1匯報人：AA2024-01-31工程力學課件3目錄contents工程力學基本概念與原理靜力學基礎與平衡條件材料力學性能與變形分析彈性力學基礎與應用領域塑性力學基礎與塑性變形分析動力學基礎與運動規律研究301工程力學基本概念與原理由相互作用的物體或質點組成的整體，用于研究物體的運動和變形規律。力學系統的定義力學系統分類剛體系統彈性體系統根據研究對象的性質和運動狀態，力學系統可分為剛體系統、彈性體系統和流體系統等。忽略物體的變形，將物體抽象為只有質量、位置和速度的質點或剛體。考慮物體的彈性變形，研究物體在外力作用下的應力、應變和位移等。力學系統及其分類研究對象研究方法理論分析實驗研究工程力學研究對象與方法工程力學主要研究各種工程結構在靜載荷、動載荷、溫度、濕度等外部條件下的力學行為和性能。基于力學基本原理和定律，通過數學推導和解析方法求解工程力學問題。包括理論分析、實驗研究和數值模擬等，以揭示工程結構的力學規律和優化設計方法。通過實驗手段，模擬實際工程條件，測量和分析工程結構的力學響應和性能。揭示了物體運動的基本規律，包括慣性定律、動量定律和作用力與反作用力定律。牛頓運動定律在封閉系統中，能量不會憑空產生或消失，只會從一種形式轉化為另一種形式。能量守恒定律在封閉系統中，不受外力作用時，系統的總動量保持不變。動量守恒定律包括胡克定律、剪切定律、泊松比等，描述了材料在受力作用下的變形和破壞規律。材料力學基本定律力學基本原理及定律分析橋梁結構在車輛載荷、風載荷和地震載荷等外部條件下的力學行為和穩定性。橋梁工程研究建筑結構在靜載荷、動載荷和溫度載荷等條件下的承載能力和變形規律。建筑工程分析機械零件在受力作用下的應力、應變和疲勞壽命等問題，優化機械結構設計。機械工程研究飛行器結構在高速、高溫和高壓等極端條件下的力學行為和性能。航空航天工程工程應用案例分析302靜力學基礎與平衡條件靜力學主要研究物體在力系作用下的平衡規律。靜力學的研究對象力的概念靜力學的基本假設力是物體間的相互作用，這種作用使物體的運動狀態發生改變。包括剛體假設、力的可傳性假設、二力平衡假設等。030201靜力學基本概念及假設03平衡條件的應用利用平衡條件求解未知力或判斷物體的平衡狀態。01受力分析的基本步驟確定研究對象、畫受力圖、列平衡方程。02平衡條件的建立根據物體的受力情況，建立相應的平衡條件，如二力平衡條件、三力平衡條件等。受力分析與平衡條件建立通過力的平移和合成，將復雜的平面力系簡化為簡單的力系。平面力系的簡化包括平行四邊形法則、三角形法則等。力的合成方法合力與分力之間遵循平行四邊形法則或三角形法則。合力與分力的關系平面力系簡化與合成方法123包括空間任意力系的平衡條件和空間特殊力系的平衡條件。空間力系的平衡條件通過列寫平衡方程，求解未知力或判斷物體的平衡狀態。空間力系平衡問題的求解方法空間力系平衡問題在工程實際中具有廣泛的應用，如橋梁、建筑等的穩定性分析。平衡問題的實際應用空間力系平衡問題求解303材料力學性能與變形分析ABCD材料力學性能指標及測試方法彈性模量、切變模量與泊松比描述材料在彈性階段的變形特性。硬度與沖擊韌性反映材料的軟硬程度和抗沖擊能力。屈服強度與抗拉強度衡量材料在拉伸過程中的抵抗能力。測試方法包括拉伸試驗、壓縮試驗、彎曲試驗、沖擊試驗等。拉伸變形材料在壓縮外力作用下產生縮短和截面增大的變形。壓縮變形剪切變形變形特點01020403分析不同變形形式下材料的應力、應變分布及變化規律。材料在拉伸外力作用下產生伸長和截面縮小的變形。材料在剪切外力作用下，兩部分沿外力作用方向發生相對錯動。拉伸、壓縮與剪切變形特點分析彎曲變形梁在橫向力作用下產生彎曲，截面發生翹曲。內力圖描述梁橫截面上內力（彎矩、剪力）隨截面位置變化的圖形。繪制技巧確定控制截面，利用平衡條件求解內力，按比例繪制內力圖。注意事項考慮梁的約束條件、荷載類型及分布等因素對彎曲變形和內力的影響。彎曲變形與內力圖繪制技巧組合變形求解策略疊加原理解題步驟組合變形問題求解策略將復雜組合變形分解為若干基本變形，分別求解各基本變形引起的應力和應變，再疊加得到總應力和總應變。在滿足一定條件下，各基本變形引起的應力和應變可以線性疊加。明確組合變形類型，確定基本變形分解方式，分別求解各基本變形，疊加得到最終結果。構件同時發生兩種或兩種以上基本變形。304彈性力學基礎與應用領域彈性力學定義研究彈性體在外力作用下的應力、應變和位移規律的學科。基本假設連續性假設、均勻性假設、各向同性假設、小變形假設。彈性體分類線彈性體和非線彈性體。彈性力學基本概念及假設條件應力定義及分類正應力、剪應力；第一、二、三主應力。應變定義及分類線應變、角應變；剪切應變、體積應變。廣義胡克定律描述應力與應變之間的線性關系。彈性模量、泊松比等物理量表征材料彈性性質的常數。彈性體內部應力與應變關系探討

彈性力學邊界條件及求解方法邊界條件分類位移邊界條件、應力邊界條件、混合邊界條件。求解方法按位移求解、按應力求解；解析法、數值法（如有限單元法）。圣維南原理局部邊界條件改變對遠離該區域的影響很小。彈性力學在工程領域應用機械工程機械零件的強度、剛度和穩定性分析。土木工程橋梁、建筑等結構的靜力和動力分析。航空航天工程飛機、火箭等飛行器的結構設計和優化。生物醫學工程人體骨骼、器官等生物組織的力學行為研究。305塑性力學基礎與塑性變形分析研究物體在塑性狀態下的力學行為和變形規律的學科。塑性力學定義包括連續性假設、均勻性假設、各向同性假設等。基本假設條件闡述應力與應變在塑性力學中的定義及其物理意義。應力與應變概念塑性力學基本概念及假設條件塑性變形特點不可逆性、體積不變性、流動性等。屈服準則概念描述材料開始發生塑性變形的應力條件。常用屈服準則Tresca屈服準則、Mises屈服準則等，及其適用范圍和優缺點。塑性變形特點與屈服準則探討塑性本構關系描述塑性狀態下應力與應變之間的關系。增量理論分析塑性變形過程中應力與應變的增量關系。塑性勢概念引入塑性勢函數，描述塑性應變增量的方向。加載與卸載準則判斷材料在塑性狀態下是處于加載還是卸載狀態。塑性本構關系及增量理論應用包括鍛造、軋制、擠壓等。塑性加工成型方法通過數值模擬分析，優化塑性加工成型過程中的工藝參數，提高產品質量和生產效率。工藝參數優化有限元法、有限差分法等在塑性加工成型過程中的應用。數值模擬方法結合實際案例，分析塑性加工成型過程中的力學行為和變形規律。典型案例分析01030204塑性加工成型過程模擬分析306動力學基礎與運動規律研究動力學基本概念動力學是研究物體機械運動與力之間關系的一門學科，主要探討物體運動狀態改變的原因。運動描述方法通過位移、速度、加速度等物理量來描述物體的運動狀態，其中位移表示物體位置的變化，速度和加速度分別表示物體運動的快慢和速度變化的快慢。動力學基本概念及運動描述方法物體的加速度與作用力成正比，與物體質量成反比，且加速度方向與作用力方向相同。通過牛頓第二定律可以求解物體的運動狀態，如根據已知的作用力和物體質量計算物體的加速度，進而預測物體的運動軌跡。牛頓第二定律在動力學中應用應用實例牛頓第二定律表述動量定理物體動量的變化等于作用在物體上的沖量，即Ft=mv2-mv1，其中F為作用力，t為時間，m為物體質量，v1和v2分別為物體的初速度和末速度。動量矩定理物體對某點的動量矩的變化等于作用在物體上的外力對該點的力矩的沖量，即M=J2-J1，其中M為外力對某點的力矩的沖量，J1和J2分別為物體對某點的初動量矩和末動量矩。動能定理物體動能的變化等于作用在物體上的外力所做的功，即W=Ek2-Ek1，其中W為外力所做的功，Ek1和Ek2分別為物體的初動能和末動能。動量定理、動量矩定理和動能定理要點三碰撞類型分析根據碰撞前后物體的運動狀態和能量變化，可將碰撞分為彈性碰撞、非彈性碰撞和完全非彈性碰撞等類型