工程力學(xué)第十章課件單擊此處添加副標(biāo)題匯報(bào)人：XX目錄壹工程力學(xué)基礎(chǔ)概念貳靜力學(xué)基礎(chǔ)叁材料力學(xué)性質(zhì)肆桿件的內(nèi)力分析伍結(jié)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ)陸工程力學(xué)應(yīng)用實(shí)例工程力學(xué)基礎(chǔ)概念第一章力學(xué)的定義和分類力學(xué)是研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律和力的作用效果的科學(xué)，是工程學(xué)的基礎(chǔ)。力學(xué)的定義靜力學(xué)研究物體在力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的條件和規(guī)律。靜力學(xué)動(dòng)力學(xué)探討物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因，包括牛頓運(yùn)動(dòng)定律和能量守恒定律等內(nèi)容。動(dòng)力學(xué)流體力學(xué)專注于流體（液體和氣體）的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，廣泛應(yīng)用于航空、水利等領(lǐng)域。流體力學(xué)工程力學(xué)的研究對(duì)象工程力學(xué)研究物體在外力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如靜力學(xué)分析物體的平衡狀態(tài)。力與運(yùn)動(dòng)探討不同材料在受力時(shí)的變形和破壞特性，例如鋼材的屈服強(qiáng)度和彈性模量。材料的力學(xué)性能分析結(jié)構(gòu)在荷載作用下的穩(wěn)定性，如橋梁和建筑物的抗震設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性研究流體（液體和氣體）在力的作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，例如空氣動(dòng)力學(xué)在飛機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。流體動(dòng)力學(xué)基本假設(shè)和原理牛頓的三大運(yùn)動(dòng)定律是工程力學(xué)的基石，描述了力與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化之間的關(guān)系。牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律能量守恒原理指出，在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造或消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式。能量守恒原理材料的彈性模量、屈服強(qiáng)度等力學(xué)性質(zhì)是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)必須考慮的基本參數(shù)。材料力學(xué)性質(zhì)010203靜力學(xué)基礎(chǔ)第二章靜力平衡條件物體處于靜力平衡時(shí)，所有作用力產(chǎn)生的力矩之和也必須為零，確保不發(fā)生旋轉(zhuǎn)。力矩的平衡條件在靜力平衡狀態(tài)下，物體所受的外力之和為零，即所有力的矢量和等于零。力的平衡條件力系的簡(jiǎn)化通過力的合成與分解，可以將復(fù)雜的力系簡(jiǎn)化為更易于分析的基本力系，如集中力、力偶等。力的合成與分解01力矩是力與力臂的乘積，通過計(jì)算力矩可以簡(jiǎn)化力系，確定力對(duì)某一點(diǎn)或軸的作用效果。力矩的概念及其計(jì)算02平行力系簡(jiǎn)化為一個(gè)合力，其大小等于各力的代數(shù)和，作用線與原力系中各力的作用線相同。平行力系的簡(jiǎn)化03空間力系通過投影和平行移軸定理，可以簡(jiǎn)化為平面力系，便于分析和計(jì)算?？臻g力系的簡(jiǎn)化04結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析結(jié)構(gòu)在受力后保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)，需滿足力和力矩的平衡條件。平衡條件01020304通過分析結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度，確定結(jié)構(gòu)在受載時(shí)是否會(huì)發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象。穩(wěn)定性準(zhǔn)則計(jì)算使結(jié)構(gòu)從穩(wěn)定狀態(tài)過渡到不穩(wěn)定狀態(tài)的最小載荷，即臨界載荷。臨界載荷計(jì)算考慮材料屬性、幾何形狀、支撐條件等因素對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。穩(wěn)定性影響因素材料力學(xué)性質(zhì)第三章材料的應(yīng)力和應(yīng)變應(yīng)力是材料單位面積上的內(nèi)力，分為正應(yīng)力、剪應(yīng)力等，是材料力學(xué)分析的基礎(chǔ)。應(yīng)力的定義與分類應(yīng)變是材料形變與原始尺寸的比值，通常通過應(yīng)變片等儀器進(jìn)行精確測(cè)量。應(yīng)變的概念及其測(cè)量胡克定律描述了彈性范圍內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變的線性關(guān)系，是材料力學(xué)性質(zhì)分析的重要工具。胡克定律的應(yīng)用通過應(yīng)力-應(yīng)變曲線可以了解材料的彈性模量、屈服強(qiáng)度和斷裂特性等關(guān)鍵力學(xué)參數(shù)。應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析材料的力學(xué)性能疲勞極限抗拉強(qiáng)度03疲勞極限是指材料能承受的重復(fù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，直到發(fā)生疲勞破壞，如飛機(jī)機(jī)翼的材料測(cè)試。壓縮性能01抗拉強(qiáng)度是衡量材料承受拉伸力而不破壞的能力，如高強(qiáng)度鋼絲在建筑中的應(yīng)用。02壓縮性能描述材料在受到壓力時(shí)的反應(yīng)，例如混凝土在重載建筑中的表現(xiàn)。沖擊韌性04沖擊韌性反映材料在高速?zèng)_擊下吸收能量的能力，例如汽車保險(xiǎn)杠在碰撞中的表現(xiàn)。材料的破壞準(zhǔn)則最大應(yīng)力理論認(rèn)為，當(dāng)材料中的最大主應(yīng)力達(dá)到其極限強(qiáng)度時(shí)，材料就會(huì)發(fā)生破壞。最大應(yīng)力理論最大應(yīng)變理論指出，當(dāng)材料的最大主應(yīng)變超過其允許應(yīng)變時(shí)，材料將發(fā)生破壞。最大應(yīng)變理論最大剪應(yīng)力理論認(rèn)為，當(dāng)材料中的最大剪應(yīng)力達(dá)到某一臨界值時(shí)，材料會(huì)發(fā)生剪切破壞。最大剪應(yīng)力理論能量破壞準(zhǔn)則基于能量耗散原理，認(rèn)為材料破壞是由于其內(nèi)部能量達(dá)到臨界值所致。能量破壞準(zhǔn)則桿件的內(nèi)力分析第四章桿件受力分類桿件受到的力沿著其軸線方向，如拉力或壓力，常見于橋梁和塔架結(jié)構(gòu)。01當(dāng)力作用于桿件的截面上，導(dǎo)致截面兩側(cè)產(chǎn)生相對(duì)滑移的趨勢(shì)，例如在梁的支點(diǎn)附近。02由于外力作用，桿件產(chǎn)生彎曲變形，彎矩是引起這種變形的主要內(nèi)力，常見于懸臂梁。03當(dāng)力矩作用于桿件，使其產(chǎn)生繞軸線的旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)，如傳動(dòng)軸在傳遞動(dòng)力時(shí)受到的扭矩。04軸向力剪力彎矩扭矩內(nèi)力計(jì)算方法截面法通過在桿件上選取截面，應(yīng)用力的平衡原理，計(jì)算截面上的內(nèi)力分布。虛功原理利用虛功原理，通過施加虛擬位移來求解桿件在不同荷載作用下的內(nèi)力狀態(tài)。能量法能量法通過計(jì)算桿件的應(yīng)變能和外力功，間接求得桿件的內(nèi)力分布情況。內(nèi)力圖的繪制01分析桿件所受的外力，包括集中力、分布力以及支反力，為繪制內(nèi)力圖打下基礎(chǔ)。02根據(jù)桿件的受力情況，計(jì)算并繪制剪力圖，展示沿桿件長(zhǎng)度方向剪力的變化。03通過計(jì)算不同截面的彎矩，繪制出彎矩圖，直觀顯示桿件的彎曲程度和分布情況。確定受力情況繪制剪力圖繪制彎矩圖結(jié)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ)第五章結(jié)構(gòu)的分類和特性結(jié)構(gòu)可分為鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等，每種材料的結(jié)構(gòu)特性影響其應(yīng)用。按材料分類01結(jié)構(gòu)按受力特點(diǎn)分為拉伸結(jié)構(gòu)、壓縮結(jié)構(gòu)、彎曲結(jié)構(gòu)等，決定了設(shè)計(jì)和分析方法。按受力特點(diǎn)分類02結(jié)構(gòu)可按幾何形狀分為梁、板、殼、拱等，不同形狀的結(jié)構(gòu)在工程中承擔(dān)不同功能。按幾何形狀分類03結(jié)構(gòu)按使用功能可分為承重結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、裝飾結(jié)構(gòu)等，各有其特定的設(shè)計(jì)要求。按使用功能分類04結(jié)構(gòu)的受力分析靜力平衡原理通過分析結(jié)構(gòu)在靜止?fàn)顟B(tài)下的受力情況，確保結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下保持平衡。節(jié)點(diǎn)平衡分析分析結(jié)構(gòu)中節(jié)點(diǎn)的受力情況，確保每個(gè)節(jié)點(diǎn)在所有方向上的力達(dá)到平衡狀態(tài)。內(nèi)力與外力的關(guān)系彎矩和剪力圖的繪制研究結(jié)構(gòu)內(nèi)部各部分之間的相互作用力（內(nèi)力）與外部施加的荷載（外力）之間的關(guān)系。繪制結(jié)構(gòu)在不同荷載作用下的彎矩圖和剪力圖，以直觀展示結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)。結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算位移計(jì)算的基本概念位移計(jì)算涉及結(jié)構(gòu)在外力作用下產(chǎn)生的變形，是結(jié)構(gòu)力學(xué)分析中的重要部分。0102剛體位移與彈性位移剛體位移不涉及材料變形，而彈性位移則考慮材料的彈性特性，是結(jié)構(gòu)分析的核心。03虛功原理在位移計(jì)算中的應(yīng)用利用虛功原理，通過假想的虛位移來計(jì)算實(shí)際位移，是結(jié)構(gòu)位移計(jì)算的常用方法。04位移計(jì)算的數(shù)值方法采用有限元分析等數(shù)值方法，可以精確計(jì)算復(fù)雜結(jié)構(gòu)在不同載荷下的位移情況。工程力學(xué)應(yīng)用實(shí)例第六章工程案例分析分析趙州橋的力學(xué)原理，展示如何運(yùn)用靜力學(xué)和材料力學(xué)知識(shí)來確保橋梁的穩(wěn)定性和耐久性。橋梁結(jié)構(gòu)分析通過分析汽車碰撞試驗(yàn)數(shù)據(jù)，講解如何應(yīng)用沖擊力學(xué)原理來設(shè)計(jì)更安全的汽車結(jié)構(gòu)。汽車碰撞安全性研究以臺(tái)北101大樓為例，介紹如何利用動(dòng)力學(xué)原理進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，確保高層建筑在地震中的安全性。高層建筑抗震設(shè)計(jì)力學(xué)在工程中的應(yīng)用力學(xué)原理在橋梁設(shè)計(jì)中至關(guān)重要，如斜拉橋和懸索橋的拉力與支撐結(jié)構(gòu)分析。橋梁建設(shè)汽車的碰撞安全性測(cè)試和動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)，涉及大量力學(xué)計(jì)算和模擬實(shí)驗(yàn)。汽車設(shè)計(jì)高層建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析，需要運(yùn)用力學(xué)知識(shí)來確保建筑物能夠抵抗風(fēng)力和地震力。高層建筑航天器發(fā)射和飛行軌跡的計(jì)算，需要精確的力學(xué)模型來預(yù)測(cè)和控制其運(yùn)動(dòng)。航空航天01020304解決實(shí)際工程問題工程師利用力學(xué)原理設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)，確保其