工程力学(静力学与材料力学)-1-静力学基础
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(a) (b)习题1-1图FACBAxF Ay F 工程力学(工程静力学与材料力学)第1章 静力学基本概念1-1 图a 、b 所示,Ox1y1与Ox2y2分别为正交与斜交坐标系。
试将同一方F 分别对两坐标系进行分解和投影,并比较分力与力的投影。
知识点:力的分力与投影 难易程度:易 解答:(a ),图(c ):11 sin cos j i F ααF F += 分力:11 cos i F αF x = , 11 sin j F αF y =投影:αcos 1F F x = ,αsin 1F F y =讨论:ϕ= 90°时,投影与分力的模相等;分力是矢量,投影是代数量。
(b ),图(d ): 分力:22)tan sin cos (i F ϕααF F x -= ,22sin sin j F ϕαF y =投影:αcos 2F F x = ,)cos(2αϕ-=F F y讨论:ϕ≠90°时,投影与分量的模不等。
1-2 试画出图a 、b 两情形下各物体的受力图,并进行比较。
1y F xx F 1y F α1x F yF(c )x F 2y F 2y 2x 2x F 2y F F(d )Ay F F B C A Ax F 'F C(a-2)C D C F D R (a-3)AxF F F A C BD Ay F (b-1)习题1-3图知识点:受力分析与受力图 难易程度:易 解答: 比较:图(a-1)与图(b-1)不同,因两者之FRD 值大小也不同。
1-3 试画出图示各物体的受力图。
F Ax F AyF D C B A B F 或(a-2) F B F A F D C A (a-1)BF AxF A AyF C(b-1) W F B DC F F (c-1) F F C B BF A 或(b-2)αD AF A BC B F(d-1)C F C A AF (e-1)Ax F A Ay F D F D CαF BF FC D B F A习题1-4图难易程度:易 解答:1-4 图a 所示为三角架结构。
目录绪论第一部分静力学引言第1章静力学公理和物体的受力分析1.1 静力学公理1.2 约束和约束反力1.3 物体的受力分析与受力图小结思考题习题第2章基本力系2.1 汇交力系的合成与平衡2.2 力矩2.3 力偶系的合成与平衡小结思考题习题第3章一般力系3.1 力线平移定理3.2 平面一般力系向一点简化3.3 一般力系的平衡方程3.4 物体系统的平衡·静定问题和超静定问题3.5 平面简单桁架的内力计算3.6 摩擦小结思考题习题第二部分材料力学引言第4章材料力学的基本概念4.1 材料力学的任务4.2 变形固体的基本假设4.4 内力·截面法和应力的概念4.5 位移与应变的概念4.6 杆件变形的基本形式小结思考题习题第5章拉伸、压缩与剪切5.1 轴力及轴力图5.2 轴向拉伸、压缩时的应力5.3 轴向拉伸、压缩时材料的力学性能5.4 轴向拉伸、压缩时的强度计算5.5 轴向拉伸、压缩时的变形5.6 轴向拉伸、压缩的应变能5.7 拉伸、压缩超静定问题5.8 应力集中的概念5.9 连接件的实用强度计算小结思考题习题第6章扭转6.1 外力偶矩的计算·扭矩及扭矩图6.2 薄壁圆筒的扭转6.3 圆轴扭转时的应力和强度计算6.4 圆轴扭转时的变形和刚度计算6.5 圆轴的扭转应变能6.6 圆轴扭转超静定问题6.7 非圆截面杆扭转的概念小结思考题习题第7章弯曲7.1 平面弯曲的概念及梁的计算简图7.2 剪力与弯矩·剪力图与弯矩图7.3 梁的正应力和强度计算7.4 梁的切应力和强度计算7.5 提高梁弯曲强度的措施7.6 梁的变形和刚度计算7.7 梁内的弯曲应变能7.8 简单超静定梁小结思考题习题第8章应力状态和强度理论8.1 应力状态的概念8.2 二向应力状态8.3 三向应力状态8.4 广义胡克定律8.5 强度理论及其应用小结思考题习题第9章组合变形的强度计算9.1 拉伸(压缩)与弯曲的组合9.2 扭转与弯曲的组合9.3 两相互垂直平面内的弯曲小结思考题习题第10章压杆稳定10.1 压杆稳定的概念10.2 细长压杆的临界力10.3 压杆的临界应力及临界应力总图10.4 压杆的稳定计算10.5 提高压杆稳定性的措施小结思考题习题第三部分运动学引言第11章点的运动学和刚体的基本运动11.1 点的运动学11.2 刚体的平行移动11.3 刚体的定轴转动小结思考题习题第12章点的合成运动12.1 点的合成运动基本概念12.2 点的速度合成定理12.3 点的加速度合成定理小结思考题习题第13章刚体的平面运动13.1 刚体平面运动的概述与运动分解13.2 平面图形内各点的速度计算13.3 平面图形内各点的加速度计算13.4 运动学综合应用举例小结思考题习题第四部分动力学引言第14章动量定理和动量矩定理14.1 质点动力学的基本方程14.2 动量定理14.3 动量矩定理小结思考题习题第15章动能定理15.1 功和功率15.2 动能定理15.3 势力场·势能·机械能守恒15.4 动力学普遍定理的综合应用小结思考题习题第16章机械振动基础16.1 单自由度系统的自由振动16.2 单自由度系统的有阻尼自由振动16.3 单自由度系统的受迫振动16.4 隔振小结思考题习题第五部分构件强度问题的专题研究引言第17章构件的动载荷强度17.1 惯性力·动静法17.2 考虑惯性力时的应力计算17.3 受冲击载荷时的应力和变形计算17.4 提高构件抗冲击能力的措施小结思考题习题第18章构件的疲劳强度18.1 交变应力与应力循环特性18.2 疲劳破坏的概念18.3 疲劳极限及其测定18.4 影响构件疲劳极限的主要因素18.5 对称循环下的疲劳强度计算小结思考题习题附录A 截面的几何性质附录B 梁在简单载荷作用下的变形附录C 型钢表附录D 习题答案参考文献。
引言1. 静力学主要研究物体在外力作用下的平衡问题。
2. 平衡是指物体相对于地面静止或作匀速直线运动,是机械运动的一种特殊情况。
3. 能够使物体处于平衡状态的力系称为平衡力系;平衡力系所必须满足的条件称为平衡条件。
4. 静力学的任务就是将复杂力系简化为与之等效的简单力系,在此基础上建立力系的平衡条件。
综上所述,静力学主要研究以下两个基本问题:1、力系的简化2、力系的平衡条件及其应用。
2.1 静力学基本概念刚体在力的作用下,任何物体都会产生变形:1.位移:内部各点间的相对距离发生改变2.变形:各点位移累加的结果使物体的形状和尺寸发生变化。
但在工程实际中,许多零部件受力后所产生的变形与其本身的尺寸相比显得非常小,对研究物体的运动和平衡影响很小,将其理想化为刚体。
◆刚体是指在力的作用下,其内部任意两点之间的距离始终保持不变的物体,一种科学抽象后的力学模型,在静力学中,一般将所研究的物体均视为刚体。
◆举例:飞机-平衡问题和飞行规律时+机翼的振颤问题时质点具有一定质量而其形状和大小可以忽略不计的物体,刚体是由无限个质点组成的几何上不变的质点系。
力◆力是物体间相互的机械作用,◆作用的效应使物体的运动状态和形状发生改变。
前者称为力的外效应或运动效应,后者称为力的内效应或变形效应。
静力学部分仅研究力的外效应。
◆实践证明,力对物体的作用效应取决于力的大小、方向和作用点,我们称这三者为力的三要素。
力的方向是指方位和指向,作用点指力在物体上的作用位置。
◆力是矢量,常用一带有箭头的线段表示,线段的长度表示力的大小(按一定的比例尺),线段的方位和箭头的指向表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点。
通常用黑体字母表示力矢量(手写时在字母上加箭头或短横线),而与之对应的普通体字母仅表示力的大小。
◆在国际单位制中,力的基本单位是牛顿(N),及千牛顿(kN)等。
◆分布力:分布在一定面积上上的力,例如,水对容器壁的压力,N/m2 ◆线分布力:力分布在狭长面积上,N/m◆集中力:分布力作用面积很小时,将其理想化为作用于一点◆举例:图2.3力系◆作用于一个物体上的若干力。
工程力学静力学与材料力学工程力学是研究物体在外力作用下的平衡、运动和变形规律的一门学科,它是工程学的基础和核心课程之一。
而工程力学又分为静力学和动力学两个部分,其中静力学是研究物体在静止状态下受力和力的平衡条件的学科,而材料力学则是研究材料的性质、行为和应用的学科。
本文将重点介绍工程力学静力学与材料力学的相关内容。
首先,我们来谈谈静力学。
静力学是研究物体在静止状态下受力和力的平衡条件的学科。
在工程实践中,静力学的理论常常被用于分析和计算各种结构的受力情况,比如建筑物、桥梁、机械设备等。
静力学的基本原理包括力的平衡条件、力的合成与分解、力的作用点、力的性质等。
在学习静力学的过程中,我们需要掌握平衡条件的原理,了解各种受力情况下物体的平衡条件,并能够运用相关理论进行实际问题的分析和计算。
其次,我们来看看材料力学。
材料力学是研究材料的性质、行为和应用的学科。
材料力学的内容非常广泛,包括材料的力学性能、材料的应力应变关系、材料的疲劳与断裂、材料的塑性变形等。
在工程实践中,材料力学的理论常常被用于材料的选用、结构的设计和材料的加工等方面。
学习材料力学需要掌握材料的基本力学性能,了解材料的应力应变关系,并能够运用相关理论进行材料的性能分析和计算。
工程力学静力学与材料力学是工程学的基础课程,它们为我们理解和掌握工程实践中的力学问题提供了重要的理论基础。
通过学习工程力学静力学与材料力学,我们能够更好地理解和应用力学原理,为工程实践提供科学的理论支持。
同时,工程力学静力学与材料力学的学习也是提高我们工程素质和解决工程实际问题能力的重要途径。
总之,工程力学静力学与材料力学是工程学习的重要基础课程,它们的学习对我们掌握工程学科知识、提高工程素质和解决工程实际问题能力具有重要意义。
希望大家能够认真学习,掌握其中的基本原理和方法,为将来的工程实践打下坚实的理论基础。
课程标准课程性质:必修课计划学时:72单位:机电汽车工程学院安徽文达信息工程学院二○一七年六月工程力学一、基本情况二、课程概述(一)课程性质地位该课程是四年制本科专业基础课程。
工程力学涵盖了原有理论力学和材料力学两门课程的主要经典内容。
通过对《工程力学》的学习,学生可以掌握如何对处于静定平衡状态的物体进行静力分析和对构件进行强度、刚度和稳定性的分析。
这门课以《高等数学》、《大学物理》为基础,也是进一步学习《机械原理》、《机械设计》等其它专业课程的基础。
《工程力学》课程在机械设计专业人才培养计划中占有举足轻重的地位,是衔接基础课程与专业课程的纽带。
(二)课程基本理念1、指导思想以学院“人才培养方案”为依据,以培养“基础扎实、专业面宽、重应用、强素质”的应用型人才为出发点,遵循技术应用型本科生成才规律,树立专业指向、能力本位、个性发展理念,突出学生主体地位,运用所学的工程力学知识来发现、分析和处理实际问题。
2、基本原则以机械设计专业就业岗位需求为目标,遵循认知规律,采用理论和实践相结合的教学方式,深入浅出,发挥学生主体意识,提高教学效果,在获得机械设计专业所需要的工程力学知识的同时,增强能力、提高素质。
(三)课程设计思路1、框架设计以本课程的基本理念为指导,按照专业基础实用的原则进行课程设计,以工程力学的基本概念和基本公理为基础,对工程构件进行受力分析和强度校核,通过实验操作巩固理论知识。
2、内容安排本课程共分三大模块:静力学;材料力学;运动学与动力学。
第一模块分两大任务:静力学基欢迎下载本概念和力系。
第二模块设一大任务,两条线索,一是载荷作用方式,二是外力-内力-内力图-应力-强度条件及应用。
本模块设有3个实验,安排六个课时,通过实验引出相关内容。
第三模块主要引导学生自学。
3、学时分配本课程教学课时共72学时,4.5学分,其中理论教学66学时,实践教学6学时,教学安排在第3学期。
4、教学实施课堂教学要确保教学大纲的教学要求和教学内容的完成。