工学工程力学电子教案.docxVIP

工程力学电子教案 教材： 张定华 高等教育出版社 教材类别： 教育部高职高专规划教材 教师： 李寿昌 班级： 时间： 19-4-25 绪论 工程力学的研究对象： 机械运动规律及机械构件强度、刚度、稳定性 工程力学的主要内容： 静力学、材料力学、运动学和动力学（静力学是基础） 学习工程力学的目的： 为专业设备的机械运动分析和强度分析提供必要的理论基础 工程力学的学习方法： 理解工程力学的基本概念和基本理论； 掌握并能应用所学的定理和公式； 演算一定量的习题。 第一章 静力学的基本概念刚体 ：在力的作用下 不变形 的物体。 平衡 ：物体相对于地球处于 静止 状态或 匀速直线 运动状态的一种特殊状态。力系 ：作用于被研究物体上的 一组力 。（平衡力系） 等效力系 ：若 两力系 分别作用于同一物体而 效应相同 ，则二者互称等效力系。合力 ：若 力系 与一力 等效，则称此力为该力系的合力。 力系的简化 ：用 简单力系 等效替代 复杂的力系 。 第一节 力的概念 一、力的 定义 力：物体之间的相互机械作用。 力对物体的 效应： 外效应或运动效应（机械 运动状态的变化） ； 内效应或变形效应 （物体的变形） 。二、力的 三要素 力的大小、方向和作用点。三、力的单位（ N 或 KN） 四、力的表示方法 力的 作用线 ：图 1-1 （略） （长度 -- 大小；方位和 箭头-- 方向；起点或终 点-- 作用点。）与线段 重合的直线称为力的作用线。 力 F 在坐标轴的 投影： 图 1-2 （略） 力的正负：由起点 a 到终点 b（或 a至 b）的 指向 与坐标轴 正向 相同时为正。力 F 在 X 轴和 Y 轴的 投影公式 力 F 的大小及方向公式 ： F ? F cos? F ? ?F sin? xy x F 2 ? F 2 ? F 2 x y FyFtan? F y F x 五、力的性质 二力平衡条件 两力必须等值、反向和共线；二力构件。 加减平衡力系原理 加或减去任一平衡力系时， 作用效应 不变。证明：三力共线大小相等，图 1-4 （略） *力的可传性 ：刚体，力可沿其 作用线 滑移至刚体上的任一位置。 力的平行四边形定则 平行四边形法则 作用于物体上同一点的两个力的合力也作用于该点，且合力的大小和方向可用这两 个国邻边所作 的平行四 边形的对角线 来确定。（ 作用点：同点； 合力线：平行四边 形对角线） 平面汇交力系  图 1-5 ： F R  ? F ? F 1 2 作用线共面且汇交于同一点之力系。 平面汇交力系的 合力矢量 等于力系各 分力的矢量 和。 合力投影定律 力系的合力在某轴上的投影等于力系中各分力在同轴上投影的代数和。 三力平衡汇交定律 刚体受三个 共面 但相互 不平行 的力作用而 平衡 时，三力必汇交于一点。证明：先移两力并得一合力，由平衡知第三力必与合力在同一直线上。 作用与反作用定律 牛顿第三定律：等值、反向、共线。 第二节 力对点之矩 一、力矩的概念 矩心 ：转动中心 O； 力臂 ：矩心至力的作用线的垂直距离 d； 力矩 ：力乘力臂等于力矩（逆 +顺—； N. m 或 kN . m） 表示方法： M (F) ? ?Fd 0 二、力矩的性质三、合力矩定律 平面汇交力系的 合力 对任一点 O 之矩等于力系 各分力 对同一点之 矩的代数和。例题 （ 略） 思考题： 1.1; 1.2. 习题:1.1;1.2;1.3;1.4;1.5. 第三节 力偶 一、和偶的概念 定义 ：一对等值、反向、不共线的的平行组成的特殊力系。 （ F， F） ,力偶系。 运动效应 ：移动和转动。3．力偶作用面、力偶臂 4．力偶矩 M（ F， F）或 M M（ F， F）=M= ±Fd 5．力偶的三要素：大小、转向、力偶作用面的方位（ 等效力偶 ） 二、力偶的基本性质 性质 1：力偶无合力 （在任一轴上的代数合为 0）； 力偶不能等效于一个力 （力偶对刚体的移动（平移） ）。 性质 2：力偶矩与矩心的位置无关。 力偶的等效处理： 力偶矩的大小和转向不变时（ 任意移动性且可变力和力偶的大小）， 作用效应相同。 三、平面力偶系的合成  M=M +M +... +M =∑M 1 2 n i 证明：定公共力偶臂；各力偶表示成作用于两点的反向平行力。理解：几个小孩 转车轮 。 第四节 力的平移定律 力的平移定律： 作用在刚体上的 力可 以从原作用点等效了 平行移动 到刚体内任一指定点，但必须在该力与指定点所决定的平面内 附加一力偶 ，其力偶矩等于 原力 对指定点 之矩。 证明： 图 1-16 ，虚作两作用力大小与已知力 F 相等。理解 ：力作用于 车轮 而不转。 第五节 约束与约束力 约束的定义： 一个物体的运动受到期周围其它物