《概念结构力学》课件

ONE KEEPVIEW2023-2026《概念结构力学》PPT课件REPORTING•引言•结构力学的基本概念•静力学基础目•动力学基础•弹性力学基础录•塑性力学基础•非线性力学基础•结构稳定性基础CATALOGUEPART01引言课程简介课程名称01《概念结构力学》适用对象02土木工程、建筑学和工程管理等专业的学生主要内容03介绍结构力学的基本概念、原理和方法，以及其在工程实践中的应用学习目标掌握结构力学的基本概念理解结构分析的方法和步和原理骤能够运用结构力学的知识提高分析和解决问题的能解决实际工程问题力PART02结构力学的基本概念结构类型与分类结构类型根据结构的形式和受力特点，结构可以分为静定结构和超静定结构、刚体结构和弹性体结构等分类标准结构分类的标准包括受力特点、材料类型、施工方法等，不同分类标准下的分类方式不同结构力学的基本假设连续性假设假设结构材料是连续分布的，无空隙、无杂质均匀性假设各向同性假设假设结构材料性质均匀，各部分性能一致假设结构材料在各个方向上性质相同，无方向性结构力学的研究对象静定结构和超静定结构的内力和变形分析结构的稳定性分析结构的动力响应分析结构的优化设计和可靠性分析PART03静力学基础静力平衡条件平衡状态与平衡力系物体处于平衡状态时，其上所受的力系满足平衡条件，即合力为零平衡方程根据力的平衡条件，可以建立平衡方程，求解未知力平衡条件的推论根据平衡条件，可以推导出一些重要的推论，如力的平行四边形法则、三力平衡汇交定理等静力分析方法010203解析法图表法有限元法通过数学解析的方法，求利用图表表示结构的内力将结构离散化为有限个单解结构的内力和变形和变形，方便直观地分析元，通过求解单元的力学结构特性来分析整体结构的力学行为静定与超静定结构静定结构结构的内力和反力仅与所受的外力有关，与未知1力的数目无关超静定结构结构的内力和反力不仅与所受的外力有关，还与2未知力的数目有关静定与超静定结构的判别方法通过计算多余未知力的数目来判断结构是静定还3是超静定PART04动力学基础动力学基本概念牛顿第二定律描述物体运动与力的关系的定律，即F=ma刚体动力学研究刚体在力作用下的运动规律质点和质点系动力学研究单个质点和由多个质点组成的系统的运动规律动力学方程动量定理和动量守恒定律描述物体动量变化和守恒的定理牛顿第二定律的数学表达F=ma，其中F为物体所受合外力，m为物体的质量，a为物体的加速度动能定理描述物体动能变化和力做功关系的定理振动分析简谐振动振幅不变、频率单一的振动阻尼振动受到阻尼作用的振动受迫振动在周期性外力作用下发生的振动共振现象当激励频率与系统固有频率接近时，系统产生大幅振动的现象PART05弹性力学基础弹性力学基本概念弹性力学定义弹性力学是研究弹性物体在外力作用下变形和内力的学科弹性体的性质物体在外力作用下发生形变，除去外力后能恢复原状的性质应力与应变物体内部单位面积上的内力称为应力，物体形状和尺寸的相对变化称为应变弹性力学的基本方程平衡方程描述物体内部应力平衡的关系几何方程描述物体应变与位移的关系物理方程描述物体应力与应变的关系，基于胡克定律弹性力学问题的解法解析法通过数学解析来求解弹性力学问题，适用于简单问题有限元法将物体离散化为有限个小的单元，通过求解这些单元的方程来得到整体解，适用于复杂问题边界元法基于边界积分方程的方法，适用于求解某些特定类型的问题PART06塑性力学基础塑性力学基本概念塑性力学屈服点塑性变形塑性力学是研究材料在达材料在受到外力作用时，材料在屈服点后发生的不到屈服点后，发生不可逆开始发生屈服（即非弹性可逆变形变形时行为和特性的力学变形）的应力极限分支塑性力学的基本方程屈服准则描述材料在受力时达到屈服点的条件应力应变关系描述材料在受力时内部流动法则应力和应变之间关系的方程描述塑性变形过程中应力和应变之间的关系塑性力学问题的解法有限元法将连续的物体离散成有限个小的单元，对每个单元进行受力分析，再综合所有单元的结果得到整体的受力情况有限差分法将连续的物体离散成有限个小的差分单元，对每个差分单元进行受力分析，再综合所有差分单元的结果得到整体的受力情况边界元法只对物体的边界进行离散和受力分析，通过边界上的信息推导出整个物体的受力情况PART07非线性力学基础非线性力学基本概念非线性力学非线性力学是相对于线性力学的概念，它描述的是物体在受力后发生的非线性行为，如大变形、失稳等现象线性与非线性线性是指物理量与因变量之间成正比关系，而非线性则是指物理量与因变量之间成非正比关系非线性行为非线性行为是指物体在受力后，其变形或运动状态与所受外力不成正比关系，如弹性变形、塑性变形、屈曲等非线性本构关系本构关系非线性本构关系塑性本构关系本构关系是指物体在受力后，其非线性本构关系是指应力与应变塑性本构关系是指在达到屈服点应力与应变之间的关系，它是描之间的关系不再是线性的，而是后，物体将发生塑性变形，此时述物体力学性质的重要参数呈现出非线性的特点应力与应变之间的关系不再是线性的非线性问题的求解方法解析法01解析法是指通过数学手段，将非线性问题转化为线性问题，从而得到精确解的方法数值法02数值法是指通过计算机模拟，将非线性问题转化为一系列的离散问题，从而得到近似解的方法实验法03实验法是指通过实验手段，对非线性问题进行直接测试和观察，从而得到实验数据的方法PART08结构稳定性基础结构稳定性基本概念结构稳定性平衡状态指结构在受到外力作用时保持其原有平衡状态指结构在力的作用下，不发生运动或变形，保的能力持静止或匀称变形的状态失稳当结构受到的外部力超过其保持平衡状态的能力时，结构将失去稳定性，发生失稳现象稳定性分析方法静力分析法通过分析结构在静力作用下的平衡状态，确定结构的稳定性动力分析法有限元分析法通过分析结构在动力作用下的振动特性，确利用有限元方法对结构进行离散化，通过计定结构的稳定性算和分析离散化后结构的稳定性结构失稳的判别准则屈曲失稳准则当结构的某一阶屈曲模态的能量失稳准则临界荷载超过实际荷载时，结构将发生屈曲失稳当结构的能量释放率超过某欧拉失稳准则一临界值时，结构将发生失稳当压杆受到压力作用时，若压力超过某一临界值，压杆将发生弯曲，失去稳定性22002233--22002266END KEEPVIEWTHANKS感谢观看REPORTING。