工程力学课程总论.ppt

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1、工 程 力 学,工程力学研究方法,工程与工程力学,工程力学的任务,工程力学研究对象,工程力学研究模型,工程力学课程绪论,工程与工程力学,岷江上的大型引水枢纽工程，也是现有世界上历史最长的无坝引水工程。始建于公元前256前251年。,都江堰,赵州桥(安济桥),591599年，跨度37.4米,有“世界桥梁鼻祖”的美誉。,高层建筑与大型桥梁,浦 江 两 岸,高层建筑与大型桥梁,桥面结构,高层建筑与大型桥梁,高层建筑与大型桥梁,桥面结构,高层建筑与大型桥梁,桥墩,高层建筑与大型桥梁,高速列车,车 头,车 身,民 用 航 空 飞 机,军用飞机,苏27战斗机,军用飞机,幻影2000 战斗机,军用飞机,F1

2、6战斗机,Space Shuttle Discovery,美国发现号航天飞机升空,航空航天器,海洋石油钻井平台,大型水利工程设施,长江三峡工程,人类的灾难,对工程中不满足强度、刚度、稳定性而发生失效的构件给工农业生产造成巨大的损失，例子不胜枚举。,塔科马（Tacoma）桥风振致毁,主跨长853.4m，全长1810.56m，宽11.9m,1917年，魁北克大桥竣工通车，这座桥是世界上最长的悬臂跨度大桥。,1912年4月14日晚12时30分，由英国开往纽约的泰坦尼克号,铆钉质量差，有杂质,原因,铆钉材料测试在室温下进行，但大西洋-11度,疲 劳 引 起 的 破 坏,1986年挑战者号升空时发生爆炸

3、,发射当天，天气非常寒冷。气温降低后，密封用“圈”就变得非常坚硬，伸缩就更加困难。坚硬的“圈”伸缩的速度变慢，密封的效果大打折扣，燃气泄漏。,：“哥伦比亚”号航天飞机在返回途中遇难（2003年）,一块轻质泡沫材料 撞击了航天飞机表面的绝热层,原因,计算机硬盘驱动器,给定不变的角加速度，从启动到正常运行所需的时间以及所需经历的转数。已知转台的质量及其分布，当驱动器到达正常运行所需角速度时，驱动马达的功率如何确定?,爆破时烟囱怎样倒塌,为什么赛车结构前细后粗；车轮前小后大？,赛车结构,日常生活中的工程力学问题,日常生活中的工程力学问题,工程力学的任务,1.研究物体在外力作用下的机械运动以及构件的强

4、度、刚度和稳定性，使构件既安全又经济实用的科学。2.总结工程中的有关力学理论和经验为了工程应用服务而撰写的经典力学知识，是培养学生工程技术素质的专业基础课程。,工程力学包括理论力学和材料力学两部分理论力学又包括静力学,运动学 和动力学三部分,它假定受力物体在不变形的条件下来研究各构件的受力关系、机械运动状态(静止,运动,位移,速度,加速度等)，以及二者间的关系.材料力学则主要是以理论力学为基础,研究构件的受力和变形状态，最终使工程构件在使用中既不破坏、又能满足变形和稳定性要求，还要使构件制造使用方便、轻巧、节省材料。既安全又经济实用。,工程力学研究对象,理论力学是研究物体机械运动的学科机械运动

5、物体空间位置的改变；物体的运动和变形；气体和流体的流动。研究物体的运动，研究作用在物体上的力与运动之间的关系；,材料力学是研究构件变形破坏的学科研究物体的变形，研究作用在物体上的力与变形之间的关系。,两类问题互相交叉、渗透和融合 研究运动物体变形时，必须首先分 析运动；研究某些运动（例如振动）问题时 也必须考虑变形。,工程力学研究模型,模 型实际物体的合理抽象与简化;实际工作状态的合理抽象与简化;实际问题的合理抽象与简化。,研 究飞机的运动轨迹时，飞机可视为质点。,研究卫星运动轨道时,卫星可视为质点；但研究卫星姿态控制时，则不能视为质点。,工作状态的模型刚体与变形体 研究运动时忽略极小的变形刚

6、体;研究物体的变形和内部受力规律时，则必须考虑变形变形体。,问题模型-视所研究的问题性质而定,例如，船舶设计中，船体各部分涉及的问题一般各不相同。但在总体设计中可将巨浪中的船体视为两个浪峰上的梁。,工程力学研究方法,观察和实验,力学最基本规律,理论体系,用于实际,力学模型,刚体、质点、弹簧质点、弹性体等,研究方法,理论分析方法,实验方法具体设计的实验验证,飞机静载试验,现代计算技术与计算机应用。,计算机方法,汽车碰撞,碰撞时气囊与人的相互作用,战斗机的振动模态分析,飞鸟与空中客车机翼相撞,运动中的乒乓球尾流,人造骨骼,轮胎与轮毂,天文望远镜桁架,“工程力学走过了从工程设计的辅助手段到中心主要手

7、段，不是唱配角而是唱主角了”钱学森 1997年9月,工程力学的学习方法及要求,工程力学是一门与工程技术联系极为广泛的技术基础课，一方面要用到数学、物理学等课程的知识，另一方面为学习专业课程提供必要的基本理论和计算方法。学好工程力学可为解决工程实际问题和从事科学研究工作打下良好的基础。,在工程力学课程的学习中，注重以下能力的培养与训练。,（1）分析能力,在工程力学课程中要培养多方面的分析能力。例如：,1）对结构进行受力分析和绘制受力图的能力。,2）对物体系统进行力学平衡分析的能力。,3）对构件变形分析的能力。,（2）计算能力,在工程力学课程中要培养计算方面的能力包含三个方面：,1）具有对各种结构

8、进行计算或确定计算步骤的能力。,2）具有对各种构件进行强度、刚度与稳定性的计算能力。,3）具有对计算结果进行定量校核或定性判断的能力。,作题练习，是学习结构力学的重要环节。不作一定数量的习题，就很难对基本概念和方法有深入的理解，也很难培养较好的计算能力。但是，作题也要避免各种盲目性。,自学包含两个方面：,（3）自学能力,1）消化已学的知识。,2）摄取新的知识。,（4）表达能力,作业要整洁、清晰、严谨。,书写整洁，与其说是一种能力，毋宁说是一种习惯，一种郑重和负责任的习惯。,既要有形式上的整洁，更要有内容的清晰。作题要步骤分明，思路清楚，图形简明，数据准确。,整洁和清晰，体现了一种严谨作风。科学是严谨的，从事科学的人要注意培养严谨作风。,参考文献：,1 工程力学 范钦珊 主编M 第二版 机械工业出版社,5 工程力学 杨庆生，崔芸，龙连春 编著M 科学出版社,2 工程力学 单辉祖 谢传峰 主编M 高等教育出版社,3 工程力学 郭应征，周志红 编著M 中国电力出版社,4 工程力学 吕书清 主编M 科学出版社,基本要求：,（1）对作业的要求,（2）对课堂的要求,要学好工程力学：,（1）多思考；,（2）多练习；,（3）多总结。,