《sketchup讲义》课件

结构力学讲义

第1章 绪 论

§1-1 杆件结构力学的研究对象和任务

结构的定义: 建筑物中支承荷载而起骨架作用的部分。

结构的几何分类:

分类名称 特 点 实 例

杆件结构 由杆件组成的结构，是结构力学的研究对象 梁、拱、刚架、桁架

板壳结构 又称壁结构，几何特征是其厚度要比长度和宽度小得多 房屋中的楼板和壳体屋盖

实体结构 长、宽、厚三个尺度大小相仿 水工结构中的重力坝

按结构的空间特征分类:空间结构和平面结构。

杆件结构力学的任务:

(1)讨论结构组成规律与合理形式,以及结构计算简图的合理选择；

(2)内力与变形的计算方法.进行结构的强度和刚度验算；

(3)讨论结构稳定性及在动力荷载作用下的结构反应。

结构力学的内容(从解决工程实际问题的角度提出)(1) 将实际结构抽象为计算简图；(2) 各种计算简图的计算方法；(3) 将计算结果运用于设计和施工。§1-2 杆件结构的计算简图

1.结构体系的简化

一般的构结都是空间结构。但是，当空间结构在某一平面内的杆系结构承担该平面内的荷载时，可以把空间结构分解成几个平面结构进行计算。本课程主要讨论平面结构的计算。当然，也有一些结构具有明显的空间特征而不宜简化成平面结构。

2.杆件的简化

(1) 铰支座 (2) 滚轴支座 (3) 固定支座

Y X

Y Y X

M

4.支座的简化

(4)定向支座

M

Y

5.材料性质的简化

将结构材料视为连续、均匀、各向同性、理想弹性或理想弹塑性。

6.荷载的简化

集中荷载与分布荷载 §1-3 杆件结构的类型

§1-4 荷载的分类

1.梁 2.桁架

3.拱 4.刚架 5.组合结构

6.平面结构和空间结构

RA RB

荷载可分为恒载和活载。 一、按作用时间的久暂

荷载可分为集中荷载和分布荷载

荷载可分为静力荷载和动力荷载

荷载可分为固定荷载和移动荷载。 二、按荷载的作用范围

版权所有, 2000,2002 (c) 华中科技大学土木工程与力学学院 华中科技大学 力学系 李 国 清 材 料 力 学 copyright, 2000,2002 (c) Dept. Mech., HUST , China 面向21世纪课程 第四章 应力状态和强度理论 4.1 应力状态的概念 4.2 平面应力状态 4.3 三向应力状态 4.4 强度理论 4.3 三向应力状态 若受力构件内一点处的三个主应力都不等于零，则该点处于三向应力状态。其主应力为 321、、应力圆 4.3.1 三向应力状态的应力圆 1 2 3  三向应力状态 的应力圆 txy x III II I 2 1 I 平行于1的方向面－其上之应力与1无关，于是由2 、 3可作出应力圆 I 平行于2的方向面－其上之应力与2无关，于是由1 、 3可作出应力圆 II 3312 III II 2 1 3 3 III 2 1 zp yp xp III II I 1 2 3 ' x tx ' t ' t ' ' ' t ' ' tmax = 3 1 3 2 1 在三组特殊方向面中都有各自的面内最大切应力,即： 221t232t231t231maxτ 一点处应力状态中的最大切应力只是 、 、 中最大者，即: ttt200 300 50 txy''x'o '''"'tmax  平面应力状态作为三向应力 状态的特例 200 50 '''"'x'O txy''300 50 4.3.2 最大正应力和最大剪应力 从三向应力圆中可以看出，最大正应力，最小正应力及最大剪应力分别为 231max3min1maxt注意其位置？ 例4.4 已知一点的单元体的应力状态如图所示。求 (1)主应力大小 (2)作三向应力圆 (3)最大剪应力 maxt（1）求主应力大小 由图的单元体可知前后面为主平面，其上主应力为－30MPa，由于三个主平面相互垂直，故另三个主应力必发生在与前、后主平面垂直的某二个截面上。因此可由上、下、左、右四个侧面的应力状态求出另二个主应力大小及主平面方位。 由平面应力状态解析式得另二个主应力大小为即解得104.72MPa与15.28MPa，按代数值大小排列得主应力为 MPaMPaMPa3028.1572.104321（2）作三向应力圆。由上面三个主应力可作图 三向应力圆。 （3）最大剪应力 Mpa36.672)30(72.104221maxt 广义胡克定律， 应变比能  各向同性材料的 广义胡克定律  应变比能  广义胡克定律，应变比能 1、横向变形与泊松比 xExxExxy--泊松比 y x  各向同性材料的广义胡克定律 2、三向应力状态的广义胡克定律－叠加法 231()32111E()13221E()21331Ey z x xyt()yxxE1()xyyE1()yxzEGxyxytyx3、三个弹性常数之间的关系 ()12EG()12EG证明1： t 0 t 0 t 0 t 0 45ｏ G0t对图(a): )(1454545E对图(b): 0001)]([1tttEE()4545222aatga a a2()a2450012ttEG所以 1、微元应变能(Strain Energy) xzyd~dd11yzxd~dd22zxyd~dd33dy dx dz 213 应变比能 2、体积应变(Volume Strain) xx)d1(~d1dy dx dz 213 应变比能 )dy1(~dy2)dz1(~dz332132100)1)(1)(1(dxdydzdxdydzdxdydzVVV()()()()()()()()zyxzyxyzxxzydddddd21ddd21ddd21332211332211dW= 3、体积改变比能与形状改变比能 + 213()32131令 321vfuuufu: Strain-Energy Density Corresponding to the Distortion形状改变比能 vu: Strain-Energy Density Corresponding to the Change of Volume体积改变比能 vuvvvvd()()()21323222161Efu()2321621E2、应变比能(Strain-Energy Density) ()()()zyxzyxVWvdddddd21dd332211()33221121例4.5 已知直径d=30mm的圆轴受扭转力矩m的作用，材料的E=210GPa，μ=0.28，实测圆轴表面A点与母线成 方向的线应变 。试求A点的主应力大小及方向，且求扭转力矩m的大小。 45445101.2由圆轴表面取出单元体如图（b）所示，单元体的左、右侧面为横截面，有与半径垂直的最大扭转剪应力 TTxyWMt上、下侧面为纵向法平面，有剪应力 xyyxtt前后侧面（纵向切平面）无任何应力，即为主平面，其主应力为零，A点处于纯剪应力状态 由应力圆图（C）得主应力 xyxytt3210、、且 为 方向， 为 方向。 145345由平面应力状态广义胡克定律得 xyEEt)1(][131145解得: MPaEExy45.34101.228.01102101143451t故A点的主应力为 MPaMPa45.34045.34321由最大扭转剪应力公式得: mNmmNWMmxyTT63.18245.3416303t故扭转力矩m为182.63M·m。 第四章 作业 第一次 4.2 4.4 4.5任选2 第二次 4.6 4.7 4.8 4.9 第三次 4.15 4.18 4.19任选1 4.21  关于A点的应力状态有多种答案、请用平衡的概念分析哪一种是正确的 A A  讨论  逐一由试验建立失效判据的不可能性；  对于相同的失效形式建立失效原因 假说的可能性；  利用拉伸试验的结果建立复杂应力 状态下的失效判据  建立强度理论的必然性 4.4 强度理论 建立强度失效判据与 设计准则的思路  两种强度失效形式 (1) 屈 服 (2) 断 裂 无裂纹体 含裂纹体 4.4 强度理论 %100ooulll强度指标(失效应力) 韧性材料 σo＝σS 脆性材料 σo＝σb 韧性指标 单向应力状态下 材料的力学行为 脆性材料 韧性金属材料 －延伸率 第四章 强度理论 单向应力状态下 材料的力学行为  单向压缩应力状态下 材料的力学行为 第四章 强度理论 单向应力状态下 材料的力学行为  单向压缩应力状态下 材料的力学行为 第四章 强度理论  单向应力状态下 材料的失效判据 单向应力状态下 材料的力学行为 韧性材料 脆性材料 max= = b max= = s 4.4 强度理论 单向应力状态下材料的失效判据 复杂应力状态下 材料的失效判据 韧性材料 脆性材料 4.4 强度理论 复杂应力状态下材料的失效判据 强度理论 几种常用的强度 设计准则  屈服准则  最大切应力准则  形状改变比能准则  断裂准则  无裂纹体的断裂准则— 最大拉应力准则  带裂纹体的断裂准则— 线性断裂力学准则  莫尔准则  应用举例 第四章 强度理论  屈服准则(Criteria of Yield)  最大切应力准则 (Tresca’s Criterion) 无论材料处于什么应力状态,只要发生屈服,都是由于微元内的最大切应力达到了某一共同的极限值。 omaxmaxtt几种常用的强度 设计准则 第四章 强度理论 231maxt22so3o1omaxt 最大切应力准则 (Tresca’s Criterion) 无论材料处于什么应力状态,只要发生屈服,都是由于微元内的最大切应力达到了某一共同的极限值。 1 2 3 = s 几种常用的强度 设计准则 第四章 强度理论 231maxt22so3o1omaxt1 2 3 = s  最大切应力准则 失效判据 设计准则 几种常用的强度 设计准则 第四章 强度理论  屈服准则(Criteria of Yield) 形状改变比能准则(Mises’s Criterion) 无论材料处于什么应力状态,只要发生屈服,都是由于微元的形状改变比能达到一个共同的极限值。 oddvv几种常用的强度 设计准则 第四章 强度理论 形状改变比能准则 1 2 3 = s 几种常用的强度 设计准则 第四章 强度理论 形状改变比能准则 失效判据 设计准则 几种常用的强度 设计准则 第四章 强度理论  断裂准则(Criteria of Fracture)  无裂纹体的断裂准则—最大拉应力准则 (Maximum Tensile-Stress Criterion) 无论材料处于什么应力状态,只要生 脆性断裂,都是由于微元内的最大拉应 力达到了一个共同的极限值。 )0(1omaxmax几种常用的强度 设计准则 第四章 强度理论 1 2 3 = b bomax)0(11max 无裂纹体的断裂准则—最大拉应力准则 几种常用的强度 设计准则 第四章 强度理论  无裂纹体的断裂准则—最大拉应力准则 b1失效判据 bb1n设计准则 几种常用的强度 设计准则 第四章 强度理论 1 2 3 = b bomax)0(11max 无裂纹体的断裂准则—最大拉应力准则 几种常用的强度 设计准则 第四章 强度理论  无裂纹体的断裂准则—最大拉应力准则 b1失效判据 bb1n设计准则 几种常用的强度 设计准则 第四章 强度理论  无裂纹体的断裂准则—最大拉应变准则 b1失效判据 bb321)(n设计准则 几种常用的强度 设计准则 第四章 强度理论 在工程实际中已经被淘汰！ 第四章 作业 第一次 4.2 4.4 4.5任选2 第二次 4.6 4.7 4.8 4.9 第三次 4.15 4.18 4.19任选1 4.21

物联网

一、物联网的基本概念

1．物联网的定义和发展历史 物联网现在还处于概念发展阶段，就像互联网的概念一样。

（1）物联网定义的发展

1995年，比尔·盖茨在《未来之路》一书中提及了“物联网”，但是

没有在世界上引起太大的关注，他在书中描述了他家里的东西都可以连在

网络上，因此他能够知道这些东西在干什么，并能够控制这些东西。

1999年，美国麻省理工学院的Ashton教授在研究RFID（Radio Fre-

quency Identification射频识别、电子标签）时，最早提出了“The In-

ternet of Things”的概念，因此他被称为是“物联网之父”。顾名思

义，物联网就是“物物相连的互联

网”。它有两层意思：第一，物联网

的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的一种网络；第二，其用户端延伸和扩展到了

任何物品与物品之间，物品与人之

间，进行信息交换和通信。这个物体

可以是各种机器、装置、车辆甚至还

可以是植物、动物等。

2005年，在国际电信联盟

（ITU）发布的报告中，物联网的定

义和范围发生了变化：通过射频识别

（RFID）、红外感应器、全球定位系

统、激光扫描器等信息传感设备，按

约定的协议，把任何物品与互联网相

连接，进行信息交换和通信，以实现

智能化识别、定位、跟踪、监控和管

理的一种网络概念。这是到现在为止最为明确的物联网的定义。

1 物联网

2 （2）物联网的通俗解释和详细解释

通俗地说，物联网就是把人和物通过互联网联系起来。

详细地说，物联网的定义大概包含有四个方面。第一是把物联系起来

的设备，有射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器

等信息传感设备。第二是要按约定的协议，互联网上原有的协议主要解决

了人与人之间的信息传递问

题，传感设备转换出来的信

息，需要遵循一定的协议才能

在互联网上进行连接，才能实

现物品与物品、物品与人之间

的相互连接。第三是物联网能

够把任何物品与互联网相连

SketchUp8.0基础教程

第一课：SketchUp8概述

1-1、Sketchup8简介

Sketchup是一款直观、灵活、易于使用的三维设计软件，好比电脑设计中的“铅笔”，被誉为“草图大师”，Sketchup最初由@Last Software公司开发发布，2006年被Google公司收购，并陆续发布了6.0、7.0、8.0版本。

Sketchup特点：

①界面简洁，画线成面，推拉成型，方便掌握。(最常用的三个基本工具：矩形、直线、推拉）

sketchup的界面

②适用范围广，目前已广泛应用于城市规划设计、建筑设计、园林景观设计、室内设计等设计领域。

③与AutoCAD，3DMAX等软件兼容性良好，可快速导入和导出DWG、JPG、3DS等格式文件，实现方案构思、施工图与效果图绘制的完美结合。

④具有多种显示模式。

⑤阴影和日照定位准确，设计师可以根据建筑物所在地区和时间实时进行阴影和日照分析。

⑥空间尺寸和文字的标注简便。

⑦可快速得到任意位置的剖面

1-2、SketchUp8的下载与安装

下载地址:

1-3、SketchUp8绘图环境的优化及界面简介

①常用工具栏的调出：大工具集、实体工具、样式、图层、阴影、标准、视图、沙盒

②单位设置：窗口》模型信息》单位

③边线及正反面样式的设置：窗口》样式》编辑 ④自动备份：窗口》使用偏好》常规&文件（创建备份和自动保存是两个不同的概念）

⑤快捷键：窗口》使用偏好》快捷

⑥模板的保存与调用：文件》另存为模板

窗口》使用偏好》模板

1-4、入门小实例——柜子

第二课：SketchUp8基础

2-1、视图的操作

环绕观察——使摄象机围绕模型转动观察

小技巧：

①快捷键：滚轮

②注：在任意一个命令状态下双击滚轮，都可以是点击区域居中显示