山东大学工程力学课件.pptx

山东大学工程力学课件

有限公司

汇报人：XX

目录

第一章

工程力学基础

第二章

力学分析方法

第四章

力学实验与实践

第三章

工程应用实例

第六章

力学前沿研究

第五章

力学软件应用

工程力学基础

第一章

力学的基本概念

力是物体间相互作用的量度，分为接触力如摩擦力和非接触力如重力。

力的定义和分类

应力是单位面积上的内力，应变是物体形变的度量，二者关系通过材料的弹性模量联系。

应力与应变

牛顿第一定律定义了惯性，第二定律阐述了力与加速度的关系，第三定律说明了作用力与反作用力。

牛顿三大定律

在静力学中，物体处于平衡状态时，作用在物体上的所有力和力矩之和为零。

力的平衡条件

01

02

03

04

静力学原理

静力学中，一个物体处于平衡状态时，作用在物体上的所有力和力矩之和必须为零。

力的平衡条件

将多个力简化为一个等效的力和力矩，是静力学分析中常用的方法，以简化计算过程。

力系的简化

通过力的分解与合成原理，可以简化复杂力系，便于分析物体受力情况和求解问题。

力的分解与合成

材料力学性质

弹性模量是衡量材料抵抗形变能力的重要参数，如钢的弹性模量远高于木材。

弹性模量

屈服强度指材料开始永久变形前能承受的最大应力，例如铝合金在特定条件下具有较高的屈服强度。

屈服强度

断裂韧性衡量材料抵抗裂纹扩展的能力，例如碳纤维复合材料具有优异的断裂韧性。

断裂韧性

疲劳极限是指材料在循环载荷作用下能承受的最大应力而不发生疲劳破坏的极限值，如钛合金在航空领域应用广泛，因其高疲劳极限。

疲劳极限

力学分析方法

第二章

力系简化技巧

通过合成或分解力，将复杂力系转化为更简单的形式，便于分析和计算。

力的合成与分解

对于平行力系，可以将其简化为一个合力，简化计算过程并快速得出结果。

平行力系的简化

利用力矩平衡原理，可以确定力系作用下物体的转动状态，简化问题求解。

力矩平衡原理

结构受力分析

通过建立静力平衡方程，分析结构在静载作用下的内力和位移，如桥梁在车辆荷载下的受力状态。

静力平衡分析

01

考虑时间因素，研究结构在外力作用下的动态响应，例如建筑物在地震作用下的振动特性。

动力响应分析

02

分析材料在超过弹性极限后的非线性行为，如混凝土结构在重载下的塑性变形。

材料非线性分析

03

力学模型建立

在建立力学模型时，首先要明确研究对象的物理特性及其所处的环境条件，包括边界条件和载荷情况。

01

确定研究对象和边界条件

将复杂的实际工程问题简化为理想化的力学模型，忽略非关键因素，以便于分析和计算。

02

简化实际问题

力学模型建立

选择合适的力学理论

根据问题的性质选择适当的力学理论，如静力学、动力学、材料力学或流体力学等，以指导模型的建立。

01

02

应用数学工具进行求解

运用数学方法，如微分方程、积分变换等，对建立的力学模型进行求解，得到问题的解析或数值解。

工程应用实例

第三章

结构工程案例

山东大学工程力学课程中，桥梁建设是一个重要案例，如济南黄河大桥的力学设计与施工。

桥梁建设

课程会介绍高层建筑的结构设计，例如青岛海天中心的抗震分析和结构优化。

高层建筑

在工程力学中，大跨度结构如体育馆的屋顶设计是一个关键案例，展示了力学原理的实际应用。

大跨度结构

地下工程如地铁隧道的施工，涉及复杂的力学问题，是工程力学课程中不可或缺的案例之一。

地下工程

机械设计应用

汽车悬挂系统的设计需要考虑力学原理，以确保车辆在不同路况下的稳定性和乘坐舒适性。

汽车悬挂系统设计

风力发电机的叶片设计利用工程力学原理，以提高风能转换效率和结构的耐久性。

风力发电机叶片优化

桥梁设计中，工程力学用于分析和计算桥梁在各种载荷作用下的应力和变形，确保结构安全。

桥梁结构分析

土木工程实例

山东大学工程力学课程中，桥梁建设是一个重要实例，如济南黄河大桥的力学设计与施工。

桥梁建设

01

02

03

04

课程会介绍高层建筑的力学分析，例如青岛海天中心的结构稳定性研究。

高层建筑结构

在土木工程实例中，道路设计与施工也是重点，如京沪高速铁路的路基力学特性分析。

道路工程

山东大学工程力学课程会涉及水利工程，例如南水北调工程中的力学问题和解决方案。

水利工程

力学实验与实践

第四章

实验室设备介绍

用于测定材料的拉伸、压缩、弯曲等力学性能，是工程力学实验中不可或缺的设备。

万能材料试验机

该设备能够实时分析材料在动态加载下的响应，广泛应用于振动和冲击实验。

动态信号分析仪

通过激光和光学原理，测量物体的位移、变形等参数，为精确实验提供数据支持。

光学测量系统

实验操作流程

在进行力学实验前，学生需要熟悉实验设备、了解实验原理，并检查仪器是否完好。

实验前的准备

按照实验指导书，学生应严格遵循实验步骤，准确记录实验数据和观察到的现象。

实验步骤的执行

实验结束后，学生