《高等结构力学》课件

《高等结构力学》ppt课件•引言contents•结构力学基础•弹性力学目录•塑性力学•振动与波动•有限元法CHAPTER01引言课程简介适用对象土木工程、机课程名称《高等结构力械工程、航空航天等专业学》本科生及研究生课程性质专业核心课程学分3学分课程目标提高学生解决实际工程问题掌握高等结构力学的基本原的能力理和计算方法培养学生对复杂结构的分析培养学生的创新思维和实践和设计能力能力CHAPTER02结构力学基础结构力学的基本概念010203结构结构力学结构分类由构件（如梁、柱、板等）研究结构在各种外力作用静定结构和超静定结构，通过节点（如铰、刚节点下产生的内力和变形的学线性结构和非线性结构等等）连接而成的体系科静力学基础静定结构的位移计算和刚度校核03静定结构和超静定结构的内力分析方法02静力平衡条件合力为零，合力矩为零01动力学基础动力学基本概念振动、波动等单自由度系统的振动分析自由振动、受迫振动、共振等多自由度系统的振动分析模态分析、响应分析等CHAPTER03弹性力学弹性力学的基本概念弹性体定义01弹性体是指在外力作用下发生形变，外力消失后能恢复原状的物体应力与应变02应力是指单位面积上所承受的内力，应变则描述了物体形状的改变程度弹性模量03描述材料抵抗形变能力的物理量，不同材料的弹性模量不同弹性力学的基本方程平衡方程描述了物体内部应力平衡的状态1几何方程描述了物体形变后各点的位移与应变的关系2本构方程描述了应力与应变的关系，依赖于材料的弹性模3量弹性力学的应用材料科学研究材料的力学性能，如强度、韧性、疲劳寿命等，为新材料的研发提供理工程结构设计论支持在建筑、机械、航空航天等领域，利用弹性力学分析结构的稳定性、安全性及生物医学工程优化设计在人体骨骼、牙齿、器官等生物结构的研究中，利用弹性力学模拟生物组地质工程织的力学行为在岩土工程中，利用弹性力学分析地层的应力分布、位移变化及预防地质灾害CHAPTER04塑性力学塑性力学的基本概念塑性力学屈服准则研究材料在塑性状态下应力和描述材料在某一给定应力状态应变行为的力学分支下是否进入塑性变形的准则塑性变形流动法则材料在应力超过屈服点后发生描述塑性变形过程中应力和应的不可逆变形变关系的基本法则塑性力学的基本方程屈服条件描述材料屈服时的应力状态流动方程描述塑性变形过程中应力和应变的变化关系本构方程描述材料在塑性变形过程中的应力-应变行为增量理论根据不同的本构方程，推导出的塑性力学基本方程的多种形式塑性力学的应用金属成型岩石力学利用塑性力学原理研究金属成型过程中的应研究岩石在复杂应力状态下的破裂、失稳和力、应变和缺陷控制变形行为复合材料生物力学分析复合材料的层间应力和应变行为，优化研究生物组织的弹性和塑性行为，为生物医复合材料的结构设计学工程提供理论基础CHAPTER05振动与波动振动与波动的基本概念振动波动物体在平衡位置附近做周期性往复运动的现象能量在介质中传播的形式，表现为介质中各点的振动状态随时间变化振动与波动的关系振动是波动产生的原因，波动是振动传播的结果振动与波动的基本方程振动方程描述物体在某一时刻的位移、速度和加速度的数学表达式波动方程振动与波动方程的建立描述波动在介质中传播的速度、位移和时间基于牛顿第二定律、胡克定律等基本物理原的数学表达式理振动与波动的应用振动隔离与减震利用隔振器和减震器减小或隔离振动的传递振动控制波动传播规律的应用通过主动或被动控制技术减小或消除有害振利用波动传播规律进行无损检测、地震勘探动等应用CHAPTER06有限元法有限元法的基本概念01有限元法是一种数值分析方法，通过将复杂的结构或系统离散化为有限个小的单元，利用数学近似方法对每个单元进行分析，进而得到整个系统的近似解02有限元法广泛应用于工程领域，如结构分析、流体动力学、电磁场等领域03有限元法的基本思想是将连续的求解域离散为有限个小的子域（即“有限元”），每个子域上应用基本的数学近似方法进行求解有限元法的基本步骤离散化单元分析将连续的求解域离散为有限个小的子对每个有限元进行数学近似，建立其域，每个子域称为一个“有限元”上的近似函数，并推导其上的离散方程整体分析求解方程组将所有有限元的离散方程组合起来，对方程组进行求解，得到整个系统的形成整个系统的离散方程组近似解有限元法的应用实例桥梁结构分析飞机结构分析核反应堆分析利用有限元法对桥梁结构进行分飞机结构的分析和优化中广泛应在核反应堆的分析中，有限元法析，可以预测其在不同载荷下的用有限元法，可以模拟飞机的各被用于模拟反应堆在各种工况下变形和应力分布情况种复杂载荷情况下的性能表现的性能表现和安全性评估THANKSFORWATCHING感谢您的观看。