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1、8/30/2018 12:49:15 AM,1,机械工程学院陈家权,工程力学,主讲：陈家权 电话：13707816250 Email: ,Engineering Mechanics,8/30/2018 12:49:15 AM,2,机械工程学院陈家权,教材(textbook),单祖辉，谢传锋高等教育出版社,8/30/2018 12:49:15 AM,3,机械工程学院陈家权,王斌耀等.工程力学练习册. 机械工业出版社,参考书目 bibliography,8/30/2018 12:49:15 AM,4,机械工程学院陈家权,梅凤翔 主编 工程力学，上下册. 高等教育出版社,参考书目,8/30/2018
2、 12:49:15 AM,5,机械工程学院陈家权,范钦珊. 工程力学， 机械工业出版社,参考书目,8/30/2018 12:49:15 AM,6,机械工程学院陈家权,J M Gere. Mechanics of Material. 机械工业出版社,参考书目,8/30/2018 12:49:15 AM,7,机械工程学院陈家权,范钦珊等.材料力学， 清华大学出版社,参考书目,8/30/2018 12:49:15 AM,8,机械工程学院陈家权,R.C. Hibbeler等. 工程力学， 电子工业出版社,参考书目,8/30/2018 12:49:15 AM,9,机械工程学院陈家权,梅凤翔等. 工程力学
3、学习指导， 北京理工大学出版社,参考书目,8/30/2018 12:49:15 AM,10,机械工程学院陈家权,单祖辉等.材料力学（问题、例题与分析方法， 高校出版社,参考书目,8/30/2018 12:49:15 AM,11,机械工程学院陈家权,力学无处不在,电力系统技术 汽车技术 航空航天 土木工程 机械工程 水利工程 船舶工程 ,8/30/2018 12:49:15 AM,12,机械工程学院陈家权,8/30/2018 12:49:15 AM,13,机械工程学院陈家权,8/30/2018 12:49:15 AM,14,机械工程学院陈家权,8/30/2018 12:49:15 AM,15,机
4、械工程学院陈家权,8/30/2018 12:49:15 AM,16,机械工程学院陈家权,我国载人航天发射成功,8/30/2018 12:49:15 AM,17,机械工程学院陈家权,海洋钻井平台,8/30/2018 12:49:15 AM,18,机械工程学院陈家权,和平号空间站,8/30/2018 12:49:15 AM,19,机械工程学院陈家权,高速列车,8/30/2018 12:49:15 AM,20,机械工程学院陈家权,拦海大型水坝,8/30/2018 12:49:15 AM,21,机械工程学院陈家权,世界最高的桥梁,8/30/2018 12:49:15 AM,22,机械工程学院陈家权,8
5、/30/2018 12:49:15 AM,23,机械工程学院陈家权,8/30/2018 12:49:15 AM,24,机械工程学院陈家权,8/30/2018 12:49:15 AM,25,机械工程学院陈家权,8/30/2018 12:49:15 AM,26,机械工程学院陈家权,8/30/2018 12:49:15 AM,27,机械工程学院陈家权,这是工程力学问题！,8/30/2018 12:49:15 AM,28,机械工程学院陈家权,8/30/2018 12:49:15 AM,29,机械工程学院陈家权,8/30/2018 12:49:15 AM,30,机械工程学院陈家权,8/30/2018 1
6、2:49:15 AM,31,机械工程学院陈家权,工程力学是研究构件在外力作用下的平衡、变形和破坏的规律，为设计既经济又安全的构件提供必要的理论基础和计算方法的一门课程。它包含的内容极其广泛。,静力学 材料力学,0.1 工程力学概述,物体的受力和平衡规律。 物体在外力作用下的变形和失效规律。,8/30/2018 12:49:15 AM,32,机械工程学院陈家权,0.2 课程的研究对象,构件组成工程结构或机械的零部件,8/30/2018 12:49:15 AM,33,机械工程学院陈家权,构件的应用,工程力学主要以等截面直杆为研究对象,8/30/2018 12:49:15 AM,34,机械工程学院陈
7、家权,杆件的几何特征,8/30/2018 12:49:15 AM,35,机械工程学院陈家权,外力周围其它物体对构件的作用，按作用方式,外 力,体积力 (/m3),表面力,分布力,集中力 (),线分布力 (/m),面分布力 (/m2),0.3 力及其作用效应,力物体间的机械作用,8/30/2018 12:49:15 AM,36,机械工程学院陈家权,力的作用效应：,8/30/2018 12:49:15 AM,37,机械工程学院陈家权,变形构件尺寸与形状的变化。,弹性变形：外力解除后可以消失的变形。,塑性变形：外力解除后不能消失的变形。,8/30/2018 12:49:15 AM,38,机械工程学院
8、陈家权,强度失效 刚度失效 稳定性失效,0.4 构件的三种失效模式,失效或破坏：构件在外力作用下丧失正常功能,小卫星平台板架式结构分解示意图,8/30/2018 12:49:15 AM,39,机械工程学院陈家权,(1) 强度失效,强度：抵抗破坏的能力。,8/30/2018 12:49:15 AM,40,机械工程学院陈家权,(2) 刚度失效,刚度：抵抗变形的能力。,让我们发誓，一定要学好工程力学！,8/30/2018 12:49:15 AM,41,机械工程学院陈家权,(3) 稳定性失效,稳定性：保持原有变形（平衡）形式的能力。,8/30/2018 12:49:15 AM,42,机械工程学院陈家权
9、,工程设计的主要任务之一就是：保证构件在确定的外力作用下能够正常工作，而不失效。,8/30/2018 12:49:15 AM,43,机械工程学院陈家权,分析和确定构件所受各种外力的大小和方向； 研究外力作用下构件的内部受力、变形和失效的规律； 提出保证构件具有足够强度、刚度和稳定性的设计准则和方法。,0.5 课程主要内容,8/30/2018 12:49:15 AM,44,机械工程学院陈家权,一、明确学习目的,2. 后继课程的基础；,3. 培养分析问题的能力。,1. 直接解决某些工程实际问题；,0.6 怎样学好工程力学,8/30/2018 12:49:15 AM,45,机械工程学院陈家权,二、掌
10、握研究方法,实 际 对 象,力 学 模 型,数 学 模 型,数 值 求 解,误 差 检 验,结果,是,刚 体,变形固体,流 体,否,修改力学模型,8/30/2018 12:49:15 AM,46,机械工程学院陈家权,三、理论联系实际,作业要求做到（3C）：书写整洁(clean)；步骤清楚(clear)；结果正确(correct)。,8/30/2018 12:49:15 AM,47,机械工程学院陈家权,静力学 Statics,研究对象：刚体(Rigid body),8/30/2018 12:49:15 AM,机械工程学院陈家权,48,第 一 章,静力学基本概念与物体受力分析,研究刚体在力系作用下
11、的平衡规律。,8/30/2018 12:49:15 AM,49,机械工程学院陈家权,静力学中三个重要问题,物体的受力分析； 力系的简化； 刚体的平衡条件。,8/30/2018 12:49:15 AM,50,机械工程学院陈家权,1.1 静力学基本概念,刚体：在力的作用下不变形的物体。,8/30/2018 12:49:15 AM,51,机械工程学院陈家权,力系：作用在刚体上的若干个力所组成的系统。,等效力系：若作用在刚体上的力系可以用另一个力系来代替而不改变它对刚体的（运动）效应，则称这两个力系为等效力系。,力系的简化：若用简单的力系等效地代替复杂的力系，便是力系的简化。,力：物体间的相互作用。,
12、8/30/2018 12:49:15 AM,52,机械工程学院陈家权,平衡状态：物体相对于惯性参考系处于静止或等速直线运动状态。（一般取固结在地球上的参考系）,刚体的平衡条件：刚体处于平衡状态时作用于刚体上的力系应满足的条件。,8/30/2018 12:49:15 AM,53,机械工程学院陈家权,公理1. 二力平衡条件：二力大小相等，方向相反，共线。,* 静力学公理,F2,A,B,F1,F1 F2,8/30/2018 12:49:15 AM,54,机械工程学院陈家权,二力构件（杆）,二力平衡条件对变形体不是充分条件,8/30/2018 12:49:15 AM,55,机械工程学院陈家权,注意：此
13、公理也仅适于刚体。,在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。,8/30/2018 12:49:15 AM,56,机械工程学院陈家权,A,B,推论1. 力对刚体的可传性。,力对刚体是滑动矢量（滑移矢）,对于刚体来说，力的三要素变为：力的大小、方向与作用线。,8/30/2018 12:49:15 AM,57,机械工程学院陈家权,推论2. 三力平衡汇交定理。,刚体受三个力作用而平衡时，若其中两力作用线交于一点，则第三力的作用线也必须通过此点，而且三力必须共面。,8/30/2018 12:49:15 AM,58,机械工程学院陈家权,作用在两物体间的作用力与反作用力等值，反向，
14、共线。,F12,F21,II,I,8/30/2018 12:49:15 AM,59,机械工程学院陈家权,变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，其平衡状态保持不变。,8/30/2018 12:49:15 AM,60,机械工程学院陈家权,1.2 约束与约束力,自由体；非自由体,约束及约束力；主动力,位移：物体内某点位置移动。,8/30/2018 12:49:15 AM,61,机械工程学院陈家权,1. 刚性约束 物体间接触面的几何形状 和物理性质有关。,光滑面约束 圆柱铰链约束 辊轴约束 球形铰链约束 轴承约束 固定端约束,8/30/2018 12:49:15 AM,62,机械工程
15、学院陈家权,a、光滑面约束,8/30/2018 12:49:15 AM,63,机械工程学院陈家权,b、光滑圆柱铰链（固定铰支座；中间铰）,销钉D,C,B,A,II,I,8/30/2018 12:49:15 AM,64,机械工程学院陈家权,A,A,A,A,(a),(b),c、辊轴约束（活动铰支座）,8/30/2018 12:49:15 AM,65,机械工程学院陈家权,d 光滑球铰链,A,A,FAx,FAy,FAz,(a),(b),8/30/2018 12:49:15 AM,66,机械工程学院陈家权,e 轴承约束,向心推力轴承,向心轴承,8/30/2018 12:49:15 AM,67,机械工程学
16、院陈家权,8/30/2018 12:49:15 AM,68,机械工程学院陈家权,8/30/2018 12:49:15 AM,69,机械工程学院陈家权,8/30/2018 12:49:15 AM,70,机械工程学院陈家权,8/30/2018 12:49:15 AM,71,机械工程学院陈家权,8/30/2018 12:49:15 AM,72,机械工程学院陈家权,8/30/2018 12:49:15 AM,73,机械工程学院陈家权,1.4 物体的受力分析及受力图,确定研究对象,一、物体受力分析的过程,G,8/30/2018 12:49:15 AM,74,机械工程学院陈家权,二、受力分析的关键分析约束力,约束性质；平衡条件；作用力和反作用力定律。,8/30/2018 12:49:15 AM,
