工程力學高等教育出版社高等教育電子音像出版社——教學課件杜建根

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1.flash播放器。2.暴風影音播放器。3.公式編輯器（Mathtype6.0）使用說明緒論第一篇剛體靜力分析第一章剛體靜力分析基礎(chǔ)第二章力系的平衡方程及其應(yīng)用第二篇桿件承載能力分析第三章桿件基本變形時的內(nèi)力分析第四章桿件的應(yīng)力與強度計算第五章桿件的變形與剛度計算第六章壓桿的穩(wěn)定性計算課程內(nèi)容緒論一、工程力學的任務(wù)和性質(zhì)二、工程力學的研究對象、模型三、構(gòu)件變形的基本形式四、工程力學的主要內(nèi)容五、工程力學的研究方法一、工程力學的任務(wù)和性質(zhì)工程力學是研究物體機械運動一般規(guī)律和構(gòu)件承載能力的科學。機械運動是物體在空間的位置隨時間的變化。構(gòu)件的承載能力是指構(gòu)件在確定的外力作用下安全正常的工作能力。圖a所示為橋式起重機的主梁、吊鉤、鋼絲繩等構(gòu)件；圖b所示為懸臂吊車架的橫梁AB，斜桿CD等構(gòu)件。各種機械或結(jié)構(gòu)都是由若干個基本的零、部件按照一定的規(guī)律組成的，組成機械或結(jié)構(gòu)的基本零、部件統(tǒng)稱為構(gòu)件。1.構(gòu)件變速箱及其各組成構(gòu)件連桿及其各組成構(gòu)件起重機及其各組成構(gòu)件機械手及其各組成構(gòu)件2.構(gòu)件的失效形式構(gòu)件在確定的外力作用下喪失正常功能稱為失效。工程構(gòu)件的失效形式主要有強度失效、剛度失效和穩(wěn)定失效等。強度失效是指構(gòu)件在外力作用下發(fā)生塑性變形或斷裂。剛度失效是指構(gòu)件在外力作用下產(chǎn)生過量的彈性變形。穩(wěn)定失效是指構(gòu)件在某種外力作用下突然喪失原有的平衡形式。強度失效齒輪輪齒的折斷美國的Tacoma老橋于1940年11月7日因風力引起的振動而產(chǎn)生斷裂。強度失效剛度失效機床主軸的變形剛度失效穩(wěn)定失效穩(wěn)定失效千斤頂搖臂氣閥挺桿穩(wěn)定失效對構(gòu)件承載能力：強度、剛度、穩(wěn)定性強度：構(gòu)件在外載作用下，具有足夠的抵抗破壞的能力（不斷裂或不產(chǎn)生塑性變形）。例如儲氣罐不應(yīng)爆破，機器中的齒輪軸不應(yīng)斷裂失效等。剛度：構(gòu)件在外載作用下，具有足夠的抵抗變形的能力（不產(chǎn)生過量的彈性變形）。如機床主軸變形不應(yīng)過大，否則影響加工精度。穩(wěn)定性：構(gòu)件具有足夠的保持其原有平衡狀態(tài)的能力。如千斤頂?shù)穆輻U、內(nèi)燃機的挺桿等。3.工程力學的任務(wù)研究構(gòu)件的受力與平衡規(guī)律，研究構(gòu)件的強度、剛度和穩(wěn)定性及材料的力學性能，為合理解決工程構(gòu)件設(shè)計中安全與經(jīng)濟之間的矛盾提供基礎(chǔ)理論、設(shè)計方法。如下幾種典型機構(gòu)，設(shè)計時：機構(gòu)1機構(gòu)2為構(gòu)件選擇合適的材料、合力的截面形狀和尺寸分析各構(gòu)件的受力利用平衡條件求出未知的約束力分析各構(gòu)件的變形、失效規(guī)律二、工程力學的研究對象、模型工程力學主要研究桿類構(gòu)件，簡稱為桿件。桿件的幾何特征是長度方向的尺寸遠大于橫向尺寸。桿件的幾何形狀用橫截面和軸線表示，橫截面是與軸線垂直的截面；軸線是橫截面形心的連線。

軸線axis橫截面crosssection形心1.工程力學的研究對象軸線為曲線的桿稱為曲桿，軸線為直線的桿稱為直桿，各橫截面相同的桿稱為等截面桿。本課程主要研究等截面的直桿，簡稱為等直桿。變截面桿等截面桿2.工程力學的模型剛體：是指在力的作用下，大小和形狀不變的物體。變形固體:在外力作用下將產(chǎn)生變形的固體。力學模型3.變形固體及其基本假設(shè)連續(xù)性假設(shè)：認為整個物體所占空間內(nèi)到處無空隙地充滿物質(zhì)。均勻性假設(shè)：認為物體內(nèi)的任何部分，其力學性能相同。各向同性假設(shè):認為物體內(nèi)在各個不同方向上的力學性能相同。1.變形與小變形在載荷作用下，構(gòu)件的形狀或尺寸發(fā)生變化稱為變形。如圖所示懸臂吊車架的橫梁AB，受力后將由原來的位置彎曲到AB′位置，即產(chǎn)生了變形。小變形：絕大多數(shù)工程構(gòu)件的變形都極其微小，比構(gòu)件本身尺寸要小得多，在分析構(gòu)件所受外力（列靜力平衡方程）時，通常不考慮變形的影響，而仍可以用變形前的尺寸，此即所謂“原始尺寸原理”。變形彈性變形塑性變形三、構(gòu)件變形的基本形式桿件在不同的外力作用下，將發(fā)生不同形式的變形。桿件變形的基本形式有四種：軸向拉伸或壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)和剪切。桿件同時發(fā)生幾種基本變形，稱為組合變形。由大小相等、方向相反、作用線與桿件軸線重合的一對力所引起，表現(xiàn)為桿件長度的伸長或縮短。如托架的拉桿和壓桿受力后的變形。2.構(gòu)件變形的基本形式(1)軸向拉伸或壓縮變形軸向壓縮軸向拉伸(2)

剪切變形由大小相等、方向相反、相互平行且非?？拷囊粚αλ?，表現(xiàn)為受剪桿件的兩部分沿外力作用方向發(fā)生相對錯動。如連接件中的螺栓和銷釘受力后的變形。（剪切變形1、2）(3)

扭轉(zhuǎn)變形由大小相等、轉(zhuǎn)向相反、作用面垂直于桿軸的一對力偶所引起，表現(xiàn)為桿件的任意兩個橫截面發(fā)生繞軸線的相對轉(zhuǎn)動。如機器中的傳動軸受力后的變形。(4)

彎曲變形由垂直于桿件軸線的橫向力，或由作用于包含桿軸的縱向平面內(nèi)的一對大小相等、方向相反的力偶所引起的，表現(xiàn)為桿件軸線由直線變?yōu)槭芰ζ矫鎯?nèi)的曲線。如吊車梁受力后的變形。四、工程力學的主要內(nèi)容本課程的主要內(nèi)容：剛體靜力分析——研究物體的受力分析、力系的平衡條件及其應(yīng)用。桿件承載能力分析——研究桿件的強度、剛度和穩(wěn)定性。構(gòu)件的強度、剛度和穩(wěn)定性問題均與所用材料的力學性能有關(guān)，因此實驗研究和理論分析是完成工程力