匯報人：AA2024-01-31工程力學課件大綱目錄CONTENTS課程介紹靜力學基礎材料力學基礎靜定結構內力分析超靜定結構內力分析動力學基礎01課程介紹工程力學是工程學科的重要基礎課程，旨在培養學生掌握力學基礎知識和分析方法，為后續專業課程學習和工程實踐打下基礎。通過本課程的學習，學生應能夠掌握靜力學、材料力學、結構力學等力學基礎知識，具備運用力學原理分析和解決實際工程問題的能力。課程背景與目標課程目標課程背景

工程力學概述工程力學的定義工程力學是研究物體機械運動規律及其應用的科學，是力學在工程領域的應用和延伸。工程力學的研究對象工程力學以工程中的構件、結構和機械系統為研究對象，探討其在各種外力作用下的平衡、變形和破壞等問題。工程力學的應用領域工程力學廣泛應用于建筑、橋梁、道路、水利、機械、航空航天等工程領域，是工程設計和施工的重要依據。學習方法與要求學習方法學生應掌握基本的學習方法，包括課堂聽講、課后復習、獨立完成作業、參加實驗和課程設計等。學習要求學生應具備良好的數學和物理基礎，注重理論與實踐相結合，勤于思考和創新，培養解決實際問題的能力。同時，還應遵守學習紀律和規范，積極參與課堂討論和交流。02靜力學基礎力的定義與性質力是物體之間的相互作用，具有大小、方向和作用點三個基本要素。力系的概念由多個力組成的系統稱為力系，分為平面力系和空間力系。平衡的概念物體在受到多個力作用時，如果保持靜止或勻速直線運動狀態，則稱物體處于平衡狀態。靜力學基本概念作用在同一剛體上的兩個力，如果使剛體保持平衡，則這兩個力必須大小相等、方向相反且作用在同一直線上。二力平衡公理在已知力系中增加或減去一個平衡力系，不會改變原力系對剛體的作用效果。加減平衡力系公理兩個力合成時，其合力的大小和方向可由以這兩個力為鄰邊所構成的平行四邊形的對角線來表示。力的平行四邊形法則當三個力作用于同一點或相互平行的三個力作用于剛體上而平衡時，這三個力的作用線必匯交于一點。三力平衡匯交定理靜力學公理與定理約束的概念常見約束類型約束力的概念約束力分析約束與約束力分析01020304對物體運動或變形的限制稱為約束。柔索約束、光滑面約束、鉸鏈約束、固定端約束等。約束對物體產生的反作用力稱為約束力。根據約束類型和物體的運動狀態，分析并確定約束力的方向和作用點。受力分析步驟平衡方程的建立平衡方程的求解平衡方程的應用受力分析與平衡方程確定研究對象、畫受力圖、列平衡方程。利用數學方法求解平衡方程，得到未知量的值。根據物體所受外力及平衡條件，建立平衡方程。通過求解平衡方程，可以分析物體的受力情況、判斷物體的穩定性以及進行結構優化等。03材料力學基礎03應力與應變的概念闡述應力與應變的概念、計算方法和相互關系，為后續的變形分析打下基礎。01材料力學的定義與研究對象介紹材料力學的定義、研究對象和任務，闡述其在工程領域的重要性。02材料的力學性質介紹材料的彈性、塑性、韌性等力學性質，以及這些性質在工程中的應用。材料力學基本概念123介紹拉伸與壓縮的定義、特點和產生原因。拉伸與壓縮的概念分析拉伸與壓縮過程中材料的應力與應變分布、變化規律以及影響因素。拉伸與壓縮時的應力與應變闡述拉伸與壓縮的強度條件、破壞形式和防止措施。拉伸與壓縮的強度條件拉伸與壓縮變形分析剪切與擠壓時的應力與應變分析剪切與擠壓過程中材料的應力與應變分布、變化規律以及影響因素。剪切與擠壓的強度條件闡述剪切與擠壓的強度條件、破壞形式和防止措施。剪切與擠壓的概念介紹剪切與擠壓的定義、特點和產生原因。剪切與擠壓變形分析扭轉與彎曲時的應力與應變分析扭轉與彎曲過程中材料的應力與應變分布、變化規律以及影響因素。扭轉與彎曲的強度條件闡述扭轉與彎曲的強度條件、破壞形式和防止措施。同時，介紹提高材料抗扭轉和抗彎曲能力的措施和方法。扭轉與彎曲的概念介紹扭轉與彎曲的定義、特點和產生原因。扭轉與彎曲變形分析04靜定結構內力分析靜定結構的特點靜定結構的內力只與荷載有關，與材料的性質、截面的大小等因素無關；當荷載確定后，靜定結構的內力是唯一的。靜定結構的分類靜定結構主要包括靜定梁、靜定剛架、靜定拱等。靜定結構的定義靜定結構是指在沒有多余約束的情況下，僅由平衡條件就能確定其全部內力和反力的幾何不變體系。靜定結構基本概念靜定梁主要包括簡支梁、外伸梁和懸臂梁等。靜定梁的基本形式靜定梁的內力計算主要采用截面法，通過截取梁的一段為研究對象，利用平衡條件求解其內力。內力計算的基本方法根據內力計算的結果，可以繪制出靜定梁的彎矩圖、剪力圖和軸力圖。內力圖繪制靜定梁內力計算靜定剛架的基本形式靜定剛架是由直桿組成的具有剛性節點的幾何不變體系，主要包括門式剛架和排架等。內力計算的基本方法靜定剛架的內力計算也采用截面法，但需要考慮節點的剛性約束對內力的影響。內力圖繪制根據內力計算的結果，可以繪制出靜定剛架的彎矩圖、剪力圖和軸力圖。與靜定梁相比，剛架的彎矩圖和剪力圖可能更為復雜。靜定剛架內力計算靜定拱的基本形式靜定拱是曲線形的幾何不變體系，主要承受壓力作用。常見的靜定拱形式包括圓拱、拋物線拱和懸鏈線拱等。內力計算的基本方法靜定拱的內力計算一般采用力法或位移法。力法是通過建立基本體系和基本未知量，利用平衡條件和變形協調條件求解內力；位移法則是通過假設拱的變形形式來求解內力。內力圖繪制根據內力計算的結果，可以繪制出靜定拱的軸力圖、彎矩圖和剪力圖。由于拱的受力特點，其軸力圖通常為主要關注對象。靜定拱內力計算05超靜定結構內力分析超靜定結構定義超靜定結構是指幾何特征為靜定的，但靜力條件為超靜定的結構，即未知反力的數目大于靜力平衡方程的數目。超靜定結構類型包括外部超靜定和內部超靜定兩種類型，外部超靜定是指結構的整體形式為超靜定，如連續梁、剛架等；內部超靜定是指結構中的某個局部為超靜定，如預應力混凝土構件等。超靜定結構特點由于多余約束的存在，使得結構在荷載作用下的內力分布與靜定結構不同，具有更強的剛度和穩定性。超靜定結構基本概念力法基本原理確定基本體系和基本未知量；建立力法方程；求解力法方程，得到多余未知力；根據多余未知力求解結構內力。力法解題步驟力法適用范圍適用于各種超靜定結構，特別是超靜定次數不高的情況。通過解除多余約束，將超靜定結構轉化為靜定結構，然后利用變形協調條件求解多余未知力。力法解超靜定結構位移法解題步驟確定基本未知量和附加約束；建立位移法方程；求解位移法方程，得到廣義位移；根據廣義位移求解結構內力。位移法適用范圍適用于各種超靜定結構，特別是需要求解結構位移的情況。位移法基本原理以廣義位移（線位移和角位移）為基本未知量，通過建立位移法方程求解結構內力。位移法解超靜定結構力矩分配法基本原理01將結構中的節點彎矩按照一定規則進行分配和傳遞，逐步逼近真實彎矩分布。力矩分配法解題步驟02確定計算簡圖和分配系數；進行力矩的初次分配和傳遞；重復進行力矩的再分配和傳遞，直到滿足精度要求；根據最終彎矩求解結構內力。力矩分配法適用范圍03適用于連續梁和無側移剛架等超靜定結構。力矩分配法解超靜定結構06動力學基礎主要研究物體運動與力之間的關系。動力學的研究對象力是改變物體運動狀態的原因，具有大小、方向和作用點三要素。力的定義與性質根據力的性質和作用方式，可分為重力、彈力、摩擦力等。力的分類動力學基本概念包括牛頓第一定律（慣性定律）、牛頓第二定律（加速度定律）和牛頓第三定律（作用與反作用定律）。牛頓運動定律描述物體動量的變化與作用力之間的關系。動量定理描述物體動能的變化與合外力做功之間的關系。動能定理010203動力學基本定理與定律描述質點位置隨時間變化的規律。質點的運動學方程包括平動、轉動和復合運動。剛體的基本運動形式