1、課題第1講一一緒論學時1學時教學目的要求掌握工程力學的任務、地位、作用和學習方法，可變形固體的基本假設，工程力學的研究對象(桿件)，桿件變形的形式。理解工程力學的研究對象(桿件)的幾何特征，使學生對工程力學這門課程的任務、研究對象有一個全面的概念。了解工程的發展簡史和學習本課程的方法。主要內容工程力學的研究內容重點難點變形固體及其基本假設教學方法和手段以講授為主，使用電子教案課后作業練習預習：第一章靜力學基本概念一、工程力學的研究對象建筑物中承受荷載而起骨架作用的部分稱為結構。結構是由若干構件按一定方式組合而成的。組成結構的各單獨部分稱為構件。例如：支承渡槽槽身的排架是由立柱和橫梁組成的剛架結

2、構，如圖1la所示；單層廠房結構由屋頂、樓板和吊車梁、柱等構件組成，如圖1lb所示。結構受荷載作用時，如不考慮建筑材料的變形，其幾何形狀和位置不會發生改(a)(b)圖0-1變。結構按其幾何特征分為三種類型：桿系結構：由桿件組成的結構。桿件的幾何特征是其長度遠遠大于橫截面的寬度和高度。薄壁結構：由薄板或薄殼組成。薄板或薄殼的幾何特征是其厚度遠遠小于另兩個方向的尺寸。（3）實體結構：由塊體構成。其幾何特征是三個方向的尺寸基本為同一數量級。工程力學的研究對象主要是桿系結構。二、工程力學的研究內容和任務工程力學的任務是研究結構的幾何組成規律，以及在荷載的作用下結構和構件的強度、剛度和穩定性問題。研究平

3、面桿系結構的計算原理和方法，為結構設計合理的形式，其目的是保證結構按設計要求正常工作，并充分發揮材料的性能，使設計的結構既安全可靠又經濟合理。進行結構設計時，要求在受力分析基礎上，進行結構的幾何組成分析，使各構件按一定的規律組成結構，以確保在荷載的作用下結構幾何形狀不發生發變。結構正常工作必須滿足強度、剛度和穩定性的要求。強度是指抵抗破壞的能力。滿足強度要求就是要求結構的構件在正常工作時不發生破壞。剛度是指抵抗變形的能力。滿足剛度要求就是要求結構的構件在正常工作時產生的變形不超過允許范圍。穩定性是指結構或構件保持原有的平衡狀態的能力。滿足穩定性要求就是要求結構的構件在正常工作時不突然改變原有平

4、衡狀態，以免因變形過大而破壞。按教學要求，工程力學主要研究以下幾個部分的內容。（1）靜力學基礎。這是工程力學的重要基礎理論。包括物體的受力分析、力系的簡化與平衡等剛體靜力學基礎理論。（2）桿件的承載能力計算。這部分是計算結構承載能力計算的實質。包括基本變形桿件的內力分析和強度、剛度計算，壓桿穩定和組合變形桿件的強度、剛度計算。（3）靜定結構的內力計算。這部分是靜定結構承載能力計算和超靜定結構計算的基礎。包括研究結構的組成規律、靜定結構的內力分析和位移計算等。（4）超靜定結構的內力分析。是超靜定結構的強度和剛度問題的基礎。包括力法、位移法、力矩分配法和矩陣位移法等求解超靜定結構內力的基本方法。三

5、、剛體、變形固體及其基本假設工程力學中將物體抽象化為兩種計算模型：剛體和理想變形固體。剛體是在外力作用下形狀和尺寸都不改變的物體。實際上，任何物體受力的作用后都發生一定的變形，但在一些力學問題中，物體變形這一因素與所研究的問題無關或對其影響甚微，這時可將物體視為剛體，從而使研究的問題得到簡化。理想變形固體是對實際變形固體的材料理想化，作出以下假設：（1）連續性假設。認為物體的材料結構是密實的，物體內材料是無空隙的連續分布。（2）均勻性假設。認為材料的力學性質是均勻的，從物體上任取或大或小一部分，材料的力學性質均相同。（3）向同性假設。認為材料的力學性質是各向同性的，材料沿不同方向具有相同的力學性質，而各方向力學性質不同的材料稱為各向異性材料。本教材中僅研究各向同性材料。按照上述假設理想化的一般變形固體稱為理想變形固體。剛體和變形固體都是工程力學中必不可少的理想化的力學模型。變形固體受荷載作用時將產生變形。當荷載撤去后，可完全消失的變形稱為彈性變形；不能恢復的變形稱為塑性變形或殘余變形。在多數工程問題中，要求構件只發生彈性變形。工程中，大多數構件在荷載的作用下產生的變形量若與其原始尺寸相比很微小，稱為小變形。小變形構件的計算，可采