TheoreticsMechanics)是研究物体机械运动的一般规律的科学。是大部分工程技术科学中力学理论的基础。其理论基础是牛顿运动定律，故又称牛顿力学。对于速度

6、远小于光速的宏观物体的运动，包括一般细观或宏观对象的运动，如分子团、常见机械及各种结构、超音速喷气飞机及宇宙飞行器、天体的运动，都可以用理论力学进行分析。理论力学遵循正确的认识规律进行研究和发展。人们通过观察生活和生产实践中的各种现象，进行多次的科学试验，经过分析、综合和归纳，总结出力学的最基本的理论规律。课桌椅太阳系示意图汽车发动机61)静力学(Statics)：研究处于平衡状态的物体的受力理论力学(TheoreticsMechanics)的分支(branch)2)运动学(Kinematics)：从几何的角度（指不涉及物体本身的物理性质和

7、加在物体上的力)描述和研究物体位置随时间的变化(机械运动)规律静力学，按研究对象的不同，可分为质点静力学、刚体静力学、流体静力学等；按研究的方法可分为几何静力学（或初等静力学）和分析静力学。静力学在工程技术中有着广泛的应用。例如对房屋、桥梁的受力分析，有效载荷的分析计算等。运动学为动力学、机械原理(机械学)提供理论基础，也是自然科学和工程技术很多学科所必需的基本知识(兵器工业，航天器、天体运行)。73)动力学(Dynamics/Kinetics)：主要研究作用于物体的力与物体运动的关系。动力学的研究对象是运动速度远小于光速的宏观物体。动力学

8、是物理学、天文学和许多工程学科的基础。内燃机动力学火箭喷气发动机MP5冲锋枪动力学的基本内容包括质点动力学、质点系动力学、刚体动力学、达朗贝尔原理等。以动力学为基础而发展出来的应