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1、工程管理課件工程管理課件緒論緒論 ：理論力學(xué)的研究對(duì)象與內(nèi)容2 2理論力學(xué)的研究方法4 4力學(xué)的發(fā)展情況簡(jiǎn)介 3 3 1 1理論力學(xué)的任務(wù)3 3 3 3工程力學(xué)第一節(jié)第一節(jié) 力學(xué)的發(fā)展情況簡(jiǎn)介力學(xué)的發(fā)展情況簡(jiǎn)介 : :1.1 公元前300年，阿基米德的“靜力學(xué)”和歐幾里得的“幾何學(xué)”為早期力學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)：1.2 17世紀(jì)牛頓的三大運(yùn)動(dòng)定律支撐了古典力學(xué)體系： 1.3 18世紀(jì)到19世紀(jì)，在深度方面，力學(xué)借助廣義相對(duì)論向量子力學(xué)、波動(dòng)力學(xué)等發(fā)展，廣度方面，不同介質(zhì)的剛體力學(xué)、彈性力學(xué)、流體力學(xué)和氣動(dòng)力學(xué)等發(fā)展：1.4 20世紀(jì)，量子力學(xué)與相對(duì)論力學(xué)得到較快發(fā)展。工程力學(xué)第二節(jié)第二節(jié) 理論力

2、學(xué)的研究?jī)?nèi)容理論力學(xué)的研究?jī)?nèi)容 : :2.1 理論力學(xué)所研究的內(nèi)容是以牛頓三大定律為基礎(chǔ)的古典力學(xué)（宏觀物體的運(yùn)動(dòng)速度小于光速3105km/s）：2.2 理論力學(xué)包括：靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)： 2.3 靜力學(xué)研究物體平衡時(shí)作用力之間的關(guān)系；運(yùn)動(dòng)學(xué)研究物體運(yùn)動(dòng)的幾何性質(zhì)，而不考慮作用于物體上的力；動(dòng)力學(xué)研究作用于物體上的力與運(yùn)動(dòng)變化之間的關(guān)系：工程力學(xué)第三節(jié)第三節(jié) 理論力學(xué)的任務(wù)理論力學(xué)的任務(wù) : :3.1 理論力學(xué)是自然科學(xué)和工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)之一：3.2 是材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)和流體力學(xué)的基礎(chǔ)課程： 3.3 理論力學(xué)旨在幫助培養(yǎng)對(duì)工程實(shí)際問(wèn)題具有抽象、簡(jiǎn)化和分析的

3、能力：工程力學(xué)第四節(jié)第四節(jié) 理論力學(xué)的研究方法理論力學(xué)的研究方法 : :3.1 抽象化的方法：3.2 從公理和實(shí)驗(yàn)規(guī)律出發(fā)，應(yīng)用演繹的方法（以數(shù)學(xué)為工具），推導(dǎo)出各種形式的定理和結(jié)論： 3.3 理論聯(lián)系實(shí)際的研究方法：工程力學(xué)第一章第一章 靜力學(xué)的基本概念和受力分析：靜力學(xué)的基本概念和受力分析：靜力學(xué)公理2 2 物體的受力分析與受力圖4 4力的概念 3 3 1 1約束與約束反力3 3 3 3工程力學(xué)第一節(jié)第一節(jié) 力的概念力的概念 : :1.1 力與運(yùn)動(dòng)及物體是分不開(kāi)，通過(guò)力的作用效應(yīng)，來(lái)認(rèn)識(shí)力的性質(zhì)和規(guī)律。力是物體間的相互機(jī)械作用，這種作用可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：1.2 力使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生

4、變化的效應(yīng)，稱為力的外效應(yīng)（運(yùn)動(dòng)）：力使物體發(fā)生變形的效應(yīng)，為力的內(nèi)效應(yīng)。理論力學(xué)只研究力的外效應(yīng)（假定為剛體），而材料力學(xué)才研究力的內(nèi)效應(yīng)。 1.3 力的三要素：大小、方向和作用點(diǎn)：工程力學(xué)第二節(jié)第二節(jié) 靜力學(xué)公理靜力學(xué)公理 : :2.1 公理一：二力平衡公理：作用于剛體上的二力平衡的充要條件是二力大小相等、方向相反，且沿同一直線：2.2 公理二：加減平衡力系公理： 在作用于剛體的任意力系上，加或減任平衡力系，并不改變力系對(duì)剛體的作用效應(yīng)。 2.3 公理三：力的平行四邊形公理：作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力，可以合成為一個(gè)合力。合力的作用點(diǎn)任在該點(diǎn)，合力的大小和方向?yàn)檫@兩個(gè)力為邊所做的平行四邊形

5、的對(duì)角線：2.4 公理四：作用與反作用公理：兩物體間相互作用的力，總是大小相等，方向相反、沿同一直線，分別作用在兩個(gè)相互作用的物體上；2.5 公理五：剛化原理：變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變形體剛化為剛體，其平衡狀態(tài)保持不變。工程力學(xué)第三節(jié)第三節(jié) 約束與約束反力約束與約束反力 : :3.1 柔性體約束：只能為拉力而非壓力：3.2 光滑面約束：兩物體接觸面的摩擦力很小，接觸面是光滑的。 3.3 固定鉸鏈約束：將構(gòu)件與固定支座在連接處鉆上圓孔，再用銷釘串連起來(lái)：3.4 輥軸約束：鉸鏈支座用幾個(gè)輥軸支撐在光滑平面上，就成為輥軸支座，也稱為可動(dòng)鉸支座；3.5 軸承約束：在受力上與固定鉸鏈約束

6、或增加彎矩約束。移動(dòng)鉸支座固定鉸支座滑動(dòng)鉸支座固定支座工程力學(xué)第四節(jié)第四節(jié) 物體的受力分析與受力圖物體的受力分析與受力圖 : :4.1 以非自由體的平衡為前提假設(shè)：4.2 考慮平衡時(shí)，分析物體的主動(dòng)力和約束反力。 。ABPC工程力學(xué)第四節(jié)第四節(jié) 物體的受力分析與受力圖物體的受力分析與受力圖 : :4.1 以非自由體的平衡為前提假設(shè)：4.2 考慮平衡時(shí)，分析物體的主動(dòng)力和約束反力。 。ABPC工程力學(xué)第二章第二章 簡(jiǎn)單力系：簡(jiǎn)單力系：匯交力系合成的解析法2 2 平面力對(duì)點(diǎn)之矩的概念及計(jì)算4 4匯交力系合成的幾何法 3 3 1 1平面匯交力系的平衡方程3 3 3 3平面力偶理論3 3 5 5工程力

7、學(xué)第一節(jié)第一節(jié) 匯交力系合成的幾何法匯交力系合成的幾何法 : :1. 力系簡(jiǎn)化的幾何法是以上一章介紹的公理為依據(jù)，主要應(yīng)用幾何作圖，結(jié)2. 合三角關(guān)系的方法，研究力系中各分力與合力的幾何關(guān)系，得出力系簡(jiǎn)化的3. 幾何條件；4. 2. 合力的大小應(yīng)用余弦定理；5. 3. 圖形應(yīng)用合力的矢量圖P2P1P3P4工程力學(xué)第二節(jié)第二節(jié) 匯交力系合成的解析法匯交力系合成的解析法 : :1. 力在直角坐標(biāo)軸上的投影；2. 平面匯交力系簡(jiǎn)化的解析法:3. 三力平衡匯交定理：當(dāng)剛體在同一平面內(nèi)互不平行的三個(gè)力作用下平衡時(shí)，這三個(gè)力的作用線必匯交于一點(diǎn)（力的可傳性、匯交是平衡的必要條件）。3. 平面匯交力系的平衡

8、方程： 解析條件：平面（空間）力系在兩（三）個(gè)坐標(biāo)軸上投影代數(shù)和分別等于零，可以解兩（三）個(gè)未知量。工程力學(xué)第二章第二章 習(xí)題（習(xí)題（2 23 3） : :習(xí)題（23）：工程力學(xué)第二章第二章 習(xí)題（習(xí)題（2 23 3） : :習(xí)題（23）：受力分析：工程力學(xué)第二章第二章 習(xí)題（習(xí)題（2 23 3） : :習(xí)題（23）：受力分析(力偶的自由矢量)：工程力學(xué)第二章第二章 習(xí)題（習(xí)題（2 23 3） : :習(xí)題（23）：受力分析（三力匯交平衡定理，匯交力系的幾何法）：工程力學(xué)第二章第二章 習(xí)題（習(xí)題（2 23 3） : :習(xí)題（23）：匯交力系合成的解析法（xoy平面）工程力學(xué)第二章第二章 習(xí)題（習(xí)

9、題（2 23 3） : :習(xí)題（23）：匯交力系合成的解析法（xoy平面）工程力學(xué)第二章第二章 習(xí)題（習(xí)題（2 29 9） : :習(xí)題（29）：工程力學(xué)第二章第二章 習(xí)題（習(xí)題（2 29 9） : :習(xí)題（29）：x=0:-Fabcos45o+Faccos45o=0;即 FacFaby=0:F+Fadcos60o=0;即Fad-2F-1.2kNz=0:-Fabcos45o-Faccos45o-Fadcos30o=0;即-Fab（ ）-(-1.2 )0即FacFab0.73kN222232工程力學(xué)第三章第三章 力偶系力偶系: :1. 力對(duì)點(diǎn)之矩：平面內(nèi)力F對(duì)剛體產(chǎn)生 繞O點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)用力的大小與

10、力臂的乘積冠以適當(dāng)?shù)恼?fù)號(hào)來(lái)度量，稱為力對(duì)點(diǎn)之矩：2. 記為： M0(F) = Fh 力對(duì)點(diǎn)之矩矢的矢量積表示式： M0(F)=rF 力對(duì)點(diǎn)之矩矢的解析表示式： M0(F)=rF=(xi+yj+zk)(Fxi+Fyj+Fzk)工程力學(xué)第三章第三章 力偶系力偶系: :2. 力對(duì)點(diǎn)之矩矢的基本性質(zhì):作用于剛體上的二力對(duì)剛體產(chǎn)生的繞任一點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)，可以用該點(diǎn)的一個(gè)矩矢來(lái)度量，這個(gè)矩矢等于二力分別對(duì)該點(diǎn)之矩矢的矢量和。3.合力矩定理:合力對(duì)任一點(diǎn)之矩矢等于各分力對(duì)同一點(diǎn)之矩矢量的矢量和工程力學(xué)第三章第三章 力偶系力偶系: :1. 力對(duì)軸之矩： 力對(duì)軸之矩等于力在垂直于該軸平面上的投影對(duì)軸與平面交點(diǎn)之

11、矩。1. 2. 力對(duì)坐標(biāo)軸之矩：2. 3. Mz(F)=-yFx+xFy4. 3. 力對(duì)點(diǎn)之矩與力對(duì)軸之矩的關(guān)系：5. 力對(duì)點(diǎn)之矩矢在通過(guò)該點(diǎn)之軸上的投影等于該力對(duì)軸之矩6. 工程力學(xué)第三章第三章 力偶系力偶系: :1. 力偶矩矢：2. 力偶矩矢是自由矢量3. 2. 力偶矩矢的三個(gè)要素：4. 力偶矩的大?。?. 作用面的方位；6. 轉(zhuǎn)向工程力學(xué)第三章第三章 力偶系力偶系: :1. 力偶的等效條件；2. 力偶的性質(zhì)；3. 力偶系的合成；工程力學(xué)第三章第三章 力偶系力偶系: :1. 力偶系的平衡條件： 力偶系平衡的充要條件是矢量和等于零工程力學(xué)第四章第四章 平面任意力系平面任意力系: :4-1 力

12、的平移l力的可傳性：作用點(diǎn)沿作用線移動(dòng)，對(duì)剛體不改變作用效應(yīng)；l力的平移定理：作用于剛體上任一點(diǎn)的力可平移到剛體上任一點(diǎn)而不改變對(duì)剛體的作用效應(yīng)，但需增加一附加力偶，附加力偶的力偶矩矢等于原力對(duì)新的作用點(diǎn)之矩矢；l力的平移定理的推理：作用于剛體某平面上任一點(diǎn)的力，可平移到此平面上任意點(diǎn)而不改變對(duì)剛體的作用效應(yīng)，但需增加一附加力偶，附加力偶的力偶矩等于原力對(duì)新的作用點(diǎn)之矩；工程力學(xué)第四章第四章 平面任意力系平面任意力系: :4-2 平面任意力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化l根據(jù)力的可傳性和力的平移定理，平面力系中任一力，向作用平面內(nèi)任一點(diǎn)移動(dòng)（縱移和平移），在該點(diǎn)形成原作用力和一附加力偶矩，各力和各力偶的矢量和，分別為主力矢（主矢）和主力偶矢（主矩）；l力系向任何一點(diǎn)簡(jiǎn)化其主矢都等于力系諸力的矢量和，主矢與簡(jiǎn)化中心位置的選擇無(wú)關(guān)，而主矩一般與簡(jiǎn)化中心的選擇有關(guān)；l固定端的約束：不僅限制了物體的移動(dòng)，還限制了物體的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)平面力系的簡(jiǎn)化，可以為簡(jiǎn)化為固定端的約束力和約束力偶；工程力學(xué)第四章第四章 平面任意力系平面任意力系: :4-2 平面任意力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化l平面力系簡(jiǎn)化的最后結(jié)果： 平面任意力系一般可以通過(guò)簡(jiǎn)化中心，簡(jiǎn)化為一個(gè)力FR和一個(gè)力偶Mo，在此基礎(chǔ)上，還可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化為一個(gè)合力（力的平移定理）；4-3 平面任意力系的平衡條件