蘭州大學(xué)工程力學(xué)課件有限公司匯報(bào)人：XX目錄第一章工程力學(xué)基礎(chǔ)第二章力學(xué)分析方法第四章力學(xué)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐第三章工程應(yīng)用實(shí)例第六章力學(xué)前沿研究第五章力學(xué)軟件應(yīng)用工程力學(xué)基礎(chǔ)第一章力學(xué)的基本概念力是物體間相互作用的量度，分為接觸力如摩擦力和非接觸力如重力。力的定義與分類01牛頓第一定律定義了慣性，第二定律闡述了力與加速度的關(guān)系，第三定律說明了作用力與反作用力。牛頓三大定律02應(yīng)力是單位面積上的內(nèi)力，應(yīng)變是物體形變的度量，二者是材料力學(xué)性能分析的基礎(chǔ)。應(yīng)力與應(yīng)變03能量守恒定律指出，在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量既不會被創(chuàng)造也不會被消滅，只會從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式。能量守恒定律04靜力學(xué)原理靜力學(xué)中，一個(gè)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，作用在物體上的所有力和力矩必須相互平衡。力的平衡條件力系簡化是將多個(gè)力和力矩轉(zhuǎn)化為一個(gè)等效的單一力和力矩，便于計(jì)算和分析物體的受力狀態(tài)。力系的簡化通過力的分解與合成原理，可以將復(fù)雜力系統(tǒng)簡化為更易于分析的基本力形式。力的分解與合成材料力學(xué)性質(zhì)彈性模量是衡量材料抵抗形變能力的重要參數(shù)，如鋼的彈性模量遠(yuǎn)高于木材。彈性模量斷裂韌性衡量材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力，如碳纖維復(fù)合材料具有較高的斷裂韌性。斷裂韌性屈服強(qiáng)度指材料開始發(fā)生塑性變形時(shí)的應(yīng)力極限，例如鋁合金在特定載荷下會發(fā)生屈服。屈服強(qiáng)度疲勞極限是指材料在循環(huán)載荷作用下能承受的最大應(yīng)力，而不發(fā)生疲勞破壞的極限值。疲勞極限01020304力學(xué)分析方法第二章力系簡化技巧通過合成或分解力，將復(fù)雜力系轉(zhuǎn)化為更易分析的簡單力系，如將多個(gè)力合成一個(gè)合力。力的合成與分解對于平行力系，可以簡化為一個(gè)合力，其大小等于各力的代數(shù)和，作用線與原力系相同。平行力系簡化利用力矩平衡原理，通過計(jì)算力矩來簡化力系，確定力的作用效果和平衡狀態(tài)。力矩平衡原理結(jié)構(gòu)受力分析評估結(jié)構(gòu)在重復(fù)荷載作用下的疲勞壽命和可能的斷裂風(fēng)險(xiǎn)，如飛機(jī)機(jī)翼在多次起降后的安全性。疲勞與斷裂分析考慮時(shí)間因素，研究結(jié)構(gòu)在外力作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，例如地震作用下建筑物的振動(dòng)特性。動(dòng)力響應(yīng)分析通過建立靜力平衡方程，分析結(jié)構(gòu)在靜載作用下的內(nèi)力和位移，如橋梁在車輛荷載下的受力狀態(tài)。靜力平衡分析力學(xué)模型建立在建立力學(xué)模型時(shí)，首先要明確研究對象的物理特性及其所處的環(huán)境條件，包括邊界條件和載荷情況。01將復(fù)雜的實(shí)際工程問題簡化為理想化的力學(xué)模型，忽略非關(guān)鍵因素，以便于分析和計(jì)算。02根據(jù)問題的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)牧W(xué)理論，如靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、材料力學(xué)等，以確保模型的適用性。03通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或已知案例對建立的力學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證，并根據(jù)結(jié)果對模型進(jìn)行必要的修正。04確定研究對象和邊界條件簡化實(shí)際問題選擇合適的力學(xué)理論模型驗(yàn)證與修正工程應(yīng)用實(shí)例第三章橋梁工程案例蘭州黃河鐵橋，又稱中山橋，是中國第一座現(xiàn)代化的鐵橋，展示了工程力學(xué)在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。蘭州黃河鐵橋01港珠澳大橋是世界上最長的跨海大橋，其建設(shè)過程中運(yùn)用了復(fù)雜的工程力學(xué)原理，確保了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。港珠澳大橋02建筑結(jié)構(gòu)分析01橋梁結(jié)構(gòu)分析蘭州大學(xué)工程力學(xué)課程中，橋梁結(jié)構(gòu)分析是重要應(yīng)用實(shí)例，如蘭州黃河鐵橋的力學(xué)設(shè)計(jì)與評估。03大跨度結(jié)構(gòu)分析蘭州大學(xué)工程力學(xué)課件中，大跨度結(jié)構(gòu)如體育館、展覽中心的力學(xué)分析是教學(xué)重點(diǎn)。02高層建筑抗震設(shè)計(jì)課程會講解如何運(yùn)用工程力學(xué)原理進(jìn)行高層建筑的抗震設(shè)計(jì)，例如蘭州新區(qū)的超高層建筑群。04土木工程中的材料力學(xué)在土木工程領(lǐng)域，材料力學(xué)的應(yīng)用至關(guān)重要，蘭州大學(xué)的課件會以具體工程案例來闡釋其應(yīng)用。機(jī)械部件設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)是關(guān)鍵部分，如汽車變速箱中的齒輪設(shè)計(jì)，需精確計(jì)算以確保傳動(dòng)效率。0102軸承選型與應(yīng)用軸承是支撐旋轉(zhuǎn)軸的重要機(jī)械部件，例如風(fēng)力發(fā)電機(jī)中使用的大型軸承，需承受巨大載荷和惡劣環(huán)境。03彈簧的力學(xué)特性分析彈簧在機(jī)械設(shè)計(jì)中用于儲存和釋放能量，如汽車懸掛系統(tǒng)中的彈簧，其設(shè)計(jì)需考慮彈性系數(shù)和疲勞壽命。力學(xué)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐第四章實(shí)驗(yàn)室設(shè)備介紹實(shí)驗(yàn)室中的動(dòng)態(tài)信號分析儀能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測和分析結(jié)構(gòu)在動(dòng)態(tài)荷載下的響應(yīng)，對研究振動(dòng)特性至關(guān)重要。動(dòng)態(tài)信號分析儀高速攝像機(jī)用于捕捉高速運(yùn)動(dòng)物體的圖像，幫助學(xué)生觀察和分析物體在力學(xué)實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)態(tài)行為。高速攝像機(jī)蘭州大學(xué)工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)室配備有萬能材料試驗(yàn)機(jī)，用于測試材料的拉伸、壓縮和彎曲性能。材料測試機(jī)01、02、03、實(shí)驗(yàn)操作流程實(shí)驗(yàn)中收集的數(shù)據(jù)需經(jīng)過整理和分析，使用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具和軟件進(jìn)行處理，確保結(jié)果的準(zhǔn)確性。按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，學(xué)生應(yīng)依次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，包括設(shè)置參數(shù)、啟動(dòng)設(shè)備、記錄數(shù)據(jù)等。在進(jìn)行力學(xué)實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生需要熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備、了解實(shí)驗(yàn)原理，并檢查儀器是否完好。實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)步驟的執(zhí)行數(shù)據(jù)的采集與處理實(shí)驗(yàn)操作流程01學(xué)生需要對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，比較理論與實(shí)際結(jié)果的差異，并探討可能的原因。02實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生應(yīng)撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，總結(jié)實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果和學(xué)習(xí)體會，為后續(xù)學(xué)習(xí)提供參考。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析采用統(tǒng)計(jì)分析和誤差分析方法，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，確保結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。數(shù)據(jù)處理方法將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論值進(jìn)行對比，分析偏差原因，評估實(shí)驗(yàn)方法的有效性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比通過圖表展示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的變化趨勢，揭示力學(xué)現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律。趨勢分析結(jié)合具體案例，如橋梁模型的加載測試，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果對工程設(shè)計(jì)的影響。案例研究力學(xué)軟件應(yīng)用第五章常用力學(xué)軟件介紹ANSYS軟件廣泛應(yīng)用于工程力學(xué)領(lǐng)域，提供結(jié)構(gòu)分析、流體動(dòng)力學(xué)等多方面模擬。ANSYSAutoCAD雖以繪圖見長，但其力學(xué)分析模塊也常用于工程設(shè)計(jì)中的力學(xué)計(jì)算。AutoCADABAQUS是強(qiáng)大的有限元分析軟件，常用于復(fù)雜工程問題的模擬和求解。ABAQUSCOMSOL支持多物理場耦合分析，適用于研究力學(xué)與其他物理現(xiàn)象的相互作用。COMSOLMultiphysics軟件操作技巧高效建模方法掌握快捷鍵和模板使用，可以顯著提高在力學(xué)軟件中建立模型的效率。數(shù)據(jù)處理技巧學(xué)習(xí)如何導(dǎo)入和導(dǎo)出數(shù)據(jù)，以及使用軟件內(nèi)置的數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行有效處理。結(jié)果可視化利用軟件的后處理功能，將復(fù)雜的力學(xué)分析結(jié)果轉(zhuǎn)化為直觀的圖表和動(dòng)畫。軟件在工程中的應(yīng)用ANSYS等有限元分析軟件在工程設(shè)計(jì)中模擬結(jié)構(gòu)應(yīng)力、應(yīng)變，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。有限元分析軟件AutoCAD和Revit等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件幫助工程師進(jìn)行精確的建筑設(shè)計(jì)和施工圖繪制。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件CFD軟件如Fluent用于模擬流體流動(dòng)和熱傳遞，廣泛應(yīng)用于航空航天和汽車工業(yè)。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)力學(xué)前沿研究第六章新興研究領(lǐng)域研究材料在不同尺度下的力學(xué)行為，如納米材料的力學(xué)性能，對材料科學(xué)有重要影響。多尺度材料力學(xué)利用人工智能算法優(yōu)化計(jì)算力學(xué)模型，提高工程設(shè)計(jì)的精確度和效率。計(jì)算力學(xué)與人工智能結(jié)合生物學(xué)與力學(xué)原理，研究生物體結(jié)構(gòu)與功能，推動(dòng)仿生材料和醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展。生物力學(xué)與仿生學(xué)010203研究成果與進(jìn)展蘭州大學(xué)研究人員在納米尺度下材料力學(xué)性能的研究取得重要進(jìn)展，為材料設(shè)計(jì)提供新視角。納米力學(xué)的突破蘭州大學(xué)與醫(yī)學(xué)院合作，將力學(xué)原理應(yīng)用于生物組織的研究，揭示了生物力學(xué)在疾病診斷中的潛力。生物力學(xué)的跨學(xué)科研究利用高性能計(jì)算，蘭州大學(xué)團(tuán)隊(duì)在復(fù)雜結(jié)構(gòu)的力學(xué)模擬和分析上取得突破，推動(dòng)了工程設(shè)計(jì)的革新。計(jì)算力學(xué)的