工程力學(水工)復習解析匯報人：AA2024-01-31Contents目錄工程力學(水工)概述靜力學基礎材料力學基礎流體靜力學與動力學基礎結構力學基礎水工建筑物中的力學問題工程力學(水工)概述01工程力學(水工)是研究水工建筑物在各種外力作用下的應力、應變、穩定性以及結構設計的科學。定義工程力學(水工)以力學為基礎，結合水工學特點，注重理論與實踐相結合，具有綜合性、應用性和實踐性等特點。特點工程力學(水工)定義與特點包括水工建筑物的靜力學、動力學、穩定性分析、結構設計等方面的研究。采用理論分析、實驗研究、數值模擬等多種方法，對水工建筑物在各種工況下的力學行為進行深入研究。工程力學(水工)研究內容及方法研究方法研究內容結構設計應力分析穩定性評估優化設計工程力學(水工)在實際工程中應用應用工程力學(水工)理論和方法進行水工建筑物的結構設計，確保結構的安全性和經濟性。應用工程力學(水工)理論和方法對水工建筑物的穩定性進行評估，預防失穩事故的發生。對水工建筑物在施工和運行過程中的應力進行監測和分析，為結構的安全評估提供依據。通過工程力學(水工)的優化設計方法，對水工建筑物的設計方案進行優化，提高結構的性能和經濟效益。靜力學基礎02靜力學主要研究物體在力系作用下的平衡規律，包括物體的平衡條件、平衡狀態以及平衡的穩定性等。靜力學的研究對象力是物體之間的相互作用，具有大小、方向和作用點三個要素。靜力學中主要涉及的力有重力、彈力、摩擦力等。力的概念與性質力矩是力和力臂的乘積，用于描述力對物體的轉動效應。在靜力學中，力矩的平衡是物體平衡的重要條件之一。力矩的概念與計算靜力學基本概念與原理

平面力系分析與計算平面力系的簡化平面力系可以向一點簡化，得到一個主矢和一個主矩。主矢代表力系對物體的平移效應，主矩代表力系對物體的轉動效應。平面力系的平衡條件平面力系平衡的條件是主矢和主矩都為零，即物體既不發生平移也不發生轉動。平面力系的計算方法平面力系的計算可以采用解析法和圖解法。解析法通過列方程求解，圖解法通過作圖求解。空間力系可以向一點簡化，得到一個主矢和三個相互垂直的主矩。這三個主矩分別代表力系對物體繞三個坐標軸的轉動效應。空間力系的簡化空間力系平衡的條件是主矢和三個主矩都為零，即物體既不發生平移也不發生任何方向的轉動。空間力系的平衡條件空間力系的計算可以采用解析法和矢量圖解法。解析法通過列方程求解，矢量圖解法通過作圖并利用矢量運算求解。空間力系的計算方法空間力系分析與計算靜力學在工程結構的設計與優化中發揮著重要作用。通過對結構進行受力分析，可以確定結構的合理形式和尺寸，以滿足強度和穩定性要求。工程結構的設計與優化靜力學為工程問題的力學建模提供了基礎。通過建立力學模型，可以將復雜的工程問題簡化為易于分析和計算的力學問題。工程問題的力學建模靜力學在工程安全與可靠性評估中也有著廣泛應用。通過對結構進行受力分析和穩定性評估，可以預測結構在特定條件下的安全性和可靠性。工程安全與可靠性評估靜力學在工程實際問題中應用材料力學基礎03研究材料在外力作用下的力學性能和變形規律的學科。材料力學的定義基本假設應力與應變概念連續性假設、均勻性假設、各向同性假設、小變形假設。應力是單位面積上的內力，應變是物體的相對變形。030201材料力學基本概念與假設物體受到大小相等、方向相反、作用線與軸線重合的一對力作用時，發生的伸長或縮短變形。拉伸與壓縮的概念截面法求內力應力與應變的計算強度條件及應用通過假想截面將物體分割，根據靜力學平衡方程求解截面上的內力。根據胡克定律計算應力與應變，并考慮材料的拉伸與壓縮彈性模量。比較計算應力和許用應力，判斷構件是否安全。拉伸與壓縮變形及強度計算03強度條件及應用比較計算應力和許用應力，判斷構件是否安全。同時考慮材料的剪切彈性模量和擠壓彈性模量。01剪切與擠壓的概念物體在受到與軸線垂直或斜交的力作用時，發生的相對錯動或局部壓潰的變形。02剪切與擠壓的實用計算根據剪切面或擠壓面的面積和受到的力計算剪切應力或擠壓應力。剪切與擠壓變形及強度計算物體在受到垂直于軸線方向的力或力矩作用時，發生的撓曲變形。彎曲的概念通過假想截面將物體分割，根據靜力學平衡方程求解截面上的內力矩。截面法求內力根據彎曲正應力和彎曲切應力的計算公式，結合材料的彎曲彈性模量計算應力與應變。應力與應變的計算比較計算應力和許用應力，判斷構件是否安全。同時考慮構件的截面形狀和尺寸對彎曲強度的影響。強度條件及應用彎曲變形及強度計算組合變形的分析方法將組合變形分解為若干個基本變形，分別計算各基本變形的應力和應變，然后疊加得到組合變形的總應力和總應變。強度條件及應用比較計算應力和許用應力，判斷構件是否安全。同時考慮材料在復雜應力狀態下的強度特性和破壞準則。組合變形的概念物體同時受到兩種或兩種以上基本變形的作用時，發生的復雜變形。組合變形及強度計算流體靜力學與動力學基礎04流體靜壓強的概念01在靜止的流體中，任一點單位面積上所受的壓力稱為該點的流體靜壓強。流體靜壓強的分布規律02流體靜壓強垂直于作用面，且其方向與該作用面的內法線方向一致；在靜止的、連續的、同一水平液面內的流體中，任一點的流體靜壓強相等。流體靜壓強的計算03根據流體靜壓強的分布規律，可以推導出流體靜壓強的計算公式，進而求解實際問題。流體靜壓強及其分布規律123主要研究流體在運動狀態下的力學行為和運動規律。流體動力學的研究對象包括質量守恒原理、動量守恒原理和能量守恒原理，這些原理是描述流體運動的基本方程。流體動力學的基本原理根據流體運動的特點，可以將其分為層流和湍流兩種類型。流體運動的分類流體動力學基本原理流體運動方程及其應用流體運動方程描述流體運動的基本方程，包括連續性方程、動量方程和能量方程。流體運動方程的應用通過求解流體運動方程，可以分析流體的運動狀態、計算流體的流速和流量等參數，進而解決實際工程問題。流體在運動過程中，由于內部摩擦和邊界摩擦而產生的阻力。流體阻力的概念根據流體的性質和運動狀態，可以推導出流體阻力的計算公式，進而求解實際問題。流體阻力的計算流體在運動過程中，由于阻力、熱量交換等因素而產生的能量損失。能量損失的概念根據能量守恒原理和流體阻力的計算公式，可以推導出能量損失的計算公式，進而求解實際問題。能量損失的計算流體阻力與能量損失計算結構力學基礎05結構力學定義研究結構在荷載作用下的平衡條件以及結構的內力、變形、穩定性等問題的學科。結構分類根據幾何特征可分為桿件結構、板殼結構和實體結構；根據受力特征可分為靜定結構和超靜定結構。荷載分類按時間變化可分為恒載、活載和偶然荷載；按空間位置可分為分布荷載和集中荷載。結構力學基本概念與分類桿件結構的變形計算包括拉伸、壓縮、彎曲和扭轉的變形計算。桿件結構的強度和剛度校核根據材料的力學性能和許用應力進行強度和剛度校核。桿件結構的內力分析包括軸力、剪力、彎矩和扭矩的計算。桿件結構分析與計算方法超靜定結構的概念當結構的未知力數目多于靜力平衡方程的數目時，稱為超靜定結構。超靜定結構的分析方法包括力法、位移法和力矩分配法等。超靜定結構的內力調整和校核根據分析結果進行內力調整和校核，以滿足設計要求。超靜定結構分析與計算方法結構穩定性的概念結構在受到微小擾動后能否恢復到原有平衡狀態的能力。結構穩定性分析方法包括靜力法和動力法等。結構穩定性校核根據穩定性分析結果進行校核，以確保結構的安全性和穩定性。結構穩定性分析與校核方法水工建筑物中的力學問題06重力壩的穩定性分析包括壩基抗滑穩定、壩體抗傾覆穩定等問題，需要考慮壩體自重、水壓力、揚壓力、泥沙壓力等多種荷載的作用。重力壩的應力分析壩體在自重、水壓力等荷載作用下會產生應力，需要分析壩體的應力分布和大小，以確保壩體的安全性。重力壩的變形分析壩體在荷載作用下會產生變形，需要分析壩體的變形量、變形分布和變形規律，以評估壩體的安全狀況。重力壩中的力學問題拱壩的穩定性分析需要考慮拱壩在水平荷載作用下的穩定性，包括抗滑穩定和抗傾覆穩定等問題。拱壩的應力與變形分析需要分析拱壩在荷載作用下的應力和變形情況，以確保拱壩的安全性。拱壩的拱效應分析拱壩利用拱的作用將荷載傳遞到兩岸，需要分析拱壩的拱效應，包括拱圈的形狀、尺寸和荷載傳遞路徑等。拱壩中的力學問題01需要考慮土石壩邊坡在自重、水壓力等荷載作用下的穩定性問題。土石壩的邊坡穩定分析02需要分析土石壩的滲流情況，包括滲流路徑、滲流量和滲透壓力等，以確保土石壩的滲流穩定性。土石壩的滲流穩定分析03需要分析土石壩在荷載作用下的變形和沉降情況，以評估土石壩的安全狀況。土石壩