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1、工程力学,Engineering Mechanics,华中科技大学力学系,“创新”的思维能力受益于力学的思维方式， “创新”的实践能力依赖于深厚的力学基础。 科技工作者不能“有术（专业）无力（力学）”,工程力学 （Engineering Mechanics）,教材：工程力学（陈传尧编） 高教出版社 2006,TEL：13628639839 wooshin 南一楼西北507,工程力学学习交流QQ群：282798637 欢迎同学们加入！,华中科技大学力学系,学习任务,1、掌握工程力学解决工程问题的基本理论和方法,2、培养研究思维能力,一、为毕业为学分学习,64学时/4学分,以此为目的，被动学习，毫
2、无意义。,二、掌握工程力学的基本理论和方法,第一章 绪论,一、什么是力学,二、力学与工程,五、最基本概念-力和运动,四、学科分类,三、力学课程与研究型思维,一、什么是力学?,机械、结构等 受力如何？ 如何运动？ 如何变形？破坏？ 如何控制设计？,其目的是： 了解工程系统的性态 并为其设计研究提供合理的规则。,工程力学（或者应用力学）是: 将力学原理应用实际工程系统的科学。,二、力学与工程,升力？空气动力？控制？减振降噪？ 安全？快速？舒适？,力学与工程紧密结合。 问题从工程中来，成果到工程中去。,大型汽轮机 转子 转子直径18米 转子轴长80米,结构的破坏：,轴 叶轮 疲劳断裂破坏,转子轴 疲
3、劳开裂 疲劳断裂破坏,台南高屏大桥断裂,2000年8月27日下午3时20分，台湾南部高屏大桥断裂，大桥中间下陷部分长达100米。17辆车坠河，22人受伤。 采沙过度，河面沉降10余米，桥墩先断裂。,2000年月25日，法航协和式客机坠毁，113人死亡。,地面铁条使轮胎爆裂，碎片侵入发动机。,结构的破坏试验：汽车碰撞,飞 机 整 机 结 构 强 度 实 验 机翼破坏实验,机 身 结 构 强 度 实 验,上海 东方电视塔 高300m 球径45m,抗震模型试验 （破坏部位、破坏形式、抗震能力）,建筑物控制爆破,三、力学课程与研究型思维,研究型思维创新之端,力学课程-启迪研究型思维之 最佳载体 (之一
4、),“传道、授业、解惑”，传道为首。 道修身之道、治学之道、济世之道。 治学之道-培养研究型思维， 其重要性绝不亚于传授知识本身。,求道、修业、质疑,力学是培养研究型思维的最佳载体,力学悠久的历史，丰富的成果，永恒的活力,为人类社会的科技进步作出了重要的贡献。,3. 航空技术 11. 航天技术 每一重大进展都与力学的新突破密切相关。,力学有一大批伟大科学家，,这些大家的实践与成就，是启迪我们的科学研究思维的无尽源泉。,阿基米德、伽利略、牛顿、达朗贝尔、拉格朗日、拉普拉斯、欧拉、爱因斯坦 周培源、郭永怀、 钱学森、钱伟长、钱令希,“善于从错综复杂的自然现象、科学实验结果和工程技术实践中抓住事物的
5、本质，提炼成力学模型，采用合理的数学工具，分析掌握自然现象的规律，进而提出解决工程技术问题的方案，最后再和观察或实验结果反复校核直到接近为止的科学研究方法”。,实践中形成了,最适于启迪研究型思维,培养研究型思维，要注意什么？,基础与技术科学双重属性,物理、几何意义清晰,走向技术领域的先导,注重物理、几何意义的探究,？,背景？ 提法合理否？ 一般性/特殊性？,物理意义？几何意义？ 结论随问题参数的变化？结论的正确性条件？,假设、模型、方法的适用性及限制？,四 学科分类,静力学：研究力系或物体的平衡问题，不涉及物体 运动状态改变；如飞机停在地面或巡航。,按运动与否分：,返回主目录,按研究对象分：,
6、一般力学：对象是刚体。研究力及其与运动的关系。 有理论力学，分析力学等。,流体力学：对象是气体和液体。 有水力学、空气动力学等。,固体力学：对象是可变形固体。研究强度、变形、破 坏等。 有材料力学、结构力学、弹性力 学、塑性力学、断裂、疲劳等。,返回主目录,力学既要研究力，又要研究运动， 还要将力和运动二者联系起来。,五 最基本概念-力和运动,返回主目录,2. 运动：,是力(力系)作用的结果。有两种效应：,3. 力与运动之关系的研究，属于动力学。,是动力学基本方程。 注意 F 、 a 是矢量。,牛顿第二定律: 物体运动状态的改变( dv/dt=a )与作用于其上 的力成正比，并发生于该力的作用
7、线上。,特别地，若物体的运动状态不发生改变（a=0）, 则称物体处于平衡。,返回主目录,工程力学解决问题的一般方法，类似于一般科学研究的普遍方法，可归纳为：,建立力学模型是最关键的。(需要知识和经验),模型包括材料性能、载荷、约束、几何形状等 真实情况的理想化和简化。,工程力学的一般研究方法,返回主目录,材 料 模 型,变形体模型,汽车通过轮胎作用在桥面上的集中力模型,载 荷 模 型,桥面板作用在钢梁的分布力模型,例如，研究工程构件（如杆、梁、轴等）时， 先将其理想化为刚体，研究其上的受力和运动；,建立力学模型是最关键的。(需要知识和经验),研究不同的问题，采用不同的模型。 好的模型，既能使问
8、题的求解简化， 又能使结果基本符合实际情况，满足精度。,返回主目录,(3)应用平衡条件解决工程中的各种问题。,(2)平衡条件建立物体处于平衡状态时， 作用在其上各力组成的力系 所应满足的条件。,(1)受力分析分析作用在物体上的各种力 弄清被研究对象的受力情况。,返回主目录,工程力学是工科学生由基础理论过渡到专业基础的一门技术基础课程。通过本课程的学习，要求学生掌握力、力偶、约束等基本概念和力系的简化/平衡等刚体静力学的基本理论与方法；了解材料的基本力学性能；掌握应力、应变等基本概念；具有杆件强度、刚度问题的基本分析和计算能力。在培养理论分析和实践能力的同时，以课程为载体，应努力注重培养学生的研
9、究型思维。,工程力学实验（三次） 实验名称：拉伸压缩、扭转等破坏性实验，弯曲正应力、弯曲变形电测实验。 预约：胡鹏老师 电话：87543038（办） 62756074（小灵通） 地点：南一楼东北角LX105室,1学时分配总计：讲课50学时; 习题讨论课6学时; 实验课6学时; 机动 2学时 2课内外学时比例为1：1.5。 3建议习题数量为120题左右。,基本概念判断题 25% 基本分析计算题 60% 综合分析计算题 15% （注意：试卷中70%以上为上课例题及作业习题。）,闭卷,考试成绩 80% 平时成绩 20% （注：平时成绩含作业、实验、小论文、上课情况。 上课缺勤一次扣2分。）,再见,参考书：工程力学（静力学分册、材料力学分册） 北京科技大学、东北大学编，高教出版社。 工程力学学习指导与解题指南 范钦珊主编清华大学出版社 工程力学学习指导 大连理工大学出版社,
