工程力学教案(详细讲稿).pdf

理论力学教案 1 课题 第1 讲——第一章绪论 学时 2 学时 1、掌握工程力学的任务、地位、作用和学习方法，可变形固体的基本假设， 工程力学的研究对象（杆件），杆件变形的形的形式。 教学 2 ．理解工程力学的研究对象（杆件）的几何特征，使学生对工程力学这门课 目的 要求 程的任务、研究对象有一个全面的概念。 3 ．了解工程的发展简史和学习本课程的方法。 主要 1、简单介绍四种基本变形 内容 重点 变形固体及其基本假设 难点 教学 方法 以讲授为主，使用电子教案 和手 段 课后 作业 预习：第二章 练习 1 本次讲稿 第一章 绪论 第一节 工程力学的研究对象 建筑物中承受荷载而起骨架作用的部分称为结构。结构是由若干构件按一定 方式组合而成的。组成结构的各单独部分称为构件。例如：支承渡槽槽身的排架是 由立柱和横梁组成的刚架结构，如图1－1a 所示；单层厂房结构由屋顶、楼板和吊 车梁、柱等构件组成，如图1－1b 所示。结构受荷载作用时，如不考虑建筑材料的 变形，其几何形状和位置不会发生改变。 图1－1ab 结构按其几何特征分为三种类型： （1）杆系结构：由杆件组成的结构。杆件的几何特征是其长度远远大于横截面 的宽度和高度。 （2 ）薄壁结构：由薄板或薄壳组成。薄板或薄壳的几何特征是其厚度远远小于 另两个方向的尺寸。 （3 ）实体结构：由块体构成。其几何特征是三个方向的尺寸基本为同一数量级。 工程力学的研究对象主要是杆系结构。 第二节 工程力学的研究内容和任务 工程力学的任务是研究结构的几何组成规律，以及在荷载的作用下结构和构件 的强度、刚度和稳定性问题。研究平面杆系结构的计算原理和方法，为结构设计合 理的形式，其目的是保证结构按设计要求正常工作，并充分发挥材料的性能，使设 计的结构既安全可靠又经济合理。 进行结构设计时，要求在受力分析基础上，进行结构的几何组成分析，使各构件 2 按一定的规律组成结构，以确保在荷载的作用下结构几何形状不发生发变。 结构正常工作必须满足强度、刚度和稳定性的要求。 强度是指抵抗破坏的能力。满足强度要求就是要求结构的构件在正常工作时不 发生破坏。 刚度是指抵抗变形的能力。满足刚度要求就是要求结构的构件在正常工作时产 生的变形不超过允许范围。 稳定性是指结构或构件保持原有的平衡状态的能力。满足稳定性要求就是要求 结构的构件在正常工作时不突然改变原有平衡状态，以免因变形过大而破坏。 按教学要求，工程力学主要研究以下几个部分的内容。 （1）静力学基础。这是工程力学的重要基础理论。包括物体的受力分析、力系 的简化与平衡等刚体静力学基础理论。 （2 ）杆件的承载能力计算。这部分是计算结构承载能力计算的实质。包括基本 变形杆件的内力分析和强度、刚度计算，压杆稳定和组合变形杆件的强度、刚度计 算。 （3 ）静定结构的内力计算。这部分是静定结构承载能力计算和超静定结构计算 的基础。包括研究结构的组成规律、静定结构的内力分析和位移计算等。 （4 ）超静定结构的内力分析。是超静定结构的强度和刚度问题的基础。包括力 法、位移法、力矩分配法和矩阵位移法等求解超静定结构内力的基本方法。 第三节 刚体、变形固体及其基本假设 工程力学中将物体抽象化为两种计算模型：刚体和理想变形固体。 刚体是在外力作用下形状和尺寸都不改变的物体。实际上，任何物体受力的作 用后都发生一定的变形，但在一些力学问题中，物体变形这一因素与所研究的问题 无关或对其影响甚微，这时可将物体视为刚体，从而使研究的问题得到简化。 理想变形固体是对实际变形固体的材料理