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工程力学复习课件•工程力学基础概念•静力学目•动力学录•材料力学•弹性力学•工程力学的实验与计算方法CONTENTS01工程力学基础概念CHAPTER定义与性质定义工程力学是研究物体运动规律和力的作用的科学,包括静力学、动力学、弹性力学等多个分支性质工程力学具有基础性、应用性和实践性,是工程技术和科学研究的重要基础工程力学的应用领域机械工程土木工程涉及机器和设备的强度、刚度、稳定性等方涉及建筑结构、桥梁、隧道、水利工程等的面的分析和设计承载能力和稳定性分析航空航天工程交通运输工程涉及飞行器、卫星、火箭等的设计、制造和涉及车辆、船舶、铁路、公路等的力学性能运行过程中的力学问题分析和优化工程力学的基本假设010203连续性假设均匀性假设各向同性假设物体由无穷多个质点构成,物体内部各部分具有相同物体在各个方向上具有相且质点之间没有空隙的力学性质,无任何内部同的力学性质,无任何方不均匀性向性02静力学CHAPTER力的平衡总结词理解力的平衡是静力学的基础,掌握平衡条件和平衡方程详细描述力的平衡是物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动的状态平衡条件是合力为零,即所有作用在物体上的力在各个方向上的分量和为零平衡方程是描述物体平衡的数学表达式,可以根据物体的受力情况建立力的矩总结词理解力矩的概念和计算方法,掌握力矩平衡的条件详细描述力矩是力和力臂的乘积,表示力对物体转动作用的量力矩平衡条件是所有力矩的矢量和为零,即所有作用在物体上的力矩在各个方向上的分量和为零掌握力矩的计算方法和平衡方程对于解决实际问题非常重要摩擦力总结词理解摩擦力的概念和分类,掌握静摩擦力和滑动摩擦力的计算方法详细描述摩擦力是两个接触面之间阻碍相对运动的阻力静摩擦力是在相对静止的接触面上产生的阻力,滑动摩擦力是在相对滑动的接触面上产生的阻力掌握静摩擦力和滑动摩擦力的计算方法和特点对于解决实际问题非常重要弹性力学总结词理解弹性力学的基本概念和原理,掌握弹性力学的基本方程和求解方法详细描述弹性力学是研究物体在弹性范围内的应力和变形的学科掌握弹性力学的基本方程和求解方法对于解决实际问题非常重要,如分析桥梁、建筑和机械零件的应力和变形等03动力学CHAPTER动量与动量守恒定律动量物体的动量定义为质量与速度的乘积,表示物体运动的剧烈程度动量守恒定律在没有外力作用的情况下,系统的总动量保持不变应用场景在碰撞、爆炸等物理过程中,动量守恒定律具有重要应用角动量与角动量守恒定律角动量物体的角动量定义为质量、速度和位置之间的乘积,表示物体绕着某点旋转的惯性角动量守恒定律在没有外力矩作用的情况下,系统的总角动量保持不变应用场景在行星运动、陀螺仪等旋转系统中,角动量守恒定律具有重要应用牛顿第二定律牛顿第二定律物体受到的力与加速度成正比,质量是反比即F=ma应用场景在分析物体的运动状态变化时,牛顿第二定律是核心基础刚体的动力学刚体的定义在力的作用下,形状和大小均不发生变化的物体称为刚体刚体的动力学特性刚体在运动过程中,其上任意两点之间的距离保持不变应用场景在机械、航空航天等领域中,刚体的动力学特性是研究物体运动的基础04材料力学CHAPTER材料的基本性质物理性质材料的密度、热膨胀系数、热导率等机械性质材料的弹性模量、泊松比、剪切模量等化学性质材料的耐腐蚀性、抗氧化性等工艺性质材料的可塑性、铸造性、焊接性等材料的应力与应变应力材料在受力时所承受的力与面积的比值,分为名义应力和真实应力应变弹性模量与泊松比材料在受力时产生的长度变化与原始长度的描述材料在弹性范围内应力与应变的关系比值,分为线应变和剪应变材料的失效与断裂0102失效脆性断裂材料因受力过大或疲劳而失去承载材料在没有明显塑性变形的情况下能力突然断裂韧性断裂疲劳断裂材料在断裂前发生较大的塑性变形材料在循环应力作用下发生的断裂0304材料的疲劳与寿命疲劳疲劳寿命材料在循环应力作用下逐渐损伤直至断裂的材料经历一定次数的循环应力后发生断裂所过程需的时间或次数疲劳曲线影响疲劳寿命的因素描述材料在不同应力水平下的疲劳寿命应力集中、材料缺陷、温度等05弹性力学CHAPTER弹性力学的基本方程描述物体内部各点的应力与应变的关系物理方程描述物体内部各点的位移变化与应变的关系几何方程描述物体内部各点的受力平衡情况平衡方程弹性力学中的应变能应变能密度函数01表示物体在受力过程中所储存的能量应变能计算公式02根据物体的受力情况和变形程度计算应变能应变能与内力的关系03应变能与物体内部的应力分布有关,通过内力可以计算应变能弹性力学的应用实例桥梁工程建筑结构桥梁的受力分析、稳定性分析和优化设计等高层建筑、大跨度结构、抗震结构设计等机械工程水利工程压力容器、航空航天器、车辆等的设计和优大坝、水闸、堤防等的设计和稳定性分析化06工程力学的实验与计算方法CHAPTER工程力学的实验技术静力学实验通过测量物体的平衡状态和刚体受力分析,验证静力学基本原理动力学实验通过振动和冲击实验,研究物体的动力学行为材料力学实验对材料进行拉伸、压缩、弯曲和剪切等实验,以评估材料的力学性能工程力学的数值计算方法有限元法有限差分法边界元法将物体离散化为有限个小的单元,将连续的空间离散化为有限个小将物体边界离散化为有限个小的通过求解这些单元的力学行为来的差分单元,通过求解这些差分单元,通过求解这些单元的力学得到整个物体的力学响应单元的力学行为来得到整个空间行为来得到整个物体的边界力学的力学响应响应工程力学的计算机模拟技术有限元分析利用计算机模拟技术,对工程结构进行有限元分1析,以预测其力学行为和优化设计动力学仿真利用计算机模拟技术,对机械系统进行动力学仿2真,以预测其动态性能和优化设计材料性能模拟利用计算机模拟技术,对材料的力学性能进行模3拟,以预测其性能和优化材料设计THANKS感谢您的观看。