力学知识结构体系

结构力学最全知识点梳理及学习方法结构力学是工程领域的基础学科之一，主要研究物体在受力作用下的变形和破坏行为。

下面将对结构力学的知识点进行梳理，并提供一些学习方法。

1.静力学知识点：(1)力的分解与合成(2)平衡条件及对应的力矩平衡条件(3)杆件内力分析(4)支座反力的计算(5)重力中心和重力矩计算方法学习方法：静力学是结构力学的基础，要通过大量的练习加深对概念和公式的理解，并注重实际问题的应用。

2.应力学知识点：(1)应力的定义和类型（正应力、剪应力、主应力等）(2)应力的均衡方程(3)材料的本构关系（线性弹性、非线性弹性、塑性等）(4)薄壁压力容器的应力分析学习方法：应力学是结构力学的核心内容，要掌握应力的计算方法和不同材料的应力应变关系，需要多阅读教材和参考书籍，理解背后的物理原理，并进行大量的练习。

3.变形学知识点：(1)应变的定义和类型（线性应变、剪应变、工程应变等）(2)应变-位移关系(3)杆件弹性变形分析(4)杆件的刚度计算学习方法：变形学是结构力学的重要组成部分，要掌握应变的计算方法和杆件的变形规律，可以通过编程模拟杆件的变形过程或进行实验验证。

4.强度计算知识点：(1)材料的强度和安全系数(2)拉压杆件的强度计算(3)梁的强度计算(4)刚结构的强度计算5.破坏学知识点：(1)破坏形态（拉伸、压缩、剪切、扭转等）(2)材料的断裂特性和疲劳破坏(3)结构的失效分析(4)杆件和梁的屈曲分析学习方法：破坏学是结构力学的进一步深入，要了解不同破坏形态的特点和计算方法，并进行典型案例分析，以提高预测和识别破坏的能力。

学习方法总结：(1)理论学习：多阅读教材和参考书籍，并注重理解概念和原理。

(2)练习和实践：进行大量的计算练习和模拟分析，提高解决实际结构问题的能力。

(3)案例分析：通过分析实际案例，学习不同结构的设计和分析方法。

(4)交流和讨论：与同学和老师进行交流和讨论，共同学习和解决问题。

（完整版）结构⼒学最全知识点梳理及学习⽅法第⼀章绪论§1-1 结构⼒学的研究对象和任务⼀、结构的定义:由基本构件（如拉杆、柱、梁、板等）按照合理的⽅式所组成的构件的体系，⽤以⽀承荷载并传递荷载起⽀撑作⽤的部分。

注：结构⼀般由多个构件联结⽽成，如：桥梁、各种房屋（框架、桁架、单层⼚房）等。

最简单的结构可以是单个的构件，如单跨梁、独⽴柱等。

⼆、结构的分类：由构件的⼏何特征可分为以下三类1．杆件结构——由杆件组成，构件长度远远⼤于截⾯的宽度和⾼度，如梁、柱、拉压杆。

2．薄壁结构——结构的厚度远⼩于其它两个尺度，平⾯为板曲⾯为壳，如楼⾯、屋⾯等。

3．实体结构——结构的三个尺度为同⼀量级，如挡⼟墙、堤坝、⼤块基础等。

三、课程研究的对象材料⼒学——以研究单个杆件为主弹性⼒学——研究杆件（更精确）、板、壳、及块体（挡⼟墙）等⾮杆状结构结构⼒学——研究平⾯杆件结构四、课程的任务1．研究结构的组成规律，以保证在荷载作⽤下结构各部分不致发⽣相对运动。

探讨结构的合理形式，以便能有效地利⽤材料，充分发挥其性能。

2．计算由荷载、温度变化、⽀座沉降等因素在结构各部分所产⽣的内⼒，为结构的强度计算提供依据，以保证结构满⾜安全和经济的要求。

3．计算由上述各因素所引起的变形和位移，为结构的刚度计算提供依据，以保证结构在使⽤过程中不致发⽣过⼤变形，从⽽保证结构满⾜耐久性的要求。

§1-2 结构计算简图⼀、计算简图的概念：将⼀个具体的⼯程结构⽤⼀个简化的受⼒图形来表⽰。

选择计算简图时，要它能反映⼯程结构物的如下特征：1．受⼒特性（荷载的⼤⼩、⽅向、作⽤位置）2．⼏何特性（构件的轴线、形状、长度）3．⽀承特性（⽀座的约束反⼒性质、杆件连接形式）⼆、结构计算简图的简化原则1．计算简图要尽可能反映实际结构的主要受⼒和变形特点．．．．．．．．．．．．．．，使计算结果安全可靠；2．略去次要因素，便于．．。

．．分析和．．．计算三、结构计算简图的⼏个简化要点1．实际⼯程结构的简化：由空间向平⾯简化2．杆件的简化：以杆件的轴线代替杆件3．结点的简化：杆件之间的连接由理想结点来代替（1）铰结点：铰结点所连各杆端可独⾃绕铰⼼⾃由转动，即各杆端之间的夹⾓可任意改变。

建筑物和工程设施中承受、传递荷载而起骨架作用的部分称为工程结构，简称为结构。

从几何角度来看，结构可分为三类，分别为：杆件结构、板壳结构、实体结构。

结构力学中所有的计算方法都应考虑以下三方面条件：①力系的平衡条件或运动条件。

②变形的几何连续条件。

③应力与变形间的物理条件（或称为本构方程）。

结点分为：铰结点、刚结点。

铰结点：可以传递力，但不能传递力矩。

刚结点：既可以传递力，也可以传递力矩。

支座按其受力特质分为：滚轴支座、铰支座、定向支座、固定支座。

在结构计算中，为了简化，对组成各杆件的材料一般都假设为：连续的、均匀的、各向同性的、完全弹性或弹塑性的。

荷载是主动作用于结构的外力。

狭义荷载：结构的自重、加于结构的水压力和土压力。

广义荷载：温度变化、基础沉降、材料收缩。

根据荷载作用时间的久暂，可以分为：恒载、活载。

根据荷载作用的性质，可以分为：静力荷载、动力荷载。

结构的几何构造分析在几何构造分析中，不考虑这种由于材料的应变所产生的变形。

杆件体系可分为两类：几何不变体系------在不考虑材料应变的条件下，体系的位置和形状是不能改变的。

几何可变体系------在不考虑材料应变的条件下，体系的位置和形状是可以改变的。

自由度：一个体系自由度的个数，等于这个体系运动时可以独立改变的坐标的个数。

一点在平面内有两个自由度（横纵坐标）。

一个刚片在平面内有三个自由度（横纵坐标及转角）。

凡是自由度的个数大于零的体系都是几何可变体系。

一个支杆（链杆）相当于一个约束。

可以减少一个自由度。

一个单铰（只连接两个刚片的铰）相当于两个约束。

可以减少两个自由度。

一个单刚结（刚性结合）相当于三个约束，可以减少三个自由度。

如果在一个体系中增加一个约束，而体系的自由度并不因而减少，则此约束称为多余约束。

增加了约束，计算自由度会减少。

因为w=s-n .瞬变体系：本来是几何可变、经微小位移后又成为几何不变的体系称为瞬变体系。

实铰：两个刚片（地基也算一个刚片），如果用两根链杆给链接上，并且两根链杆能在其中一个刚片上交于一点，所构成的铰就叫实铰。

《工程力学》课程的知识体系和内容结构1、课程的知识体系《工程力学》是一门是既与工程又与力学密切相关的技术基础课程，在基础课程和专业课程之间起桥梁作用。

通过本课程的学习，使学生掌握工程力学的理论和方法，具备从力学角度对工程问题的思维能力和初步解决此类问题的实践能力，并且获得大量的工程背景知识，为学习后续课程、掌握机械等工程设计技术打下牢固的基础。

本课程涵盖了“静力学”和“材料力学”两部分的内容。

“静力学”主要研究刚体的受力和平衡的规律；“材料力学”主要研究构件强度、刚度和稳定性的问题，在保证构件既安全适用又经济的条件下，为合理设计和使用材料提供理论依据。

静力学主要研究的问题：物体的受力分析、力系的简化和力系的平衡条件。

材料力学主要研究的问题：杆件在发生拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲基本变形时内力、应力和变形的计算，在各种基本变形下的强度和刚度计算；应力状态的基本理论；材料在复杂应力作用下破坏或失效规律及其应用；压杆稳定性问题。

2、课程的内容结构第一章介绍静力学的基本概念，常见的几类典型约束及约束力的特征，物体的受力分析。

第二章介绍汇交力系的简化和平衡条件。

第三章介绍力偶的概念及其对刚体的作用效应，力偶系的合成与平衡条件。

第四章介绍平面任意力系的简化、平衡条件和平衡方程，刚体系的平衡问题求解。

第五章介绍空间任意力系的简化和平衡条件。

第六章静力学专题：桁架杆件内力的求解；滑动摩擦、摩擦角和自锁现象、以及滚动摩擦的概念。

第七章介绍材料力学的研究对象、基本假设、外力和内力、应力和应变的概念。

第八章介绍拉压杆的内力、应力、变形及材料在拉伸与压缩时的力学性能，拉压杆的强度和刚度问题，简单静不定问题，拉压杆连接部分的强度计算。

第九章介绍圆轴扭转的外力、内力、应力与变形，圆轴的强度和刚度计算，静不定轴的扭转问题。

第十章介绍梁的外力和内力（剪力与弯矩），内力图的绘制。

第十一章介绍对称弯曲时梁的正应力、切应力、强度计算和梁的合理强度设计。

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高中物理学知识的结构体系
高中物理包括必修1、2共7章；选修3-1、2、3、4、5共19章内容。

归纳起来，整个高中物理的知识体系可以分为力学、热学、光学、电磁学（电学和磁学）、原子物理学五大学科部分。

必修1和2属于力学部分；选修3-1、3-2属于电磁学内容；选修3-4主要为光学；选修3-5主要为原子物理学，有3章（机械振动和机械波、动量守恒定律）为力学内容。

除了热学部分是初中物理（选修3-3未学）的主讲内容外，其他都在高中期间得到学习和深化。

力学知识结构体系力学部分包括静力学、运动学和动力学
PART I 静力学
PART II 运动力学
PART III 动力学
热学知识结构体系
热学包括：研究宏观热现象的热力学、研究微观理论的统计物理学，分子动理论是热现象微观理论的基础
电磁学知识结构体系
电磁学包括：电学和磁学两大部分。

包括电性和磁性交互关系，主要研究电磁波、电磁场以及有关电荷、带电物体的动力学，二者很难清晰分割。

电磁场和电磁波
光学知识结构体系
原子物理学知识结构体系
第一章力
直线运动
牛顿运动定律
物体的平衡
.
曲线运动
万有引力定律
机械能
第九章机械振动
机械波。

力学知识结构思维导图建构的研究方法和主要目的结构力学是土木工程专业非常重要的一门专业基础课，内蒙古农业大学除土木工程专业外，其他开设结构力学的专业有道路桥梁与渡河工程、农业水利工程、水利水电工程、给排水科学与工程、木材科学与工程等。

与其他工科学校相类似，结构力学是继理论力学、材料力学后非常重要的一门力学课程，它为后续钢筋混凝土结构、钢结构、高层建筑结构、桥梁工程等相关专业课程的学习提供必要的力学基础，同时课程中的基本概念、基本原理和方法对以后指导工程设计非常重要，要求同学们重点掌握。

但是，由于结构力学知识点多，部分内容理解上比较抽象，再加上学时有限，教师不能将每个知识点讲得非常透彻，所以大部分同学反映该课程比较难学，因此，如何让同学们准确把握知识点的内涵与相互关系，学会力学分析问题的方法和提高其学习的能力，是所有结构力学授课教师必须面对与思考的问题。

思维导图是表达发散性思维的有效图形思维工具，改变了传统的线性思维模式，将形象思维与抽象思维进行了很好地结合，帮助人们用联想思维进行思考问题，改善记忆和想象力，充分地开发左右脑的无限潜能。

思维导图是发散性的，有助于培养一个人的全面性思维与逻辑性；思维导图是记忆性的，有助于人们学习和记忆各类知识，更高效地完成工作。

笔者尝试将思维导图作为一种工具引入到结构力学教学中，给同学们提供一种学习方法，打通知识点掌握到能力提高的壁垒，调动同学们学习结构力学的兴趣，推动结构力学的教学改革，更好地适应新时代工程教育认证对工科学生提出的具备解决复杂工程问题的能力要求。

一、结构力学课程教学的特点结构力学是研究结构的合理形式以及结构在受力状态下内力、变形、动力反应和稳定性等方面的规律性学科。

传统的结构力学课程具有以下特点：1.知识点多，前后内容环环相扣。

既有平面几何组成规律的内容，也有静力荷载作用下五种基本类型结构（梁、拱、桁架、刚架和组合结构）的内力与位移计算问题，还有影响线问题，结构的动力计算、弹性稳定、塑性分析与极限荷载等内容。