工程力学吉林大学课件

工程力学吉林大学经典课件•工程力学概述contents•静力学基础•动力学基础目录•材料力学•弹性力学•工程力学的应用与发展01CATALOGUE工程力学概述工程力学的定义与特点总结词工程力学的定义、特点详细描述工程力学是一门研究物体运动规律和力的作用的科学，它广泛应用于各种工程领域其主要特点包括具有很强的实践性和应用性，涉及到各种实际问题的解决；需要综合运用理论和实践知识，对问题进行分析和解决；涉及到多个学科领域，如物理、数学等，需要具备广泛的知识基础工程力学的重要性总结词工程力学的重要性详细描述工程力学在工程领域中具有非常重要的地位和作用它是工程设计和建设的基础，为各种工程结构和机械的运动规律和承载能力提供理论支持同时，工程力学也是科技创新的重要推动力量，为新技术的研发和应用提供了理论基础和实践指导此外，工程力学对于保障工程安全、提高工程质量、降低工程成本等方面也具有重要意义工程力学的基本假设与原理总结词详细描述基本假设、原理工程力学的基本假设包括连续性假设、均匀性假设、各向同性假设等，这些假设为工程力学的研究提供了基础同时，工程力学也有一系列的基本原理，如牛顿第三定律、动量守恒定律、角动量守恒定律等，这些原理是工程力学理论体系的重要组成部分，为解决实际问题提供了重要的指导和依据02CATALOGUE静力学基础静力学的基本概念静力学平衡状态研究物体在力作用下处于平衡物体相对于地球静止或做匀速状态时的规律直线运动的状态力的概念平衡方程力是物体之间的相互作用，具物体在平衡状态下，其上所有有大小、方向和作用点三个要力的矢量和为零素力的合成与分解力的合成力的分解将两个或多个力合成为一个力的过程将一个力分解为两个或多个分力的过程平行四边形法则正交分解法表示力合成与分解的几何关系将力分解到相互垂直的两个方向上，便于计算平衡条件与平衡方程0102平衡条件平衡方程物体在平衡状态下，其上所有力的根据物体的受力情况建立平衡条件矢量和为零的数学表达式二力平衡条件三力平衡条件物体在两个力作用下处于平衡状态物体在三个力作用下处于平衡状态的条件的条件0304刚体的平衡刚体刚体的平衡条件在外力作用下形状和大小均不发生变刚体上所有力的矢量和为零化的物体平面力系下刚体的平衡空间力系下刚体的平衡研究刚体在平面力系作用下的平衡问研究刚体在空间力系作用下的平衡问题题03CATALOGUE动力学基础质点和刚体的运动描述质点运动学描述质点在空间中的位置和运动状态，包括位移、速度和加速度等刚体运动学研究刚体的平动、转动和复合运动，以及刚体上各点的速度和加速度动能与势能动能物体由于运动而具有的能量，与物体的质量和速度有关势能物体由于位置或弹性形变而具有的能量，如重力势能和弹性势能牛顿运动定律第一定律01物体会保持其运动状态，除非受到外力作用第二定律02物体会以恒定的加速度改变其运动状态，除非受到外力作用第三定律03对于每一作用力，总存在一个大小相等、方向相反的反作用力动力学方程牛顿第二定律F=ma，其中F表示作用力，m表示质量，a表示加速度动力学方程的建立根据牛顿第二定律和已知的运动状态，建立描述物体运动规律的微分方程初始条件和边界条件确定物体运动的初始状态和边界条件，以求解动力学方程04CATALOGUE材料力学材料的基本性质弹性与塑性强度与塑性描述材料在外力作用下形状改变的性质强度描述材料抵抗断裂的能力，而塑性描弹性材料在去除外力后能恢复原状，而塑述材料在断裂前可承受的变形量性材料则永久变形硬度与韧性疲劳与蠕变硬度描述材料表面抵抗刻划或压入的能力，描述材料在长时间重复应力下的行为，是而韧性描述材料抵抗冲击和吸收能量的能工程设计中必须考虑的重要因素力拉伸与压缩轴向拉伸与压缩拉伸与压缩实验描述材料在轴向拉力或压力作用下的行为，通过实验测定材料的拉伸与压缩性能，如弹涉及应力和应变的关系性模量、泊松比等应力集中圣维南原理描述外力作用下材料中应力分布不均匀的现一个简单的应力分布改变只能影响其附近区象，是导致断裂的重要原因域，而对远处区域的影响可忽略不计剪切与扭转剪切应力与剪切应变描述材料在剪切力作用下的行为，涉及剪切应力和剪切应变的关系扭转变形与扭矩描述材料在扭矩作用下的行为，涉及扭矩和扭转变形的关系梁的剪切与扭转分析梁在剪切和扭矩作用下的应力分布和变形情况剪切中心与扭矩中心分析具有对称截面的杆件在剪切和扭矩作用下的平衡问题弯曲弯曲应力弯曲实验描述材料在弯曲载荷作用下的应力分布，涉通过实验测定材料的弯曲性能，如弯曲模量、及正应力和剪切应力剪切模量等梁的弯曲变形欧拉公式与伯努利定理分析梁在弯曲载荷作用下的变形情况，涉及分析细长梁在横向载荷作用下的稳定性问题，挠度和转角涉及临界载荷和失稳形态05CATALOGUE弹性力学弹性力学的基本概念弹性力学定义应力与应变弹性力学是一门研究物体在弹性极限应力描述了物体内部单位面积上的力，内变形和应力的学科而应变描述了物体形状的改变弹性与塑性弹性力学主要关注物体在受力后能够恢复原状的性质，而塑性力学则关注物体受力后发生的不可逆变形弹性力学的基本方程平衡方程描述了物体内部力的平衡条件，即合力为零几何方程本构方程描述了物体在受力后形状的改变，即应变与描述了应力与应变的关系，即材料的力学性位移的关系质弹性力学的应用实例桥梁设计桥梁的受力分析、稳定性评估和优化设计都需要应用弹性力学的基本原理和方法建筑结构高层建筑、大跨度结构等复杂建筑结构的分析、设计和优化都需要弹性力学的支持机械零件机械零件的强度、刚度和稳定性分析都需要应用弹性力学的知识06CATALOGUE工程力学的应用与发展工程力学的应用领域建筑领域机械制造领域航空航天领域交通运输领域工程力学在建筑设计、施工工程力学在机械设计、制造工程力学在航空器和航天器工程力学在车辆设计、道路和结构分析中发挥着重要作和运行过程中，用于分析机的设计、制造和运行中，涉和桥梁建设中，用于分析车用，确保建筑物的安全性和械部件的受力情况和优化设及空气动力学、推进力学和辆载荷、道路承载能力和桥稳定性计结构分析等方面梁结构的稳定性工程力学的发展趋势多学科交叉融合工程力学与材料科学、计算机科学、环境科学等学科的交叉融合，推动工程力学的创新发展数值模拟与仿真技术随着计算机技术的进步，数值模拟与仿真技术在工程力学中得到广泛应用，提高分析精度和效率智能化与自动化工程力学在智能化与自动化方面的应用，如智能材料、智能结构和自动化检测技术等，为工程实践提供更高效和精准的解决方案绿色与可持续发展工程力学在可持续发展和环境保护方面的应用，如节能减排、可再生能源利用和生态修复等，为建设绿色地球作出贡献工程力学的未来展望新材料与新技术的研发随着新材料和新技术的不断涌现，工程力学将进1一步拓展其应用领域，为未来工程实践提供更多可能性跨学科合作与交流工程力学将进一步加强与其他学科的合作与交流，2促进多学科交叉融合，推动工程力学的创新发展智能化与信息化工程力学将进一步融入智能化与信息化技术，提3高工程实践的智能化和信息化水平，为人类创造更美好的未来THANKS感谢观看。