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浙江大学工程力学课件
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目录
壹
工程力学基础
贰
力学分析方法
叁
工程应用实例
肆
力学实验与实践
伍
力学软件应用
陆
课程学习资源
工程力学基础
章节副标题
壹
力学的基本概念
力是物体间相互作用的量度，分为接触力和非接触力，如重力、摩擦力等。
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，二者关系通过胡克定律描述。
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
能量守恒定律指出，在一个封闭系统中，能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转换为另一种形式。
能量守恒定律
01
02
03
04
静力学原理
力的平衡条件
静定与超静定结构
力系的简化
力的分解与合成
在静力学中，一个物体处于平衡状态时，作用在物体上的所有力和力矩必须相互抵消。
静力学研究如何将复杂的力系统分解为更简单的分力，以及如何将多个力合成一个合力。
通过力系简化，可以将多个力和力矩简化为一个等效的力和力矩，便于分析物体的受力情况。
静定结构的未知力可以通过静力平衡方程直接求解，而超静定结构则需要考虑变形协调条件。
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
01
屈服强度指材料开始发生塑性变形时的应力极限，例如铝合金在特定条件下屈服强度会降低。
屈服强度
02
断裂韧性衡量材料抵抗裂纹扩展的能力，如碳纤维复合材料具有较高的断裂韧性。
断裂韧性
03
疲劳极限是指材料在反复应力作用下能承受的最大应力，而不发生疲劳破坏，例如钛合金的疲劳极限较高。
疲劳极限
04
力学分析方法
章节副标题
贰
力系简化技术
通过合成与分解技术，将复杂力系简化为更易于分析的基本力系，如将多个力合成一个合力。
力的合成与分解
在分析力系时，可以将复杂的刚体系统替换为等效的简单模型，以简化问题的复杂度。
刚体的等效替换
利用力矩平衡原理，可以将力系简化为力矩的平衡状态，从而简化计算过程。
力矩平衡原理
力学平衡条件
静力学平衡要求物体在所有力的作用下保持静止或匀速直线运动，即合力为零。
静力学平衡条件
动力学平衡不仅要求力的平衡，还要求力矩平衡，即物体的角加速度为零。
动力学平衡条件
受力分析是确定物体受力情况的过程，包括识别作用力、反作用力及其作用点。
受力分析
通过列出力和力矩的平衡方程，可以求解未知力或力矩，是分析力学问题的关键步骤。
平衡方程的建立
应力与应变分析
01
应力是物体内部单位面积上的内力，是力学分析中的基础概念，如桥梁结构中的应力分布。
02
应变描述了材料在外力作用下发生的形变，是衡量材料变形程度的物理量，例如在汽车碰撞测试中测量的应变。
03
胡克定律阐述了应力与应变之间的线性关系，广泛应用于材料力学性能的分析，如弹簧的伸缩分析。
应力的基本概念
应变的定义
胡克定律的应用
应力与应变分析
应力-应变曲线分析
通过应力-应变曲线可以了解材料的弹性、塑性等力学特性，例如在金属材料的拉伸试验中绘制的曲线。
01
02
复合应力状态分析
在复杂载荷作用下，材料可能同时承受多种应力，复合应力状态分析对于工程设计至关重要，如飞机机翼的应力分析。
工程应用实例
章节副标题
叁
结构工程案例
杭州湾跨海大桥的建设展示了先进的结构工程设计与施工技术，是世界级的桥梁工程案例。
桥梁建设
国家体育场（鸟巢）以其独特的空间钢结构设计，成为大跨度结构工程的标志性建筑。
大跨度结构
上海中心大厦的建造采用了创新的结构设计，包括抗风和抗震系统，成为现代高层建筑的典范。
高层建筑
结构工程案例
北京地铁的建设涉及复杂的地下结构设计，展示了地下工程在城市交通中的应用。
地下工程
01
汶川地震后，许多建筑采用了先进的抗震设计，如都江堰新校区的建筑群，提高了结构的抗震性能。
抗震设计
02
机械设计应用
风力发电机的叶片设计需要精确的力学计算，以最大化风能转换效率并承受自然环境的考验。
风力发电机叶片优化
桥梁设计中，工程力学用于分析结构受力情况，确保桥梁在各种载荷下的安全性和耐久性。
桥梁结构分析
汽车悬挂系统的设计运用工程力学原理，以确保车辆行驶的稳定性和乘坐的舒适性。
汽车悬挂系统设计
01、
02、
03、
土木工程实例
桥梁建设
01
杭州湾跨海大桥是世界最长的跨海大桥，展现了土木工程在桥梁设计与施工中的高超技艺。
高层建筑
02
上海中心大厦作为世界第二高楼，其结构设计和施工技术是土木工程在高层建筑领域的杰出代表。
隧道工程
03
秦岭终南山隧道是亚洲最长的公路隧道，其建设过程体现了土木工程在复杂地质条件下的创新与挑战。
力学实验与实践
章节副标题
肆
实验室设备介绍
浙江大学工程力学实验室配备有万能材料试验机
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