《結構力學第2章》ppt課件結構力學的基本概念靜力學基礎結構分析彈性力學基礎結構穩定性分析01結構力學的基本概念結構力學是研究結構在外力作用下的響應和行為的學科。它涉及到結構在各種外力（如重力、風載、地震等）作用下的變形、應力、應變和穩定性等問題。結構力學主要關注的是結構的內在規律和性能，以及如何通過設計來優化結構的性能。結構力學的定義結構力學的重要性結構力學是土木工程、機械工程、航空航天工程等學科的重要基礎，是設計和分析各種工程結構的必備知識。在實際工程中，結構的安全性和穩定性至關重要，結構力學提供了理解和解決這些問題的基礎理論和方法。基本假設01結構力學通常基于一些基本假設，如連續性、均勻性、各向同性等，以便簡化復雜的實際結構為理論模型。限制條件02在應用結構力學時，需要考慮結構的限制條件，如承載能力、穩定性、疲勞壽命等。這些限制條件決定了結構在不同外力作用下的行為和性能。近似性和局限性03由于實際結構的復雜性和不確定性，結構力學模型往往需要進行簡化，這可能導致結果的近似性和局限性。因此，在實際應用中，需要考慮模型的適用范圍和局限性。結構力學的基本假設和限制條件02靜力學基礎作用在一點上的力，例如繩索拉力。集中力作用在一定線段或面積上的力，例如梁上的均布載荷。分布力力的分類與表示垂直力與水平面垂直的力，例如重力。水平力與水平面平行的力，例如摩擦力。力的分類與表示使物體產生拉伸變形的力，例如彈簧的拉力。使物體產生壓縮變形的力，例如柱子的壓力。力的分類與表示壓縮力拉伸力物體處于靜止或勻速直線運動狀態時，稱為力的平衡狀態。力的平衡狀態定義合力為零，即$F_{合}=0$。平衡條件根據平衡條件，可以建立三個平衡方程，分別表示三個方向的力平衡。平衡方程力的平衡狀態03力的平行四邊形法則兩個力合成時，以表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就表示合力的方向和大小。01二力平衡定理一個物體在兩個大小相等、方向相反且作用在同一直線上的力作用下處于平衡狀態。02三力平衡定理一個物體在三個非共線力作用下處于平衡狀態時，這三個力必為共點力。靜力學的基本定理03結構分析VS結構由若干個基本桿件（如梁、柱、板等）組成，通過節點連接形成整體。結構的分類根據結構的形式和用途，可以分為靜定結構和超靜定結構、平面結構和空間結構等。結構的組成結構的組成與分類通過分析結構的受力平衡條件，確定各桿件的內力和支座反力。平衡法位移法能量法通過分析結構的位移條件，確定各桿件的變形和內力。利用結構的能量關系，通過分析結構的應變能和動能，確定各桿件的變形和內力。030201結構分析的方法簡化方法將復雜的結構簡化為簡單的幾何形狀，如將圓弧簡化為直線段，將曲線簡化為折線段等。等效原則簡化后的結構應與原結構在受力性能上保持一致，即等效。等效原則是結構力學中重要的基本原則之一。結構的簡化與等效04彈性力學基礎假設物體內部無空隙，各點之間連續不斷。連續性假設假設物體由同一種材料組成，且材料性質在各處均勻一致。均勻性假設假設物體在各個方向上具有相同的物理性質。各向同性假設假設物體變形微小，可以忽略不計。小變形假設彈性力學的基本假設幾何方程描述物體在變形過程中形狀和尺寸的變化。物理方程描述物體在變形過程中應力和應變之間的關系。平衡方程描述物體在力作用下的平衡狀態。彈性力學的基本方程123描述應力和應變之間的關系，即應力與應變成正比。胡克定律描述材料抵抗變形的能力，即材料的剛度。彈性模量描述力的局部效應，即力的分布只影響其附近的區域。圣維南原理彈性力學的基本定理05結構穩定性分析結構穩定性是指在受到外部作用時，結構保持其原有平衡狀態的能力。結構穩定性定義根據失穩形式，結構穩定性可分為極值點失穩和分支點失穩兩類。結構穩定性分類結構穩定性的定義與分類靜力分析法通過計算結構的臨界荷載來判斷其穩定性，適用于確定結構的承載能力。動力分析法通過分析結構的振動特性來判斷其穩定性，適用于確定結構的動態穩定性。有限元分析法利用有限元軟件對結構進行離散化分析，可模擬結構的各種復雜行為，適用于復雜結構的穩定性分析。結構穩定性分析的方法結構的幾何形狀對其穩定性有重要影響，如細長結構的抗彎能力較弱。幾何形狀材料的彈性模量、泊松比等物理性質對結構穩定性有影響。