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滕英元版工程力学PPT课件讲解

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目录

工程力学基础概念

01

材料力学性质

03

工程力学应用实例

05

静力学分析

02

动力学基础

04

PPT课件特色与优势

06

工程力学基础概念

01

力学的定义和分类

力学是研究物体运动规律及其相互作用的科学，是工程力学的基础。

力学的定义

静力学研究物体在力的作用下处于静止状态或匀速直线运动状态的条件和规律。

静力学

动力学关注物体运动状态变化的原因，包括牛顿运动定律和能量守恒定律等。

动力学

材料力学研究材料在外力作用下的变形和破坏规律，为工程设计提供理论依据。

材料力学

工程力学的研究对象

工程力学研究刚体的平衡状态和变形体的应力应变关系，如桥梁结构的受力分析。

刚体与变形体

研究流体（液体和气体）在工程中的运动规律和作用力，例如水坝设计中水流对结构的影响。

流体力学原理

探讨材料在受力时的弹性、塑性、强度和韧性等性能，例如钢铁在不同温度下的屈服强度。

材料力学性能

基本假设和原理

工程力学中，牛顿三大运动定律是分析物体运动状态的基础，为力学问题提供了解决框架。

牛顿运动定律

01

在工程力学中，静力平衡原理指出，当物体处于静止或匀速直线运动状态时，作用在物体上的力是平衡的。

静力平衡原理

02

材料的弹性模量、屈服强度等力学性质是工程力学分析中不可或缺的基本假设和原理。

材料力学性质

03

能量守恒定律在工程力学中用于分析系统能量转换和守恒，是解决动力学问题的关键原理之一。

能量守恒定律

04

静力学分析

02

静力平衡条件

在静力平衡状态下，物体所受的外力和为零，即所有力的矢量和等于零。

力的平衡条件

刚体平衡方程是静力平衡条件的数学表达，包括力的平衡和力矩的平衡两个方程。

刚体的平衡方程

物体处于静力平衡时，所有作用力产生的力矩之和也必须为零，确保不发生旋转。

力矩的平衡条件

力系简化方法

通过合成与分解，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

对于平行力系，通过求合力和合力矩，可以将其简化为一个等效的单一力和力矩。

平行力系的简化

利用力矩平衡原理，将力系简化为力矩的平衡问题，便于计算和理解力的作用效果。

力矩的概念应用

01

02

03

结构受力分析

01

绘制受力图是分析结构受力的基础，通过图示可以直观地展示出结构上的力和力矩。

02

根据静力学原理，建立结构的平衡方程，以确保结构在各种力的作用下保持静止或匀速直线运动。

03

区分结构的内力和外力是受力分析的关键，内力涉及材料内部的应力状态，外力则是作用在结构上的外加载荷。

受力图绘制

平衡方程建立

内力与外力区分

材料力学性质

03

材料的应力和应变

应力是材料内部单位面积上的内力，分为正应力和剪应力，如拉伸和压缩测试中的测量。

应力的定义与分类

应变是材料形变与原始尺寸的比值，通常通过应变片或引伸计来测量材料的变形程度。

应变的概念及其测量

胡克定律描述了弹性范围内应力与应变成正比的关系，是材料力学性质分析的基础。

胡克定律的应用

通过应力-应变曲线可以了解材料的屈服点、弹性极限和断裂点等重要力学特性。

应力-应变曲线分析

材料的力学性能

抗拉强度是指材料承受拉伸力而不发生断裂的最大应力，是衡量材料强度的重要指标。

抗拉强度

弹性模量表征材料在弹性范围内抵抗形变的能力，是设计和选材时的关键参数。

弹性模量

韧性是指材料在断裂前吸收能量的能力，通常通过冲击试验来评估材料的韧性表现。

韧性

材料的破坏准则

最大应力理论认为，当材料中的最大主应力达到其极限强度时，材料就会发生破坏。

最大应力理论

最大应变理论指出，当材料的最大主应变达到其极限应变时，材料将发生破坏。

最大应变理论

最大剪应力理论表明，当材料中的最大剪应力达到其极限剪应力时，材料将发生剪切破坏。

最大剪应力理论

能量破坏理论认为，当材料吸收的能量达到其破坏能量时，材料将发生破坏。

能量破坏理论

动力学基础

04

运动学基本概念

位移是矢量，描述物体位置的变化；距离是标量，表示物体移动的路径长度。

位移与距离

01

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03

04

速度是矢量，包含大小和方向；速率是标量，只描述物体移动的快慢。

速度与速率

加速度描述物体速度变化的快慢，是速度矢量的时间导数。

加速度

通过位置-时间图和速度-时间图来描述物体的运动状态和变化规律。

运动的描述

动力学基本定律

牛顿第一定律

01

牛顿第一定律，也称为惯性定律，指出物体会保持静止或匀速直线运动，除非受到外力作用。

牛顿第二定律

02

牛顿第二定律定义了力和加速度之间的关系，即F=ma，其中F是力，m是质量，a是加速度。

牛顿第三定律

03

牛顿第三定律表明，对于每一个作用力，总有一个大小相等、方向相反的反作用力。

动力分析方法

通过牛顿第二定律