工程力学公式总结
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工程力学公式整理工程力学(Engineering Mechanics)是一门研究力学原理在工程中的应用的学科。
它主要研究物体在受力作用下的运动和变形规律。
在工程学中,力学公式是进行分析和计算的基础。
下面是一些常见的工程力学公式整理。
1.力的合成与分解公式:力的合成公式:F = √(F₁² + F₂² + 2F₁F₂cosθ)力的分解公式:F₁ = Fcosθ, F₂ = Fsinθ其中,F为施于物体的合力,F₁、F₂为分解后的力,θ为施力与横坐标方向的夹角。
2.矩形截面惯性矩和抗弯应力公式:惯性矩公式:I=(b*h³)/12抗弯应力公式:σ=(M*y)/I其中,b和h分别为矩形截面的宽度和高度,I为截面的惯性矩,M 为弯矩,y为截面内其中一点的纵坐标。
3.应力和变形的关系公式:胡克定律公式:σ=Ee弹性模量公式:E=(F/A)/(ΔL/L₀)其中,σ为应力,E为弹性模量,F为受力,A为受力面积,ΔL为长度变化量,L₀为初始长度。
4.摩擦力公式:滑动摩擦力公式:F=μN滚动摩擦力公式:F=RμN其中,F为摩擦力,μ为摩擦系数,N为垂直于接触面的力,R为滚动半径。
5.动量和能量守恒公式:动量守恒公式:m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁'+m₂v₂'动能公式:K = (1/2)mv²其中,m为物体的质量,v为物体的速度,v'为受撞物体的速度。
6.应力和应变的关系公式:杨氏模量公式:E=(σ/ε)横向收缩率公式:μ=-(ε₁/ε₂)泊松比公式:μ=-(ε₁/ε₂)其中,E为杨氏模量,σ为应力,ε为应变,μ为泊松比,ε₁为纵向应变,ε₂为横向应变。
这些力学公式是工程力学中常用的基本公式,用于解决各种工程问题。
通过运用这些公式,我们可以计算结构的受力情况、变形情况,进行力学分析和设计,保证工程的稳定性和安全性。
当然,工程力学的应用还远不止于此,还包括静力学、动力学、流体力学等等。
工程力学公式总结第一篇:工程力学公式总结第一章静力学的基本概念和公理受力图 P2 刚体力的三要素:大小、方向、作用点静力学公理:1力的平行四边形法则2二力平衡条件3加减平衡力系原理(1)力的可传性原理(2)三力平衡汇交定理4作用与反作用定律P7 约束:柔索约束;光滑面约束;光滑圆柱(圆柱、固定铰链、向心轴承、辊轴支座);链杆约束(二力杆)第二章平面汇交力系P16平面汇交力系平衡几何条件:力多边形自行封闭P19 合力投影定理P20平面汇交力系平衡条件:∑Fix=0;∑Fiy=0。
2个独立平衡方程第三章力矩平面力偶系P24 力矩M0(F)=±Fh(逆时针为正)P25 合力矩定理 P26力偶;力偶矩M=±Fd(逆时针为正)P27力偶的性质:力偶只能用力偶平衡 P28平面力偶系平衡条件第四章平面任意力系P33 力的平移定理P34平面力向力系一点简化P36平面任意力系平衡条件:∑Fix=0;∑Fiy=0,∑M0(Fi)=0。
3个独立方程 P38平面平行力系平衡条件:2个独立方程 P39 静定,超静定P43 摩擦,静摩擦力,动摩擦力第五章空间力系重心P53 空间力系平衡条件:6个方程;空间汇交力系:3个方程;空间平行力系:3个方程第六章点的运动dsP64 质点P65 点的速度v=,dtv2dv加速度:切向加速度aτ=,速度大小变化;法向加速度an=,速度方向变ρdt2化,加速度a=aτ2+an第七章刚体的基本运动P73平动P74转动,角速度ω=转速,r/s)P76 转动刚体内各点的速度v=Rω,加速度aτ=Rα,an=Rω2 第九章刚体动力学基础 P87 质心运动定理:ma=∑FeP88转动定理Jzα=∑Mz,转动惯量:圆环Jz=mR2;圆盘Jz=mR2/2;细杆Jz=ml2/12。
dϕdω,角加速度α=,角速度ω=2πn(n是dtdtP91平行轴定理Jz`=Jz+md2 第十章动能定理Jzω2mv2P97平动刚体动能T=;转动刚体动能T=22P100弹性力的功A=c2(δ1-δ22)2P101动能定理T2-T1=所有内力、外力的总功,对刚体来说内力作功为0。
轴向拉伸与压缩正应力ζ=F N/A正应变ε=Δl/l (无量纲)l/EA EA为抗拉(压)刚度胡克定律Δl=FNζ=Eε E为弹性模量泊松比ν=【ε’/ε】横向比纵向刚度条件:Δl=Fl/EA <=[Δl] 或δ<=[δ]N先计算每段的轴力,每段的Δl加起来即为总的Δl注意节点是位移 P151拉压超静定:1按照约束的性质画出杆件或节点的受力图2根据静力平衡列出所有独立的方程3画出杆件或杆系节点的变形-位移图4根据变形几何关系图建立变形几何关系方程,建立补充方程5将胡可定律带入变形几何方程,/得到解题需要的补充方程6独立方程与补充方程联立,求的所有的约束力剪切1剪切胡克定律η=GγG~MPa为剪切弹性模量,γ为切应变(无量纲)2 G=E/2(1+ν)ν泊松比3剪切与挤压实例校核铆钉的剪切强度单剪(两层板)η=Fs/As =F/A F为一个方向的拉力双剪(三层板)η=Fs/As =F/nA n整块板上所有的铆钉校核铆钉的挤压强度挤压ζc=Fc/Acζc=Fc/nAc=F/ntd n为对称轴一侧的铆钉数校核板(主板、盖板)的抗拉强度ζ=F/A=F/t(b-nd)<<[ζ] n 为危险截面上的铆钉数1外力偶矩:T=9550 N k / n ( N k~kw,n~r/min)2扭矩Mn = T (Mn~N*m) 判断方向,右手螺旋定则,向外为正,内为负3扭矩图4切应变、剪切角γ= θ*ρ(θ为单位扭转角)5切应力:ηρ=G*γρ=Gρθ扭转角公式:dψ=Mdx/GIp6θ=Mn/G*Ip 刚度校核公式Ip~mm4 极惯性矩, 与截面形状有关,GIp 抗扭刚度,θ~rad/m7ηmax=Mn/Wp=Mnρ/Ip 强度校核公式Wp~mm3抗扭截面模量,与截面形状有关8 Ip 和Wp 的计算:实心圆截面: Wp = ПD3/16 Ip = ПD4/32空心圆截面:Wp = ПD3(1-α4)/16 Ip = ПD4(1-α4)/32薄壁圆截面:Wp = 2Пr02t r=D/2=D/2 Ip = 2Пr3t9 扭转角θ= Mn*l/G*Ip (l为杆长)θ~rad/m10 自由扭转截面周边的切应力方向与周边平行,角点出切应力为0ηmax=Mn/αhb2 长边中点处θ=Mn/βGhb3 b为短边,h为长边,αβ为相关系数无论是扭转强度,还是扭转刚度,圆形截面比正方形截面要好。
工程力学常用公式3、伸长率:* 1。
%断面收缩率: 字100%5、扭转切应力表达式:^,最大切应力:maxTP RW p , d 44I P ”(1),W P d'(1 4),强度校核: 16max TmaxW P[]6、单位扭转角:d—,刚度校核:maxTmax[], 长度为1dx Gl pGI P的一段轴两截面之间的相对扭转角證,扭转外力偶的计算公式: Me 9549P(KWLn(r/m in )8平面应力状态下斜截面应力的一般公式:最大切应力max -'' - ( x y )22,最大正应力方位2 Y 21、轴向拉压杆件截面正应力 牛,强度校核max2、轴向拉压杆件变形IFi Ni l i 4、胡克定律: E ,泊松比:,剪切胡克定律:G7、薄壁圆管的扭转切应力:T 2 R 29、 x yx ycos22 2 xsin 2-sin 2 x cos2平面应力状态三个主应力:II「( x 2y)2X, ''' 01、100%tan2 0 2xx y10、第三和第四强度理论: r3 X 24 2, r4211、平面弯曲杆件正应力:M ,截面上下对称时,MW Z矩形的惯性矩表达式:I Z兽圆形的惯性矩表达式:I ZV(1 644)矩形的抗扭截面系数:W Z £圆形的抗扭截面系数:W Z 4)13、平面弯曲杆件横截面上的最大切应力:F s S max* zmaxbi z14、平面弯曲杆件的强度校核:(1)弯曲正应力tmax [t ], cmaxc](2)弯曲切应力max [](3)第三类危险点:第三和第四强度理论 16、( 1)轴向载荷与横向载荷联合作用强度: ()FN M maxmax (min 丿15、平面弯曲杆件刚度校核:叠加法 严 [f], max [](2)偏心拉伸(偏心压缩):max ( min)A(3)弯扭变形杆件的强度计算:工程力学常用公式伸长率: F N ; A ;FA ;泊松比E 2(1 ),l bI 0l 0100%,断面收缩率:A o A b A 02、扭转: { M }N gm9549 {P}kW ,{ n} r/ min,W p max TW p,3、4、ddxTGIP,TloGI P弯曲:MdxEl应力状态:MET Z,MyIT,maxMy maxIlMW zd 2wdx2MEIM , xdx)dx CxEIx sin2i2cos 2;x y )22tg2 o拉压强度条件:max(F N)[\ 八/max L扭转强度条件:max(T)[]W p扭转刚度条件:(T)max []GI P梁的弯曲强度条件M maxmaxW.梁弯曲的刚度条件:V V max[]-欧拉公式:F c r -2EIl2,2Ecr 2柔度:-惯性半径:max(min][],maxi x y2max,max . [](丿max [],I zi'■ A。
刚体 力的三要素:大小、方向、作用点静力学公理:1力的平行四边形法则2二力平衡条件3加减平衡力系原理(1)力的可传性原理(2)三力平衡汇交定理4作用与反作用定律约束:柔索约束;光滑面约束;光滑圆柱(圆柱、固定铰链、向心轴承、辊轴支座);链杆约束(二力杆) 平面汇交力系平衡的必要和充分条件是:力系的合力等于零。
平面汇交力系平衡几何条件:力多边形自行封闭合力投影定理合力在任一轴上的投影,等于各分力在同一轴上投影的代数和。
它表明了合力与分力在同一坐标轴投影时投影量之间的关系。
平面汇交力系平衡条件:∑F ix =0;∑F iy =0。
2个独立平衡方程 第三章 力矩 平面力偶系力矩M 0(F)=±Fh(逆时针为正) 合力矩定理:平面汇交力系的合力对平面上任一点力矩,等于力系中各分力对与同一点力矩的代数和。
Mo(F )=Mo(F1)+Mo(F 2)+...+Mo(F n)=∑Mo(F ) 力偶;由大小相等,方向相反,而作用线不重合的两个平行力组成的力系称为力偶 力偶矩M =±Fd(逆时针为正)力偶的性质:性质1 力偶既无合力,也不能和一个力平衡,力偶只能用力偶来平衡。
性质2 力偶对其作用面内任一点之矩恒为常数,且等于力偶矩,与矩心的位置无关。
性质3 力偶可在其作用面内任意转移,而不改变它对刚体的作用效果。
性质4 只要保持力偶矩的大小和转向不变,可以同时改变力偶中力的大小和力偶臂的长短, 而不改变其对刚体的作用效果。
平面力偶系平衡条件是合力偶矩等于零。
第四章 平面任意力系力的平移定理:将力从物体上的一个作用点,移动到另外一点上,额外加上一个力偶矩,其大小等于这个力乘以2点距离,方向为移动后的力与移动前力的反向力形成的力偶的反方向平面力向力系一点简化可得到一个作用在简化中心的主矢量和一个作用于原平面内的主矩,主矢量等于原力系中各力的矢量和,而主矩等于原力系中各力对点之矩的代数和。
平面任意力系平衡条件:∑F ix =0;∑F iy =0,∑M 0(Fi)=0。
工程力学公式总结工程力学是一门研究力的作用和分析物体行为的学科。
在工程领域中,掌握力学公式是非常重要的,它能够帮助工程师们预测和解决各种问题。
本文将对一些常用的工程力学公式进行总结。
I. 静力学公式1. 牛顿第一定律:物体的速度保持恒定,除非受到外力的作用。
这个公式可以用来解释一些静力学问题,比如一个静止的物体如果没有受到外力的作用,将保持静止。
2. 牛顿第二定律:物体的加速度与作用力成正比,与物体质量成反比。
F = ma这个公式是力学中最重要的公式之一,能够解释物体运动的原因。
它表明,当作用力增加时,物体的加速度也会增加;而物体的质量越大,加速度越小。
3. 牛顿第三定律:对于每一个作用力,都存在一个等大、方向相反的反作用力。
这个公式可以解释为什么两个物体之间的力是相互作用的。
例如,当一个物体推另一个物体时,另一个物体也会推回来。
II. 动力学公式1. 动量定理:物体所受的总冲量等于物体的动量变化率。
FΔt = Δmv这个公式可以解释为什么用力撞击物体会改变物体的速度。
它表明,当物体受到一个力的作用时,物体的动量会发生变化。
2. 动能定理:物体的动能变化等于物体所受的净外力沿位移方向所做的功。
ΔKE = W这个公式可以解释为什么物体受到加速度时会增加它的动能。
它表示,当物体受到外力的作用并移动时,物体的动能将发生变化。
III. 应力与变形公式1. 应力应变关系:应力与应变成正比。
σ = Eε这个公式描述了材料受到应力时的变形情况。
E是材料的弹性模量,σ是应力,ε是应变。
2. 杨氏模量:刚度的度量。
E = σ/ε这个公式描述了材料在受到应力时的应变情况。
杨氏模量越大,材料越坚硬。
IV. 力矩与力的关系1. 力矩公式:力矩等于力与力臂的乘积。
M = Fd这个公式用来计算物体受到力的转动效应。
力矩等于力乘以力臂的长度。
2. 力的平衡公式:力的矢量和为零。
ΣF = 0这个公式用来解决物体处于平衡状态下的力的平衡问题。
工程力学公式:1、轴向拉压杆件截面正应力N F Aσ=,强度校核max []σσ≤ 2、轴向拉压杆件变形Ni i i F l l EA ∆=∑3、伸长率:1100%l l l δ-=⨯断面收缩率:1100%A A Aψ-=⨯ 4、胡克定律:E σε=,泊松比:'ευε=-,剪切胡克定律:G τγ=5、扭转切应力表达式:T I ρρτρ=,最大切应力:max P P T T R I W τ==,44(1)32P d I πα=-,34(1)16P d W πα=-,强度校核:max max []P T W ττ=≤ 6、单位扭转角:P d T dx GI ϕθ==,刚度校核:max max []PT GI θθ=≤,长度为l 的一段轴两截面之间的相对扭转角P Tl GI ϕ=,扭转外力偶的计算公式:()(/min)9549KW r p Me n =7、薄壁圆管的扭转切应力:202T R τπδ=8、平面应力状态下斜截面应力的一般公式:cos 2sin 222x yx yx ασσσσσατα+-=+-,sin 2cos 22x yx ασστατα-=+9、平面应力状态三个主应力:'2x yσσσ+=,''2x y σσσ+='''0σ= 最大切应力max '''2σστ-=±=,最大正应力方位02tan 2x x yτασσ=-- 10、第三和第四强度理论:3r σ=,4r σ=11、平面弯曲杆件正应力:Z My I σ=,截面上下对称时,ZM W σ= 矩形的惯性矩表达式:312Z bh I =圆形的惯性矩表达式:44(1)64Z d I πα=- 矩形的抗扭截面系数:26Z bh W =,圆形的抗扭截面系数:34(1)32Z d W πα=- 13、平面弯曲杆件横截面上的最大切应力:max max *S z S Z F S F K bI Aτ== 14、平面弯曲杆件的强度校核:(1)弯曲正应力max []t t σσ≤,max []c c σσ≤(2)弯曲切应力max []ττ≤(3)第三类危险点:第三和第四强度理论15、平面弯曲杆件刚度校核:叠加法max []w w l l≤,max []θθ≤ 16、(1)轴向载荷与横向载荷联合作用强度: max max min ()N Z F M A W σσ=± (2)偏心拉伸(偏心压缩):max min ()N Z F F A W δσσ=± (3)弯扭变形杆件的强度计算:3[]r Zσσ==4[]r Z σσ==≤简支梁在各种荷载作用下跨中最大挠度计算公式:均布荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式:Ymax = 5ql^4/(384EI).式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm).q 为均布线荷载标准值(kn/m).E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2.I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4).跨中一个集中荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式: Ymax = 8pl^3/(384EI)=1pl^3/(48EI).式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm).p 为各个集中荷载标准值之和(kn).E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2.I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4).跨间等间距布置两个相等的集中荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式:Ymax = 6.81pl^3/(384EI).式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm).p 为各个集中荷载标准值之和(kn).E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2.I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4).跨间等间距布置三个相等的集中荷载下的最大挠度,其计算公式:Ymax = 6.33pl^3/(384EI).式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm).p 为各个集中荷载标准值之和(kn).E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2.I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4).悬臂梁受均布荷载或自由端受集中荷载作用时,自由端最大挠度分别为的,其计算公式:Ymax =1ql^4/(8EI). ;Ymax =1pl^3/(3EI).q 为均布线荷载标准值(kn/m). ;p 为各个集中荷载标准值之和(kn).你可以根据最大挠度控制1/400,荷载条件25kn/m以及一些其他荷载条件进行反算,看能满足的上部荷载要求!机械零件和构件的一种截面几何参量,旧称截面模量。
工程力学公式胡克定律:- E ■:,泊松比:;'--:;,剪切胡克定律:.=G最大切应力.max 二 £ 二■- C x^ ")22,最大正应力方位tan2〉°二10、第三和第四强度理论:;「r3二■2' 4 ■2,二r4=;42,3.1、 轴向拉压杆件截面正应力 c=F N,强度校核 A二max -[二]2、轴向拉压杆件变形,計八詈. L 一 I伸长率: -- I 100%断面收缩率:A A 、A100%扭转切应力表达式:,最大切应力:-max R = — , I pII P " W P二 d 4(1_G 432二d 34W p(1 -〉),强度校核:max16Tmaxk 二【]d 甲 T单位扭转角:,刚度校核:^maxmaxdx Gl PGl P乞口],长度为I 的一段轴两截面之间的相对扭转角IL ,扭转外力偶的计算公式: GIMe 二 9549P (KW)n(r/m in)薄壁圆管的扭转切应力:•-22 兀 R0§8、 平面应力状态下斜截面应力的一般公式: CL =cr +cr cr -<yxyx ycos2: - x sin2:,sin 2: x cos2-29、平面应力状态三个主应力:CT +CF 丄__y ■1 a -cr cc(x2丫,匚''CF一(X2CTy )2,二'''=02x14、平面弯曲杆件的强度校核:(1 )弯曲正应力二tmax乞[G],二cmax乞[二c](2 )弯曲切应力gax乞[J(3 )第三类危险点:第三和第四强度理论15、平面弯曲杆件刚度校核:叠加法W p aX- [W],二max -[二](2 )偏心拉伸(偏心压缩):二max (二min)=旦,二匸一A W z(3)弯扭变形杆件的强度计算:1 .M2 T2M y2 Mz2T2逬二]W Z W Z 1 y表1杆件基本变形部分主要公式基本变形应力公式变形公成轴向拉压F N= ----AA/ =EA扭转Tn^甲=TlJ max —GIP弯曲0 —Mlmax -—-..i I El.11、平面弯曲杆件正应力: —My,截面上下对称时,IZMCT = ----------W Z矩形的惯性矩表达式: bh3——圆形的惯性矩表达式:124I z (1)矩形的抗扭截面系数:bh?叫盲,圆形的抗扭截面系数:3WZ 甘一4)13、平面弯曲杆件横截面上的最大切应力:FSS * zmaxmaxbi z= K F SAmax16、(1 )轴向载荷与横向载荷联合作用强度: faxUmint^ -仏A W Z-r4 W z、nW z「M 2 2 2y M z 0.75T 打二]表3杆在简单载荷作用下的变形简團瓦载荷“2内容 半面应力 状态中任 意斜截面 sin 2a 十 T xy cos 2A上的应力 *而应变 狀态中任 总方向h2的应变 截面儿何性质的转 轴公犬16£7yo=2El+■_L ■卩.4-- --F*] ■ \仁公式2_切 ~2~F0&A =~6D =X6E11G, 3B =TTcos 2a - s sin 2ticos 一 sin 2ft2 2 sin 2a 十世比 cos 2a-cns2n — sin 2n2 { 2--- »JH 2<t + cxjb 2u2谢谢观看! 欢迎您的下载,资料仅供参考,如有雷同纯属意外。
工程力学公式总结《工程力学》〔1〕、〔2〕是广播电视高校开放教育“水利水电工程专业”同学必修的技术基础课。
它包含理论力学〔静力学部分〕、材料力学和结构力学三部分内容。
它以高等数学、线性代数为基础,通过本课程的学习,培育同学具有初步对工程问题的简化技能,肯定的分析与计算技能,是学习有关后继课程和从事专业技术工作的基础。
本课程课内学时70,试验学时4。
通过本课程的学习,使同学掌控物体的受力分析、平衡条件及娴熟掌控平衡方程的应用;掌控基本构件的强度、刚度和稳定性问题的分析和计算;掌控平面杆件结构内力和位移的计算方法。
本课程的文字教材选用李前程、安学敏编著的《建筑力学》,由中国建筑工业出版社出版;并配有6讲电视课。
本课程按两学期开设,2000春开设《工程力学》〔1〕。
本学期的学习内容为该教材的前十章,并辅以“应用力学仿真试验”课件完成试验。
本学期课程的教学基本要求:1、掌控刚体平衡方程的应用。
2、掌控基本构件的强度、刚度和稳定性问题的分析。
3、了解杆件结构的基本组成规章。
4、掌控静定结构的内力和位移的计算方法二、基本内容、要求及学习要点第一章绪论〔一〕基本内容及要求1.结构与构件〔1〕理解结构的概念;〔2〕了解结构按其几何特征的三种分类。
2.刚体、变形体及其基本假设〔1〕了解建筑力学中物体的概念;〔2〕掌控在建筑力学中将物体抽象化为两种计算模型,以及刚体、抱负变形固体的概念及其主要区分。
〔3〕掌控弹性变形与塑性变形的概念。
3.杆件变形的基本形式〔1〕掌控轴向变形或压缩、剪切、扭转、弯曲四种基本变形的变形特点。
4.建筑力学的任务和内容〔1〕了解建筑力学的任务、目的,结构正常工作需要满意的要求;〔2〕掌控强度、刚度、稳定性的概念;〔3〕了解建筑力学的内容。
5.荷载的分类〔1〕掌控荷载的概念;〔2〕了解按荷载作用范围的分类及分布荷载、集中荷载的概念;〔3〕了解按荷载作用时间的分类及恒荷载、活荷载的概念;〔4〕了解按荷载作用性质的分类及静荷载、动荷载的概念及动荷载作用的基本特点。
第二章结构计算简图、物体受力分析〔一〕基本内容及要求1.约束与约束反力〔1〕了解自由体、非自由体的概念;〔2〕掌控约束的概念、功能,约束反力的概念,以及约束反力的方向总是与它所限制的位移方向相反的概念;〔3〕了解柔索的约束功能,柔索约束反力的方向;〔4〕了解光滑面的约束功能,光滑面的约束反力的作用点及作用方向;〔5〕掌控光滑圆柱铰链约束的构成、简化图形、约束功能及约束反力;〔6〕掌控固定铰支座的概念、构成、简化图形、约束功能、约束反力及约束反力的指向;〔7〕掌控链杆〔二力杆〕的概念、约束反力的作用点及其作用线,能够应用二力杆的概念分析结构的受力;〔8〕掌控固定端约束的概念、简化图形、约束功能及约束反力;〔9〕掌控定向支座简化图形、约束功能及约束反力。
2.结构计算简图〔1〕了解结构计算简图的概念、特点;〔2〕掌控结构计算简图中铰结点、刚结点、组合结点在杆件受荷载作用产生变形时的特点;〔3〕了解工程中常见的平面杆系结构的分类,梁、拱、刚架、桁架及组合结构的构成、特点及计算简图。
3,物体受力分析〔1〕了解物体系统的概念;〔2〕娴熟掌控物体受力分析的两个步骤:取分别体,画受力图;物体受力分析的方法;〔3〕掌控在受力分析时应留意的几点事项。
〔二〕学习要点1.典型约束的确定〔p6〕约束性质——〔位移〕约束的数目及方向约束反力——对应的.约束反力及方向〔1〕一个位移约束:链杆、柔索*、光滑面*——一个约束反力〔2〕二个位移约束:铰〔链〕、铰支座——二个约束反力〔3〕三个位移约束:刚结、固定支座——二个约束反力、一个约束反力偶〔4〕一个位移一个转动约束:定向支座:——一个约束反力、一个约束反力偶*除柔索与光滑面约束可确定约束方向外,其余只确定约束力作用线,方向可假设。
2.受力图〔p12〕取分别体——把讨论的物体〔体系〕分别出来,即撤除与四周〔地、物体〕的联系。
画受力图——画出分别体〔物体、体系〕所受全部力,包括荷载与对应的约束力。
〔1〕受力图上只画外力,不画内力;2〕内力、外力因分别体不同而相互转化;〔3〕内力与外力、作同力与反作同力的概念。
参考题目:[例] 2-1、2[习题] 2-1(b)、(d)* *录像中作为例题讲解。
第三章力系简化的基础知识〔一〕基本内容及要求1.了解力系、合力的概念;2.平面汇交力系的合成与平衡条件〔1〕了解平面汇交力系的概念;〔2〕娴熟掌控二汇交力系合成的平行四边形法那么〔或三角形法那么〕,能够利用公式求解合力的大小及方向;〔3〕娴熟掌控平面汇交力系合成的几何法╠╠力多边形法;〔4〕了解力在轴上的投影,掌控合力投影定理;〔5〕掌控平面汇交力系合成的解析法,能够应用力在直角坐标轴上的投影来计算合力的大小,确定合力的方向;〔6〕娴熟掌控平面汇交力系平衡的充分和须要条件,能够娴熟地应用平衡方程解题;〔7〕掌控力对点的矩的定义、单位、正负规定,能够应用公式进行计算;〔8〕掌控力偶的定义,以及力偶的第一性格质;〔9〕掌控力偶矩的定义、单位,力偶的第二性格质、以及由力偶的等效定理引出的两个推论;〔10〕娴熟掌控平面力偶系的合成方法与平衡条件,能够平衡方程求解未知量〔11〕娴熟掌控力的平移定理。
〔二〕学习要点1.力在坐标轴的投影〔1〕力系与力系的合力〔p19〕〔2〕平行四边形法那么〔三角形法那么〕、多边形法那么〔p19〕——力的合成与分解、等效的概念2.汇交力系的合成与平衡〔1〕力的投影,〔p20〕〔2〕合力投影定理〔p21〕〔3〕汇交力系合成〔3-5〕,〔p22〕〔4〕平衡条件〔3-6〕,〔3-7〕〔p22〕3.力矩与力偶〔1〕力对点之矩〔3-8〕,〔3-9〕〔p25〕〔2〕力偶定义〔p26〕力偶性质—〔不等效一个力,也不能与一个力平衡〕〔3〕力偶与力是力学中的两个基本要素〔4〕力偶矩〔三个因素:力大小、力偶臂大小、转向〕力偶性质二〔力偶的转动效果由力偶矩确定,与矩心无关〕——力矩与力偶矩的区分:力对点之矩一般与矩心位置有关,对不同的矩心转动效果不同;力偶与矩心位置无关,对不同点的转动效果相同。
4.力对点之矩的计算〔同3.(1)〕〔p25〕=±flsinα〔3-8〕其中:l—力作用点与矩心o的距离,α—l与f的夹角m0(f)=2·sΔoab〔3-9〕5.力偶系的合成与平衡〔p28〕〔1〕合力偶矩〔3-11〕〔2〕力偶系的平衡条件〔3-12〕6.力的等效平移〔p30〕平移定理:力可以等效平移需要附加力偶推论:力可以沿作用线任意平移参考题目:[例] 3-2、4、5[习题] 3-9(c)、(f)、3-11第四章平面力系的简化与平衡方程〔一〕基本内容及要求1.了解平面任意力系的概念;2.平面任意力系向一点的简化、主矢和主矩〔1〕掌控平面任意力系的主矢和主矩的概念,能够将平面任意力系向任一点简化为主矢和主矩;〔2〕明确简化后的主矢和主矩与原力系和原力偶系的关系。
3.平面任意力系简化结果的争论〔1〕了解主矢不为零,主矩为零;主矢、主矩均不为零;主矢为零,主矩不为零;主矢与主矩均为零四种状况的争论结果;〔2〕掌控合力矩定理,平面任意力系平衡的条件。
4.平面任意力系的平衡条件、平衡方程〔1〕娴熟掌控平面任意力系平衡的须要与充分条件;〔2〕能够敏捷应用一矩式、二矩式、三矩式平衡方程求解未知量。
5.平面平行力系的平衡方程〔1〕掌控平面平行力系的平衡方程;〔2〕能够利用平面平行力系的两个独立的平衡方程求解两个未知量。
6.物体系的平衡问题〔1〕娴熟掌控求解物体系的平衡问题及有关考前须知;〔2〕积极总结,能够针对详细问题选择有效、简便的解题途径。
7.考虑摩擦的平衡问题〔1〕了解静滑动摩擦力的概念、静滑动摩擦力的方向;〔2〕了解最大静滑动摩擦力、静滑动摩擦系数的概念,掌控静滑动摩擦定律;〔3〕了解动滑动摩擦力、动滑动摩擦系数的概念,掌控动滑动摩擦定律;〔4〕了解摩擦角和自锁现象;〔5〕掌控求解考虑摩擦的平衡问题的要点。
静力学部分宜对约束、约束反力等内容的直观认识,进而掌控受力分析;平衡方程的应用是本部分的重点与难点,应通过作肯定数量的习题加以巩固。
〔二〕学习要点1.平面任意〔一般〕力系的简化原理〔p35〕——应用平移定理。
任意力系→等效平移为汇交力系和力偶系任意力系简化→转化为汇交力系和力偶系的简化2.平面任意力系向一点简化的方法〔p36〕〔1〕主矢与主矩〔p36〕〔2〕解析方法〔3〕简化结果等效-力-力偶。
〔p37〕主矢与简化中心位置无关主矩与简化中心位置有关3.主矢与主矩——简化结果争论〔p38〕〔1〕主矢不为零,主矩为零——一个合力;〔2〕主矢不为零,主矩不为零——一个合力、一个合力偶;〔3〕主矢为零,主矩不为零——一个合力偶;〔4〕主矢为零,主矩为零——平衡力系。
4.求解物体的平衡问题〔p39〕〔1〕平衡力系与力系平衡的条件〔须要与充分〕〔2〕平衡方程〔解析表达式〕〔4-9〕二矩式〔4-10〕〔附加条件〕三矩式〔4-11〕〔附加条件〕5.物体系统的平衡问题〔p45〕〔1〕平衡状态整体与局部〔物体系与物体〕平衡独立的平衡方程数=未知力数〔2〕求解平衡问题:a.内力与外力,作用力与反作用力;b.分别体与受力图;c.适当的平衡方程。
6.摩擦问题〔p49〕〔1〕静滑动摩擦定律〔库仑定律〕;〔2〕全约束反力与摩擦角;〔3〕自锁现象的概念;〔4〕有摩擦的平衡a.摩擦力的方向与物体的运动趋势相反;b.法向反力——摩擦定律;c.解是有范围的。
参考题目:[例] 4-1、2、3、7、*9[习题] 4-2,4(b),6(b)、12、15、*17第五章平面体系的几何组成分析〔一〕基本内容及要求1.几何组成分析的目的〔1〕掌控几何不变体系和几何可变体系的概念、特点;〔2〕了解瞬变体系的概念,以及几何组成分析的意义。
2.平面体系的自由度、联系的概念〔1〕掌控刚片、自由度、联系的概念;〔2〕掌控体系自由度的计算公式。
3.几何不变体系的组成规章〔1〕娴熟掌控几何不变体系的三个组成规章及其应用;〔2〕能够利用几何不变体系的组成规章进行几何组成方向,并使方向过程简约化。
4.静定结构和超静定结构、常见的结构形式〔1〕掌控静定结构和超静定结构的概念、几何特征;〔2〕了解常见的结构形式。
〔二〕学习要点1.几何组成规章铰结三角形规章〔二刚片、三刚片、二元体〕.刚片〔直杆、曲折杆、几何不变体系等〕.联系〔约束〕〔1〕联系:链杆〔曲、折杆等效〕、铰、〔刚结点〕;〔2〕虚铰〔瞬铰〕:二链杆等效一个铰;〔3〕须要约束与多余约束。
.条件—三铰不共线〔三链杆不交于一点,或不完全平行〕2.应用1.二元体增/减〔图6-33〔b〕(a) ,p98〕2.简支基本大刚片〔习题 5-1(g)〕3.三刚片两两相连〔习题5-1(e) 、(f)、(i)〕4.适从关系分析〔习题 5-1(a)、(b)〕3.静定结构与超静定结构区分〔几何组成、静力特征〕〔p65〕参考题目:[例] 5-3、4、5、6[习题] 5-1 (a)、(b)、(d)、(e)、 (g)、 (h) 、(i)、(k) 、(m),6-12 (c) 、(d) 、(e),17,18 (a) 、(d)第六章静定结构的内力计算〔一〕基本内容及要求1.了解什么是物体的内力;2.杆件的内力及其求法〔1〕娴熟掌控分析横截面内力的方法╠╠截面法:取分别体,画受力图,列平衡方程,内力正负号的规定;〔2〕掌控应用截面法求指定截面的内力的规律;〔3〕能够娴熟地应用截面法求指定截面的内力。