(最新整理)工程力學課件

(最新整理)工程力學ppt2021/7/261(最新整理)工程力學ppt2021/7/261工程力學2021/7/262工程力學2021/7/262認真預習，認真聽講；敢于提問，敢于回答；及時復習，及時答疑；獨立思考問題；獨立完成作業(yè)。如何學好工程力學2021/7/263認真預習，認真聽講；如何學好工程力學2021/1.力的定義

力是物體相互間的機械作用，其作用結果使物體的形狀和運動狀態(tài)發(fā)生改變。確定力的必要因素2.力的三要素大小

方向作用點工程力學研究的對象和內容——力3.力的單位—在國際單位制中，力的單位是牛頓(N)1N=1千克?米/秒2（kg?m/s2)。2021/7/2641.力的定義力是物體相互間的機械作用，其作用結果使物4.力的表示法——力是一矢量，用數(shù)學上的矢量記號來表示，如圖F工程力學研究的對象和內容——力5.力的效應外效應—改變物體運動狀態(tài)的效應。內效應—引起物體變形的效應。2021/7/2654.力的表示法——力是一矢量，用數(shù)學上的矢量記號來表示，如

力的作用效果工程力學研究的對象和內容——力（1）使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變——運動效應或外效應，如位置、速度、加速度等（理力）；（2）使物體發(fā)生變形——變形效應或內效應（材力）2021/7/266力的作用效果工程力學研究的對象和內容——力（6、力系：同時作用于同一物體上的一群力，稱為力系

平面力系空間力系匯交力系力偶力系平行力系任意力系平面匯交力系平面力偶力系平面平行力系平面任意力系空間匯交力系空間力偶力系空間平行力系空間任意力系工程力學研究的對象和內容——力2021/7/2676、力系：同時作用于同一物體上的一群力，稱為力系剛體是一種理想的力學模型。

一個物體能否視為剛體，不僅取決于變形的大小，而且和問題本身的要求有關。剛體——在外界的任何作用下形狀和大小都始終保持不變的物體?；蛘咴诹Φ淖饔孟?，任意兩點間的距離保持不變的物體。工程力學研究的對象和內容——剛體2021/7/268剛體是一種理想的力學模型。一個物體能否視為剛體力學是研究物體機械運動一般規(guī)律的科學所謂機械運動，是指物體在空間的位置隨時間的變化。平衡是機械運動的特殊情況。工程力學研究的對象和內容——機械運動2021/7/269力學是研究物體機械運動一般規(guī)律的科學所謂機械運動，是指

所謂物體的平衡就是指物體相對于周圍物體保持其靜止或勻速直線運動的狀態(tài)。

在一般的工程技術問題中，就是指物體相對于地球的平衡，特別是指相對于地面的平衡。要使物體保持平衡狀態(tài)，作用于物體上的一群力（稱為力系）要滿足一定的條件，這些條件稱為力系的平衡條件。

工程力學研究的對象和內容——平衡2021/7/2610所謂物體的平衡就是指物體相對于周圍物體保持其靜止或勻等效力系——對物體的作用效果相同的兩個力系。平衡力系——能使物體維持平衡的力系。合力——在特殊情況下，能與一個力系等效的一個力平衡力——滿足平衡條件的力系中，其中任意一個力為其余力的平衡力。工程力學研究的對象和內容——其它概念2021/7/2611等效力系——對物體的作用效果相同的兩個力系。平衡力系——能使

靜力學：主要研究物體受力分析和力系簡化的方法以及受力物體平衡時作用力所應滿足的條件。（力、力矩）運動學：只從幾何角度來研究物體的運動。（位移、速度、加速度、角度、角速度、角加速度）動力學：研究受力物體的運動和作用力之間的關系。工程力學研究的對象和內容——分部

機械運動產(chǎn)生和變化的原因在于“力”，所以理論力學將原因“力”和結果“運動”分開單獨進行研究，獲得靜力學和運動學，而研究原因和結果之間內在的聯(lián)系獲得動力學。2021/7/2612靜力學：主要研究物體受力分析和力系簡化的方法以及受力物體平墨翟－《墨經(jīng)》

“衡木：加重于其一旁，必捶——重相若也。相衡：則本短標長，兩加焉，重相若，則標必下——標得權邊。”這段文字上半是說天平的。意思是：天平橫梁的一臂加重物，另一臂必得加砝碼（“必捶”），兩者必須等重，才能平衡。下半是說桿秤的。意思是說：桿秤的提紐到重物的一臂（“本”）比較短，提紐到秤錘的臂（“標”）比較長，如果兩邊等重，秤錘一邊必下落。工程力學發(fā)展簡史（中國篇）元前476年~元前3902021/7/2613墨翟－《墨經(jīng)》“衡木：加重于其一旁，必捶——工程力工程力學發(fā)展簡史（中國篇）張衡－渾天儀、地動儀張衡(公元78—139年)，字平子，南陽西鄂人(今河南省南陽市石橋鎮(zhèn)夏村)，曾任尚書和河間相等職。我國東漢時期偉大的科學家、文學家。張衡對中國古代的天文學、地震學和機械力學作出了杰出的貢獻，制造了大型儀器――“水運渾象”和“候風地動儀”，準確地報告了西方千里之外發(fā)生的地震。這標志著人類開始了用儀器記錄研究地震的新紀元。傳說他的機械制造水平很高，被尊稱為“木圣”。2021/7/2614工程力學發(fā)展簡史（中國篇）張衡－渾天儀、地動儀張衡(公元78指南車根據(jù)《西京雜記》記載，漢代皇帝的輿架中就列有指南車?？梢?，指南車最遲在西漢時代就出現(xiàn)了，東漢的張衡曾重新制造過，但由于戰(zhàn)亂也流失了。到了三國時期，著名的機械制造家馬鈞又重新設計、制造指南車，被人譽為“天下之巧”。后人中，南北朝的祖沖之、姚興，唐朝的金公立等都曾經(jīng)制造過指南車，但都沒有留下有關指南車內部構造的記載。直到宋代吳德仁在宋徽宗大觀元年（1107），燕肅在宋仁宗天圣五年（1027），又先后制造了指南車。工程力學發(fā)展簡史（中國篇）2021/7/2615指南車根據(jù)《西京雜記》記載，漢代皇帝工程力學發(fā)展簡史（中國篇李春－趙州橋趙州橋又名安濟橋，建于隋大業(yè)(公元605-618)年間，是著名匠師李春建造。橋長64.40米，跨徑37.02米，是當今世界上跨徑最大、建造最早的單孔敞肩型石拱橋。工程力學發(fā)展簡史（中國篇）2021/7/2616李春－趙州橋趙州橋又名安濟橋，建于隋大業(yè)(公其他

西漢初年（公元前二世紀）成書的《淮南子·說山訓》曾就本末倒置而造成不平衡的現(xiàn)象總結說：“下輕上重，其覆必易?！睎|漢王充對平衡問題作了極好的論述：“圓物投之于地，東西南北無之不可，策杖叩動，才微輒停。方物集地，一投而止，及其移徙，須人動舉。”（《論衡·狀留篇》）“策杖”是趕馬用的木棍。圓球投落地面，東西南北隨遇滾動，只有用棍子制止它，它才會靜止一會兒。方形物體投落地面，立即就靜止在那兒。如果要它移動，就需要施加外力。這些現(xiàn)象正是力學中隨遇平衡和穩(wěn)定平衡的典型例子。工程力學發(fā)展簡史（中國篇）2021/7/2617其他西漢初年（公元前二世紀）成書的《淮南子工程力學發(fā)展簡史2021/7/2618工程力學發(fā)展簡史2021/7/2618工程力學發(fā)展簡史2021/7/2619工程力學發(fā)展簡史2021/7/2619工程力學發(fā)展簡史2021/7/2620工程力學發(fā)展簡史2021/7/2620

從實踐出發(fā)，經(jīng)過抽象化、綜合、歸納，建立公理，再應用數(shù)學演繹和邏輯推理而得到定理和結論，形成理論體系，然后再通過實踐來證實理論的正確性。

工程力學的研究方法2021/7/2621從實踐出發(fā)，經(jīng)過抽象化、綜合、歸納，建立公理，再1.為后續(xù)課進行準備。理論力學是所有力學課程的基礎。2.獲得自學、表達等能力。培養(yǎng)正確的分析問題和解決問題的能力。3.工程中的某些問題可以直接運用理論力學來解決。工程力學的學習目的2021/7/26221.為后續(xù)課進行準備。理論力學是所有力學課程的基礎。工程力學1、物體的受力分析：分析物體（包括物體系）受哪些力，每個力的作用位置和方向，并畫出物體的受力圖。2、力系的等效替換（或簡化）：用一個簡單力系等效代替一個復雜力系。3、建立各種力系的平衡條件：建立各種力系的平衡條件，并應用這些條件解決靜力學實際問題。靜力學研究的主要問題2021/7/26231、物體的受力分析：分析物體（包括物體系）受哪些力，每個力的公理一(二力平衡公理)

要使剛體在兩個力作用下維持平衡狀態(tài)，必須也只須這兩個力大小相等、方向相反、沿同一直線作用。作用線共線，作用于同一個物體上。第一節(jié)靜力學基本公理F1F22021/7/2624公理一(二力平衡公理)要使剛體在兩個力作用公理二(加減平衡力系公理)

在已知力系上加上或減去任意的平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用。推論(力在剛體上的可傳性)作用于剛體上某點的力，可以沿著它的作用線移到剛體內任意一點，并不改變該力對剛體的作用。

第一節(jié)靜力學基本公理力的三要素：大小、方向、作用線。FF2F1F12021/7/2625公理二(加減平衡力系公理)在已知力系上加上

作用于物體上任一點的兩個力可合成為作用于同一點的一個力，即合力。合力的矢由原兩力的矢為鄰邊而作出的力平行四邊形的對角矢來表示。即，合力為原兩力的矢量和。矢量表達式：F1F2R第一節(jié)靜力學基本公理公理三(力的平行四邊形法則)2021/7/2626作用于物體上任一點的兩個力可合成為作用于同一F1R公理三(力的平行四邊形法則)F2yxFFxFy第一節(jié)靜力學基本公理2021/7/2627F1R公理三(力的平行四邊形法則)F2yxFFxFy第一節(jié)F1FF2A=證明：F1F2F3A3AA2A1推論三力平衡匯交定理

第一節(jié)靜力學基本公理F32021/7/2628F1FF2A=證明：F1F2F3A3AA2A1推論三力平公理四(作用和反作用定律)

兩物體間相互作用的一對力,總是大小相等,方向相反,沿同一直線,并分別作用在這兩個物體上。

設變形體在已知力系作用下維持平衡狀態(tài)，則如將這個已變形但平衡的物體變成剛體（剛化），其平衡不受影響。公理五(剛化公理)第一節(jié)靜力學基本公理2021/7/2629公理四(作用和反作用定律)兩物體間相互約束反力：約束給被約束物體的力叫約束反力。自由體：位移不受限制的物體叫自由體。

非自由體：位移受限制的物體叫非自由體。約束：對非自由體的某些位移預先施加的限制條件稱為約束。①大小常常是未知的；②方向總是與約束限制的物體的位移方向相反；③作用點在物體與約束相接觸的那一點。約束反力特點：第二節(jié)約束與約束力2021/7/2630約束反力：約束給被約束物體的力叫約束反力。自由體：位移不1、由柔軟的繩索、膠帶或鏈條等構成的約束柔索只能受拉力，又稱張力.用FT表示．第二節(jié)約束與約束力FT2021/7/26311、由柔軟的繩索、膠帶或鏈條等構成的約束柔索只能受拉力，又稱1、由柔軟的繩索、膠帶或鏈條等構成的約束柔索只能受拉力，又稱張力.用T表示．第二節(jié)約束與約束力繩索皮帶——鏈條2021/7/26321、由柔軟的繩索、膠帶或鏈條等構成的約束柔索只能受拉力，又稱第二節(jié)約束與約束力SABSCDS’ABS’CDSBASDCS’BAS’DC2021/7/2633第二節(jié)約束與約束力SABSCDS’ABS’CD2、具有光滑接觸面（線、點）的約束（光滑接觸約束）第二節(jié)約束與約束力NN2021/7/26342、具有光滑接觸面（線、點）的約束第二節(jié)約束與2、具有光滑接觸面（線、點）的約束（光滑接觸約束）第二節(jié)約束與約束力齒輪傳動凸輪傳動只限制物體沿公法線趨向于支承面方向的運動2021/7/26352、具有光滑接觸面（線、點）的約束第二節(jié)約束與第二節(jié)約束與約束力FRFR’2021/7/2636第二節(jié)約束與約束力FRFR’2021/7/262、具有光滑接觸面（線、點）的約束（光滑接觸約束）第二節(jié)約束與約束力方位：沿接觸處的公法線指向：指向物體（物體受壓）ABCFNAFNBFNC2021/7/26372、具有光滑接觸面（線、點）的約束第二節(jié)約束與3、光滑鉸鏈約束（徑向軸承、圓柱鉸鏈、固定鉸鏈支座等）（1）徑向軸承（向心軸承）第二節(jié)約束與約束力FxFy2021/7/26383、光滑鉸鏈約束（徑向軸（1）徑向軸承（向心軸承）第二節(jié)

（2）光滑圓柱鉸鏈（連接鉸鏈）第二節(jié)約束與約束力FxFy2021/7/2639（2）光滑圓柱鉸鏈（連接鉸鏈）第二節(jié)約束與約第二節(jié)約束與約束力約束特征：只限制物體沿圓柱形徑向的運動。不限制其軸向和繞軸的轉動運動。——屬光滑面約束固定鉸鏈或鉸支座FRFRFxFy約束反力特征：方位沿銷釘?shù)膹较蛑赶蛑赶虿欢ǎ俣▋苫ハ啻怪狈至浚?021/7/2640第二節(jié)約束與約束力約束特征：只限制物體沿圓柱形鉸活支鉸鏈或中間鉸銷釘ABCFB2xFB2yBBBFB1yFB1xB2021/7/2641鉸活支鉸鏈或中間鉸銷釘ABCFB2xFB2yBBBFB1y（3）固定鉸支座AFAxFAyA第二節(jié)約束與約束力2021/7/2642（3）固定鉸支座AFAxFAyA第二節(jié)約束與約（4）可動鉸支座AAARA第二節(jié)約束與約束力2021/7/2643（4）可動鉸支座AAARA第二節(jié)約束與約束力24、止推軸承AFAyFAx第二節(jié)約束與約束力5、鏈桿約束ACBFAFBABABFAFB2021/7/26444、止推軸承AFAyFAx第二節(jié)約束與約束力5

雙鉸鏈剛桿連桿（鏈桿約束）鏈桿：①兩端用光滑鉸鏈與其它物體連接的剛桿；②不計自重；③桿上無其它主動力作用。鏈桿約束的特點：只限制物體沿桿軸線方向的運動。約束反力的特點：方位：指向：沿鏈桿的軸線方向（或兩鉸鏈的連線方向）；指向不定（通常假定）。2021/7/2645雙鉸鏈剛桿連桿（鏈桿約束）鏈桿：①兩端用光滑鉸鏈與其它物鏈桿約束簡圖鏈桿約束反力鏈桿——二力桿DCDCBAFCFDFCFDABCP？請問AC、BC桿是否為二力桿2021/7/2646鏈桿約束簡圖鏈桿約束反力鏈桿——二力桿DCDCBAFCF1、確定研究對象，并解除其全部約束,畫出分離體的圖形（草圖）。2、對研究對象進行受力分析：將主動力和約束反力用力矢量表示在研究對象的計算簡圖上。先畫主動力，后加約束反力約束反力一般未知方向?大小?作圖時確定，箭頭指向可假定通過解平衡方程獲得*一般為接觸力場力第三節(jié)物體的受力分析和受力圖2021/7/26471、確定研究對象，并解除其全部約束,畫出分離體的圖形（草圖）例題一ABF1F1F2F2FAxFAyNB2021/7/2648例題一ABF1F1F2F2FAxFAyNB202EW1AFAEFW1FFFE例題二2021/7/2649EW1AFAEFW1FFFE例題二2021/7ABECDFWABECDWTENAND例題三2021/7/2650ABECDFWABECDWTENAND例題三20AFBqFqABRBFAyFAx荷載集中荷載：分布荷載：荷載的作用范圍很小，可忽略不計。荷載作用在整個物體或某一部分上。

荷載集度：物體單位體積、單位面積、單位長度上所承受的荷載。例題四2021/7/2651AFBqFqBRBFAyFAx荷載集中荷載：分布荷載：荷載的第二節(jié)約束與約束力2021/7/2652第二節(jié)約束與約束力2021/7/2652第三節(jié)物體的受力分析和受力圖2021/7/2653第三節(jié)物體的受力分析和受力圖2021/7/265第三節(jié)物體的受力分析和受力圖2021/7/2654第三節(jié)物體的受力分析和受力圖2021/7/2652、確定研究對象，畫出分離體的圖形。3、畫主動力4、如果有已經(jīng)畫好受力圖的分離體，則將其對本分離體的作用力按照作用力反作用力公理畫出第三節(jié)物體的受力分析和受力圖5、注意同一位置受到同一物體的作用力應相同1、檢查是否含有二力構件，如果有首先分析二力構件6、余下約束按照其特點畫出2021/7/26552、確定研究對象，畫出分離體的圖形。3、畫主動力4、如果有已

如圖所示的三鉸剛架ABCD,自重不計。分別畫出AC、BC和剛架整體的受力圖。BCRBRCFR/CRAACBC二力桿CAD例題五FADCB2021/7/2656如圖所示的三鉸剛架ABCD,自重不計。分別RBBCRCFCR/CAERAF整體內力：系統(tǒng)內各個物體之間的作用力。外力：系統(tǒng)外其它物體對系統(tǒng)內物體的作用力。RBRAEADCB內力不出現(xiàn)在整體的受力圖中。FADCB例題五2021/7/2657RBBCRCFCR/CAERAF整體內力：系統(tǒng)內各個物體之間RBBCRCFCR/CAF整體RBEADCBFADCB例題五RAyRAxRAyRAx2021/7/2658RBBCRCFCR/CAF整體RBEADCBFADCB例PADBC例題六RDRBDCPRDFCyFCXBACRBCDACFAyFAXF/CxF/CyFAyFAXPADBC整體2021/7/2659PADBC例題六RDRBDCPRDFCyFCXBARDRBDCPRDFCyFCXBACRBCDACFAyFAXF/CxF/CyFAyFAXqqPADBCqPADBCq例題七整體2021/7/2660RDRBDCPRDFCyFCXBACRBCDACFAyFAXAABCPBCPACBP例題八2021/7/2661AABCPBCPACBP例題八2021/7/26明確研究對象。正確確定研究對象受力的數(shù)目。③在畫受力圖時，一般不要隨便移動力的作用點位置。④當已知約束反力的方向時，必須將約束反力按真實方向畫出注意事項2021/7/2662明確研究對象。注意事項2021/7/2662P1NBFAxFAyP2FAxFAyP1P2NBP1P2ABC例題九2021/7/2663P1NBFAxFAyP2FAxFAyP1P2NBP1P2ABqPPFCxFCyFBxFByABCqFAxFAyF’BxF’ByFAxFAyFCxFCy例題十2021/7/2664qPPFCxFCyFBxFByABCqFAxFAyF’BxFOCAXCYCXAYAOCFBADEOCFBADECDEX’CY’CNEXOYOBAEXBYBX’AY’AN’EXOYOXBYBF1-2(i)例題十一2021/7/2665OCAXCYCXAYAOCFBADEOCFBADECDEXCDC（附銷釘）BPCBDAQFCAPFBxFByFCFCxFCyQFDxFDyFA（附銷釘）BFAxFAyFA圖示機構中，當銷釘C附于BC桿時，試分別畫出各桿及整體的受力圖。FDxFDyFAxFAy2021/7/2666CDCBPCBDAQFCAPFBxFByFCFCxFCyQF2021/7/26672021/7/2667(最新整理)工程力學ppt2021/7/2668(最新整理)工程力學ppt2021/7/261工程力學2021/7/2669工程力學2021/7/262認真預習，認真聽講；敢于提問，敢于回答；及時復習，及時答疑；獨立思考問題；獨立完成作業(yè)。如何學好工程力學2021/7/2670認真預習，認真聽講；如何學好工程力學2021/1.力的定義

力是物體相互間的機械作用，其作用結果使物體的形狀和運動狀態(tài)發(fā)生改變。確定力的必要因素2.力的三要素大小

方向作用點工程力學研究的對象和內容——力3.力的單位—在國際單位制中，力的單位是牛頓(N)1N=1千克?米/秒2（kg?m/s2)。2021/7/26711.力的定義力是物體相互間的機械作用，其作用結果使物4.力的表示法——力是一矢量，用數(shù)學上的矢量記號來表示，如圖F工程力學研究的對象和內容——力5.力的效應外效應—改變物體運動狀態(tài)的效應。內效應—引起物體變形的效應。2021/7/26724.力的表示法——力是一矢量，用數(shù)學上的矢量記號來表示，如

力的作用效果工程力學研究的對象和內容——力（1）使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變——運動效應或外效應，如位置、速度、加速度等（理力）；（2）使物體發(fā)生變形——變形效應或內效應（材力）2021/7/2673力的作用效果工程力學研究的對象和內容——力（6、力系：同時作用于同一物體上的一群力，稱為力系

平面力系空間力系匯交力系力偶力系平行力系任意力系平面匯交力系平面力偶力系平面平行力系平面任意力系空間匯交力系空間力偶力系空間平行力系空間任意力系工程力學研究的對象和內容——力2021/7/26746、力系：同時作用于同一物體上的一群力，稱為力系剛體是一種理想的力學模型。

一個物體能否視為剛體，不僅取決于變形的大小，而且和問題本身的要求有關。剛體——在外界的任何作用下形狀和大小都始終保持不變的物體?；蛘咴诹Φ淖饔孟拢我鈨牲c間的距離保持不變的物體。工程力學研究的對象和內容——剛體2021/7/2675剛體是一種理想的力學模型。一個物體能否視為剛體力學是研究物體機械運動一般規(guī)律的科學所謂機械運動，是指物體在空間的位置隨時間的變化。平衡是機械運動的特殊情況。工程力學研究的對象和內容——機械運動2021/7/2676力學是研究物體機械運動一般規(guī)律的科學所謂機械運動，是指

所謂物體的平衡就是指物體相對于周圍物體保持其靜止或勻速直線運動的狀態(tài)。

在一般的工程技術問題中，就是指物體相對于地球的平衡，特別是指相對于地面的平衡。要使物體保持平衡狀態(tài)，作用于物體上的一群力（稱為力系）要滿足一定的條件，這些條件稱為力系的平衡條件。

工程力學研究的對象和內容——平衡2021/7/2677所謂物體的平衡就是指物體相對于周圍物體保持其靜止或勻等效力系——對物體的作用效果相同的兩個力系。平衡力系——能使物體維持平衡的力系。合力——在特殊情況下，能與一個力系等效的一個力平衡力——滿足平衡條件的力系中，其中任意一個力為其余力的平衡力。工程力學研究的對象和內容——其它概念2021/7/2678等效力系——對物體的作用效果相同的兩個力系。平衡力系——能使

靜力學：主要研究物體受力分析和力系簡化的方法以及受力物體平衡時作用力所應滿足的條件。（力、力矩）運動學：只從幾何角度來研究物體的運動。（位移、速度、加速度、角度、角速度、角加速度）動力學：研究受力物體的運動和作用力之間的關系。工程力學研究的對象和內容——分部

機械運動產(chǎn)生和變化的原因在于“力”，所以理論力學將原因“力”和結果“運動”分開單獨進行研究，獲得靜力學和運動學，而研究原因和結果之間內在的聯(lián)系獲得動力學。2021/7/2679靜力學：主要研究物體受力分析和力系簡化的方法以及受力物體平墨翟－《墨經(jīng)》

“衡木：加重于其一旁，必捶——重相若也。相衡：則本短標長，兩加焉，重相若，則標必下——標得權邊?！边@段文字上半是說天平的。意思是：天平橫梁的一臂加重物，另一臂必得加砝碼（“必捶”），兩者必須等重，才能平衡。下半是說桿秤的。意思是說：桿秤的提紐到重物的一臂（“本”）比較短，提紐到秤錘的臂（“標”）比較長，如果兩邊等重，秤錘一邊必下落。工程力學發(fā)展簡史（中國篇）元前476年~元前3902021/7/2680墨翟－《墨經(jīng)》“衡木：加重于其一旁，必捶——工程力工程力學發(fā)展簡史（中國篇）張衡－渾天儀、地動儀張衡(公元78—139年)，字平子，南陽西鄂人(今河南省南陽市石橋鎮(zhèn)夏村)，曾任尚書和河間相等職。我國東漢時期偉大的科學家、文學家。張衡對中國古代的天文學、地震學和機械力學作出了杰出的貢獻，制造了大型儀器――“水運渾象”和“候風地動儀”，準確地報告了西方千里之外發(fā)生的地震。這標志著人類開始了用儀器記錄研究地震的新紀元。傳說他的機械制造水平很高，被尊稱為“木圣”。2021/7/2681工程力學發(fā)展簡史（中國篇）張衡－渾天儀、地動儀張衡(公元78指南車根據(jù)《西京雜記》記載，漢代皇帝的輿架中就列有指南車?？梢?，指南車最遲在西漢時代就出現(xiàn)了，東漢的張衡曾重新制造過，但由于戰(zhàn)亂也流失了。到了三國時期，著名的機械制造家馬鈞又重新設計、制造指南車，被人譽為“天下之巧”。后人中，南北朝的祖沖之、姚興，唐朝的金公立等都曾經(jīng)制造過指南車，但都沒有留下有關指南車內部構造的記載。直到宋代吳德仁在宋徽宗大觀元年（1107），燕肅在宋仁宗天圣五年（1027），又先后制造了指南車。工程力學發(fā)展簡史（中國篇）2021/7/2682指南車根據(jù)《西京雜記》記載，漢代皇帝工程力學發(fā)展簡史（中國篇李春－趙州橋趙州橋又名安濟橋，建于隋大業(yè)(公元605-618)年間，是著名匠師李春建造。橋長64.40米，跨徑37.02米，是當今世界上跨徑最大、建造最早的單孔敞肩型石拱橋。工程力學發(fā)展簡史（中國篇）2021/7/2683李春－趙州橋趙州橋又名安濟橋，建于隋大業(yè)(公其他

西漢初年（公元前二世紀）成書的《淮南子·說山訓》曾就本末倒置而造成不平衡的現(xiàn)象總結說：“下輕上重，其覆必易?！睎|漢王充對平衡問題作了極好的論述：“圓物投之于地，東西南北無之不可，策杖叩動，才微輒停。方物集地，一投而止，及其移徙，須人動舉。”（《論衡·狀留篇》）“策杖”是趕馬用的木棍。圓球投落地面，東西南北隨遇滾動，只有用棍子制止它，它才會靜止一會兒。方形物體投落地面，立即就靜止在那兒。如果要它移動，就需要施加外力。這些現(xiàn)象正是力學中隨遇平衡和穩(wěn)定平衡的典型例子。工程力學發(fā)展簡史（中國篇）2021/7/2684其他西漢初年（公元前二世紀）成書的《淮南子工程力學發(fā)展簡史2021/7/2685工程力學發(fā)展簡史2021/7/2618工程力學發(fā)展簡史2021/7/2686工程力學發(fā)展簡史2021/7/2619工程力學發(fā)展簡史2021/7/2687工程力學發(fā)展簡史2021/7/2620

從實踐出發(fā)，經(jīng)過抽象化、綜合、歸納，建立公理，再應用數(shù)學演繹和邏輯推理而得到定理和結論，形成理論體系，然后再通過實踐來證實理論的正確性。

工程力學的研究方法2021/7/2688從實踐出發(fā)，經(jīng)過抽象化、綜合、歸納，建立公理，再1.為后續(xù)課進行準備。理論力學是所有力學課程的基礎。2.獲得自學、表達等能力。培養(yǎng)正確的分析問題和解決問題的能力。3.工程中的某些問題可以直接運用理論力學來解決。工程力學的學習目的2021/7/26891.為后續(xù)課進行準備。理論力學是所有力學課程的基礎。工程力學1、物體的受力分析：分析物體（包括物體系）受哪些力，每個力的作用位置和方向，并畫出物體的受力圖。2、力系的等效替換（或簡化）：用一個簡單力系等效代替一個復雜力系。3、建立各種力系的平衡條件：建立各種力系的平衡條件，并應用這些條件解決靜力學實際問題。靜力學研究的主要問題2021/7/26901、物體的受力分析：分析物體（包括物體系）受哪些力，每個力的公理一(二力平衡公理)

要使剛體在兩個力作用下維持平衡狀態(tài)，必須也只須這兩個力大小相等、方向相反、沿同一直線作用。作用線共線，作用于同一個物體上。第一節(jié)靜力學基本公理F1F22021/7/2691公理一(二力平衡公理)要使剛體在兩個力作用公理二(加減平衡力系公理)

在已知力系上加上或減去任意的平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用。推論(力在剛體上的可傳性)作用于剛體上某點的力，可以沿著它的作用線移到剛體內任意一點，并不改變該力對剛體的作用。

第一節(jié)靜力學基本公理力的三要素：大小、方向、作用線。FF2F1F12021/7/2692公理二(加減平衡力系公理)在已知力系上加上

作用于物體上任一點的兩個力可合成為作用于同一點的一個力，即合力。合力的矢由原兩力的矢為鄰邊而作出的力平行四邊形的對角矢來表示。即，合力為原兩力的矢量和。矢量表達式：F1F2R第一節(jié)靜力學基本公理公理三(力的平行四邊形法則)2021/7/2693作用于物體上任一點的兩個力可合成為作用于同一F1R公理三(力的平行四邊形法則)F2yxFFxFy第一節(jié)靜力學基本公理2021/7/2694F1R公理三(力的平行四邊形法則)F2yxFFxFy第一節(jié)F1FF2A=證明：F1F2F3A3AA2A1推論三力平衡匯交定理

第一節(jié)靜力學基本公理F32021/7/2695F1FF2A=證明：F1F2F3A3AA2A1推論三力平公理四(作用和反作用定律)

兩物體間相互作用的一對力,總是大小相等,方向相反,沿同一直線,并分別作用在這兩個物體上。

設變形體在已知力系作用下維持平衡狀態(tài)，則如將這個已變形但平衡的物體變成剛體（剛化），其平衡不受影響。公理五(剛化公理)第一節(jié)靜力學基本公理2021/7/2696公理四(作用和反作用定律)兩物體間相互約束反力：約束給被約束物體的力叫約束反力。自由體：位移不受限制的物體叫自由體。

非自由體：位移受限制的物體叫非自由體。約束：對非自由體的某些位移預先施加的限制條件稱為約束。①大小常常是未知的；②方向總是與約束限制的物體的位移方向相反；③作用點在物體與約束相接觸的那一點。約束反力特點：第二節(jié)約束與約束力2021/7/2697約束反力：約束給被約束物體的力叫約束反力。自由體：位移不1、由柔軟的繩索、膠帶或鏈條等構成的約束柔索只能受拉力，又稱張力.用FT表示．第二節(jié)約束與約束力FT2021/7/26981、由柔軟的繩索、膠帶或鏈條等構成的約束柔索只能受拉力，又稱1、由柔軟的繩索、膠帶或鏈條等構成的約束柔索只能受拉力，又稱張力.用T表示．第二節(jié)約束與約束力繩索皮帶——鏈條2021/7/26991、由柔軟的繩索、膠帶或鏈條等構成的約束柔索只能受拉力，又稱第二節(jié)約束與約束力SABSCDS’ABS’CDSBASDCS’BAS’DC2021/7/26100第二節(jié)約束與約束力SABSCDS’ABS’CD2、具有光滑接觸面（線、點）的約束（光滑接觸約束）第二節(jié)約束與約束力NN2021/7/261012、具有光滑接觸面（線、點）的約束第二節(jié)約束與2、具有光滑接觸面（線、點）的約束（光滑接觸約束）第二節(jié)約束與約束力齒輪傳動凸輪傳動只限制物體沿公法線趨向于支承面方向的運動2021/7/261022、具有光滑接觸面（線、點）的約束第二節(jié)約束與第二節(jié)約束與約束力FRFR’2021/7/26103第二節(jié)約束與約束力FRFR’2021/7/262、具有光滑接觸面（線、點）的約束（光滑接觸約束）第二節(jié)約束與約束力方位：沿接觸處的公法線指向：指向物體（物體受壓）ABCFNAFNBFNC2021/7/261042、具有光滑接觸面（線、點）的約束第二節(jié)約束與3、光滑鉸鏈約束（徑向軸承、圓柱鉸鏈、固定鉸鏈支座等）（1）徑向軸承（向心軸承）第二節(jié)約束與約束力FxFy2021/7/261053、光滑鉸鏈約束（徑向軸（1）徑向軸承（向心軸承）第二節(jié)

（2）光滑圓柱鉸鏈（連接鉸鏈）第二節(jié)約束與約束力FxFy2021/7/26106（2）光滑圓柱鉸鏈（連接鉸鏈）第二節(jié)約束與約第二節(jié)約束與約束力約束特征：只限制物體沿圓柱形徑向的運動。不限制其軸向和繞軸的轉動運動?！獙俟饣婕s束固定鉸鏈或鉸支座FRFRFxFy約束反力特征：方位沿銷釘?shù)膹较蛑赶蛑赶虿欢ǎ俣▋苫ハ啻怪狈至浚?021/7/26107第二節(jié)約束與約束力約束特征：只限制物體沿圓柱形鉸活支鉸鏈或中間鉸銷釘ABCFB2xFB2yBBBFB1yFB1xB2021/7/26108鉸活支鉸鏈或中間鉸銷釘ABCFB2xFB2yBBBFB1y（3）固定鉸支座AFAxFAyA第二節(jié)約束與約束力2021/7/26109（3）固定鉸支座AFAxFAyA第二節(jié)約束與約（4）可動鉸支座AAARA第二節(jié)約束與約束力2021/7/26110（4）可動鉸支座AAARA第二節(jié)約束與約束力24、止推軸承AFAyFAx第二節(jié)約束與約束力5、鏈桿約束ACBFAFBABABFAFB2021/7/261114、止推軸承AFAyFAx第二節(jié)約束與約束力5

雙鉸鏈剛桿連桿（鏈桿約束）鏈桿：①兩端用光滑鉸鏈與其它物體連接的剛桿；②不計自重；③桿上無其它主動力作用。鏈桿約束的特點：只限制物體沿桿軸線方向的運動。約束反力的特點：方位：指向：沿鏈桿的軸線方向（或兩鉸鏈的連線方向）；指向不定（通常假定）。2021/7/26112雙鉸鏈剛桿連桿（鏈桿約束）鏈桿：①兩端用光滑鉸鏈與其它物鏈桿約束簡圖鏈桿約束反力鏈桿——二力桿DCDCBAFCFDFCFDABCP？請問AC、BC桿是否為二力桿2021/7/26113鏈桿約束簡圖鏈桿約束反力鏈桿——二力桿DCDCBAFCF1、確定研究對象，并解除其全部約束,畫出分離體的圖形（草圖）。2、對研究對象進行受力分析：將主動力和約束反力用力矢量表示在研究對象的計算簡圖上。先畫主動力，后加約束反力約束反力一般未知方向?大小?作圖時確定，箭頭指向可假定通過解平衡方程獲得*一般為接觸力場力第三節(jié)物體的受力分析和受力圖2021/7/261141、確定研究對象，并解除其全部約束,畫出分離體的圖形（草圖）例題一ABF1F1F2F2FAxFAyNB2021/7/26115例題一ABF1F1F2F2FAxFAyNB202EW1AFAEFW1FFFE例題二2021/7/26116EW1AFAEFW1FFFE例題二2021/7ABECDFWABECDWTENAND例題三2021/7/26117ABECDFWABECDWTENAND例題三20AFBqFqABRBFAyFAx荷載集中荷載：分布荷載：荷載的作用范圍很小，可忽略不計。荷載作用在整個物體或某一部分上。

荷載集度：物體單位體積、單位面積、單位長度上所承受的荷載。例題四2021/7/26118AFBqFqBRBFAyFAx荷載集中荷載：分布荷載：荷載的第二節(jié)約束與約束力2021/7/26119第二節(jié)約束與約束力2021/7/2652第三節(jié)物體的受力分析和受力圖2021/7/26120第三節(jié)物體的受力分析和受力圖2021/7/