1、工程管理課件工程管理課件緒論緒論 ：理論力學的研究對象與內容2 2理論力學的研究方法4 4力學的發展情況簡介 3 3 1 1理論力學的任務3 3 3 3工程力學第一節第一節 力學的發展情況簡介力學的發展情況簡介 : :1.1 公元前300年，阿基米德的“靜力學”和歐幾里得的“幾何學”為早期力學的發展奠定了基礎：1.2 17世紀牛頓的三大運動定律支撐了古典力學體系： 1.3 18世紀到19世紀，在深度方面，力學借助廣義相對論向量子力學、波動力學等發展，廣度方面，不同介質的剛體力學、彈性力學、流體力學和氣動力學等發展：1.4 20世紀，量子力學與相對論力學得到較快發展。工程力學第二節第二節 理論力

2、學的研究內容理論力學的研究內容 : :2.1 理論力學所研究的內容是以牛頓三大定律為基礎的古典力學（宏觀物體的運動速度小于光速3105km/s）：2.2 理論力學包括：靜力學、運動學和動力學： 2.3 靜力學研究物體平衡時作用力之間的關系；運動學研究物體運動的幾何性質，而不考慮作用于物體上的力；動力學研究作用于物體上的力與運動變化之間的關系：工程力學第三節第三節 理論力學的任務理論力學的任務 : :3.1 理論力學是自然科學和工程技術的理論基礎之一：3.2 是材料力學、機械原理、機械設計、結構力學、彈性力學和流體力學的基礎課程： 3.3 理論力學旨在幫助培養對工程實際問題具有抽象、簡化和分析的

3、能力：工程力學第四節第四節 理論力學的研究方法理論力學的研究方法 : :3.1 抽象化的方法：3.2 從公理和實驗規律出發，應用演繹的方法（以數學為工具），推導出各種形式的定理和結論： 3.3 理論聯系實際的研究方法：工程力學第一章第一章 靜力學的基本概念和受力分析：靜力學的基本概念和受力分析：靜力學公理2 2 物體的受力分析與受力圖4 4力的概念 3 3 1 1約束與約束反力3 3 3 3工程力學第一節第一節 力的概念力的概念 : :1.1 力與運動及物體是分不開，通過力的作用效應，來認識力的性質和規律。力是物體間的相互機械作用，這種作用可以改變物體的運動狀態：1.2 力使物體的運動狀態發生

4、變化的效應，稱為力的外效應（運動）：力使物體發生變形的效應，為力的內效應。理論力學只研究力的外效應（假定為剛體），而材料力學才研究力的內效應。 1.3 力的三要素：大小、方向和作用點：工程力學第二節第二節 靜力學公理靜力學公理 : :2.1 公理一：二力平衡公理：作用于剛體上的二力平衡的充要條件是二力大小相等、方向相反，且沿同一直線：2.2 公理二：加減平衡力系公理： 在作用于剛體的任意力系上，加或減任平衡力系，并不改變力系對剛體的作用效應。 2.3 公理三：力的平行四邊形公理：作用于物體上同一點的兩個力，可以合成為一個合力。合力的作用點任在該點，合力的大小和方向為這兩個力為邊所做的平行四邊形

5、的對角線：2.4 公理四：作用與反作用公理：兩物體間相互作用的力，總是大小相等，方向相反、沿同一直線，分別作用在兩個相互作用的物體上；2.5 公理五：剛化原理：變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變形體剛化為剛體，其平衡狀態保持不變。工程力學第三節第三節 約束與約束反力約束與約束反力 : :3.1 柔性體約束：只能為拉力而非壓力：3.2 光滑面約束：兩物體接觸面的摩擦力很小，接觸面是光滑的。 3.3 固定鉸鏈約束：將構件與固定支座在連接處鉆上圓孔，再用銷釘串連起來：3.4 輥軸約束：鉸鏈支座用幾個輥軸支撐在光滑平面上，就成為輥軸支座，也稱為可動鉸支座；3.5 軸承約束：在受力上與固定鉸鏈約束

6、或增加彎矩約束。移動鉸支座固定鉸支座滑動鉸支座固定支座工程力學第四節第四節 物體的受力分析與受力圖物體的受力分析與受力圖 : :4.1 以非自由體的平衡為前提假設：4.2 考慮平衡時，分析物體的主動力和約束反力。 。ABPC工程力學第四節第四節 物體的受力分析與受力圖物體的受力分析與受力圖 : :4.1 以非自由體的平衡為前提假設：4.2 考慮平衡時，分析物體的主動力和約束反力。 。ABPC工程力學第二章第二章 簡單力系：簡單力系：匯交力系合成的解析法2 2 平面力對點之矩的概念及計算4 4匯交力系合成的幾何法 3 3 1 1平面匯交力系的平衡方程3 3 3 3平面力偶理論3 3 5 5工程力

7、學第一節第一節 匯交力系合成的幾何法匯交力系合成的幾何法 : :1. 力系簡化的幾何法是以上一章介紹的公理為依據，主要應用幾何作圖，結2. 合三角關系的方法，研究力系中各分力與合力的幾何關系，得出力系簡化的3. 幾何條件；4. 2. 合力的大小應用余弦定理；5. 3. 圖形應用合力的矢量圖P2P1P3P4工程力學第二節第二節 匯交力系合成的解析法匯交力系合成的解析法 : :1. 力在直角坐標軸上的投影；2. 平面匯交力系簡化的解析法:3. 三力平衡匯交定理：當剛體在同一平面內互不平行的三個力作用下平衡時，這三個力的作用線必匯交于一點（力的可傳性、匯交是平衡的必要條件）。3. 平面匯交力系的平衡

8、方程： 解析條件：平面（空間）力系在兩（三）個坐標軸上投影代數和分別等于零，可以解兩（三）個未知量。工程力學第二章第二章 習題（習題（2 23 3） : :習題（23）：工程力學第二章第二章 習題（習題（2 23 3） : :習題（23）：受力分析：工程力學第二章第二章 習題（習題（2 23 3） : :習題（23）：受力分析(力偶的自由矢量)：工程力學第二章第二章 習題（習題（2 23 3） : :習題（23）：受力分析（三力匯交平衡定理，匯交力系的幾何法）：工程力學第二章第二章 習題（習題（2 23 3） : :習題（23）：匯交力系合成的解析法（xoy平面）工程力學第二章第二章 習題（習

9、題（2 23 3） : :習題（23）：匯交力系合成的解析法（xoy平面）工程力學第二章第二章 習題（習題（2 29 9） : :習題（29）：工程力學第二章第二章 習題（習題（2 29 9） : :習題（29）：x=0:-Fabcos45o+Faccos45o=0;即 FacFaby=0:F+Fadcos60o=0;即Fad-2F-1.2kNz=0:-Fabcos45o-Faccos45o-Fadcos30o=0;即-Fab（ ）-(-1.2 )0即FacFab0.73kN222232工程力學第三章第三章 力偶系力偶系: :1. 力對點之矩：平面內力F對剛體產生 繞O點的轉動效應用力的大小與

10、力臂的乘積冠以適當的正負號來度量，稱為力對點之矩：2. 記為： M0(F) = Fh 力對點之矩矢的矢量積表示式： M0(F)=rF 力對點之矩矢的解析表示式： M0(F)=rF=(xi+yj+zk)(Fxi+Fyj+Fzk)工程力學第三章第三章 力偶系力偶系: :2. 力對點之矩矢的基本性質:作用于剛體上的二力對剛體產生的繞任一點的轉動效應，可以用該點的一個矩矢來度量，這個矩矢等于二力分別對該點之矩矢的矢量和。3.合力矩定理:合力對任一點之矩矢等于各分力對同一點之矩矢量的矢量和工程力學第三章第三章 力偶系力偶系: :1. 力對軸之矩： 力對軸之矩等于力在垂直于該軸平面上的投影對軸與平面交點之

11、矩。1. 2. 力對坐標軸之矩：2. 3. Mz(F)=-yFx+xFy4. 3. 力對點之矩與力對軸之矩的關系：5. 力對點之矩矢在通過該點之軸上的投影等于該力對軸之矩6. 工程力學第三章第三章 力偶系力偶系: :1. 力偶矩矢：2. 力偶矩矢是自由矢量3. 2. 力偶矩矢的三個要素：4. 力偶矩的大小：5. 作用面的方位；6. 轉向工程力學第三章第三章 力偶系力偶系: :1. 力偶的等效條件；2. 力偶的性質；3. 力偶系的合成；工程力學第三章第三章 力偶系力偶系: :1. 力偶系的平衡條件： 力偶系平衡的充要條件是矢量和等于零工程力學第四章第四章 平面任意力系平面任意力系: :4-1 力

12、的平移l力的可傳性：作用點沿作用線移動，對剛體不改變作用效應；l力的平移定理：作用于剛體上任一點的力可平移到剛體上任一點而不改變對剛體的作用效應，但需增加一附加力偶，附加力偶的力偶矩矢等于原力對新的作用點之矩矢；l力的平移定理的推理：作用于剛體某平面上任一點的力，可平移到此平面上任意點而不改變對剛體的作用效應，但需增加一附加力偶，附加力偶的力偶矩等于原力對新的作用點之矩；工程力學第四章第四章 平面任意力系平面任意力系: :4-2 平面任意力系向一點簡化l根據力的可傳性和力的平移定理，平面力系中任一力，向作用平面內任一點移動（縱移和平移），在該點形成原作用力和一附加力偶矩，各力和各力偶的矢量和，分別為主力矢（主矢）和主力偶矢（主矩）；l力系向任何一點簡化其主矢都等于力系諸力的矢量和，主矢與簡化中心位置的選擇無關，而主矩一般與簡化中心的選擇有關；l固定端的約束：不僅限制了物體的移動，還限制了物體的轉動，通過平面力系的簡化，可以為簡化為固定端的約束力和約束力偶；工程力學第四章第四章 平面任意力系平面任意力系: :4-2 平面任意力系向一點簡化l平面力系簡化的最后結果： 平面任意力系一般可以通過簡化中心，簡化為一個力FR和一個力偶Mo，在此基礎上，還可以進一步簡化為一個合力（力的平移定理）；4-3 平面任意力系的平衡條件