工程力学-课件.ppt

1、 工程力学 经管分社 工程力学工程力学工程力学1ppt课件0.1 工程力学的研究任务及内容工程力学是一门研究物体机械运动和构件强度、刚度及稳定性的学科,它主要包括刚体静力学与材料力学两部分。0.2 工程力学的研究方法对工程结构进行现场观察和部分实验是认识力学规律的重要实践性环节。0.3 工程力学在机电类专业中的地位和作用 工程力学 出版社 经管分社 2ppt课件工程力学 工程力学是机电类专业和其他工科类专业的重要技术基础课，具有较强的理论性和实践性。3ppt课件工程力学 1.1 力与力系的概念 1.1.1 力的概念 1.1.2 力系（1）力系的分类 1）空间任意力系 2）空间汇交力系第1篇 静

2、力学第1章 静力学基本概念与基本原理图1.14ppt课件工程力学图1.25ppt课件工程力学图1.3图1.46ppt课件工程力学 3）空间平行力系 4）平面任意力系 5）平面汇交力系 6）平面平行力系（2）力系的有关概念 1）等效力系 2）简化力系 3）力系合成 4）平衡力系7ppt课件工程力学 1.2 静力学基本公理 1.2.1 二力平衡公理 1.2.2 加减平衡力系公理 1.2.3 力的平行四边形法则图1.58ppt课件工程力学图1.6图1.79ppt课件工程力学 1.2.4 作用和反作用定律 1.2.5 刚化公理 1.3 力的分解与投影10ppt课件工程力学图1.8图1.911ppt课件

3、工程力学 1.4 力矩与力偶 1.4.1 力矩的概念（1）力对点之矩12ppt课件工程力学图1.1013ppt课件工程力学图1.11图1.1214ppt课件工程力学图1.13图1.1415ppt课件工程力学图1.1516ppt课件工程力学（3）力矩关系定理（4）合力矩定理17ppt课件工程力学 1.4.2 力偶的概念（1）力偶的矢量表示 1）力偶没有合力。2）力偶中的两个力，可以沿着它们的作用线任意移动，而不改变力偶对刚体的转动效应。18ppt课件工程力学图1.1719ppt课件工程力学图1.1820ppt课件工程力学 3）力偶对空间任意一点之矩都等于其自身的力偶矩矢量。图1.1921ppt课

4、件工程力学 4）作用于刚体上的两个力偶互相等效的条件是它们的力偶矩矢量相等。（2）力偶的代数量表示 1.5 约束与约束力 1.5.1 约束与约束力的概念 1.5.2 工程中常见的约束(1)柔性约束(2)光滑接触面约束22ppt课件工程力学图1.2023ppt课件工程力学图1.21图1.2224ppt课件工程力学（3）固定铰支座（4）活动铰支座（5）铰链连接图1.2325ppt课件工程力学（6）链杆连接（7）固定端支座 1.6 受力分析与受力图图1.2426ppt课件工程力学图1.2527ppt课件工程力学图1.26图1.2728ppt课件工程力学 静力学主要研究物体在力系作用下的平衡条件。2.

5、1 力的平移定理 2.2 力系的简化 2.2.1 汇交力系的简化（1）汇交力系合成的几何法（2）汇交力系合成的解析法第2章 力系的简化与合成29ppt课件工程力学图2.1图2.230ppt课件工程力学图2.331ppt课件工程力学32ppt课件工程力学图2.433ppt课件工程力学 2.2.2 力偶系的简化图2.534ppt课件工程力学35ppt课件工程力学 2.2.3 任意力系的简化（1）空间任意力系的简化36ppt课件工程力学图2.737ppt课件工程力学（2）空间任意力系的简化结果38ppt课件工程力学图2.839ppt课件工程力学图2.940ppt课件工程力学图2.10图2.1141p

6、pt课件工程力学（3）平面任意力系的简化结果 2.2.4 平行分布荷载的简化42ppt课件工程力学图2.12图2.1343ppt课件工程力学图2.1444ppt课件工程力学图2.1545ppt课件工程力学 2.3 物体的重心 2.3.1 平行力系的中心46ppt课件工程力学图2.1647ppt课件工程力学 2.3.2 物体的重心图2.1748ppt课件工程力学49ppt课件工程力学 3.1 汇交力系的平衡方程 3.1.1 空间汇交力系第3章 力系的平衡50ppt课件工程力学 3.1.2 平面汇交力系 3.2 力偶系的平衡方程 3.2.1 空间力偶系51ppt课件工程力学 3.2.2 平面力偶系

7、 3.3 任意力系的平衡方程 3.3.1 空间任意力系52ppt课件工程力学 3.3.2 空间平行力系 3.3.3 平面任意力系53ppt课件工程力学（1）二力矩式图3.154ppt课件工程力学（2）三力矩式（3）平面平行力系55ppt课件工程力学 3.4 平衡方程的应用 3.4.1 单个物体平衡方程的应用 3.4.2 物体系平衡方程的应用(1)静定问题与静不定问题(2)物体系的平衡问题 1)首先判断物体系统是否属于静定问题。2)恰当地选择研究对象。3)进行受力分析，画隔离体的受力图。4)列平衡方程，求出全部未知力。56ppt课件工程力学图3.9图3.1057ppt课件工程力学 3.5 平面静

8、定桁架 在工程实际中，有很多结构是由许多杆件在其端点处相互连接起来，而成为一几何形状不变的结构，这种结构称为桁架。图3.1558ppt课件工程力学(1)节点法(2)截面法 3.6 考虑摩擦时的平衡问题图3.1659ppt课件工程力学 两个相互接触的物体产生相对运动或具有相对运动的趋势时，彼此在接触部位会产生一种阻碍对方相对运动的作用。3.6.1 滑动摩擦(1)静滑动摩擦力图3.2060ppt课件工程力学(2)静滑动摩擦定律(3)动滑动摩擦定律(4)摩擦角与自锁现象61ppt课件工程力学图3.2162ppt课件工程力学图3.2263ppt课件工程力学 3.6.2 考虑滑动摩擦的平衡问题 3.6.

9、3 滚动摩擦图3.2664ppt课件工程力学65ppt课件工程力学 4.1 材料力学的任务（1）构件应有足够的强度（2）构件应有足够的刚度（3）构件应有足够的稳定性 4.2 可变形固体及其基本假设（1）连续性假设第2篇 材料力学第4章 材料力学的一般概念66ppt课件工程力学（2）均匀性假设（3）各向同性假设（4）小变形假设 4.3 杆件变形的基本形式（1）拉伸和压缩（2）剪切（3）扭转（4）弯曲67ppt课件工程力学图4.1图4.268ppt课件工程力学图4.3图4.469ppt课件工程力学 5.1 轴向拉伸和压缩的概念第5章 轴向拉伸和压缩图5.170ppt课件工程力学 5.2 内力和截面

10、法轴力和轴力图 构件未受外力作用时，其内部的各质点之间存在着相互作用的力，一般称为内聚力。（1）截（2）弃（3）代（4）平 53 拉压杆应力71ppt课件工程力学图5.472ppt课件工程力学73ppt课件工程力学图5.5图5.674ppt课件工程力学 5.3.1 圣维南原理 5.3.2 应力集中图5775ppt课件工程力学图5.876ppt课件工程力学77ppt课件工程力学 54 轴向拉伸或压缩时的变形78ppt课件工程力学 5.4.1 纵向变形线应变图5.979ppt课件工程力学 5.4.2 胡克定律80ppt课件工程力学 5.4.3 横向变形泊松比 55 材料在拉伸和压缩时的力学性能 材

11、料的力学性能主要是指材料受力后所表现出来的变形、破坏或失效方面的特性。81ppt课件工程力学82ppt课件工程力学 5.5.1 低碳钢拉伸时的力学性能图5.1283ppt课件工程力学图5.1384ppt课件工程力学（1）弹性阶段（Oa段）（2）屈服阶段（bc段）（3）强化阶段(cd段)（4）局部变形阶段(d段)图5.1485ppt课件工程力学(5)延伸率和断面收缩率图5.1586ppt课件工程力学 5.5.2 其他塑性材料拉伸时的力学性能图5.16图5.1787ppt课件工程力学 5.5.4 材料压缩时的力学性能图5.18图5.1988ppt课件工程力学图5.20图5.21图5.22图5.23

12、89ppt课件工程力学90ppt课件工程力学91ppt课件工程力学 5.5.5 温度对材料力学性能的影响蠕变和应力松弛的概念图5.2492ppt课件工程力学 5.6 轴向拉伸和压缩时的强度计算 在介绍材料力学性能的基础上，现在讨论轴向拉伸或压缩时杆件的强度计算问题。93ppt课件工程力学（1）强度校核（2）设计截面（3）确定许用载荷 5.7 拉伸和压缩静不定问题 5.7.1 静不定概念及静不定问题的一般解法94ppt课件工程力学图5.2895ppt课件工程力学图5.2996ppt课件工程力学（1）静力学关系（2）变形几何关系（3）物理关系97ppt课件工程力学（1）静力学关系（2）变形几何关系

13、（3）物理关系98ppt课件工程力学99ppt课件工程力学 5.7.2 装配应力 加工构件时，尺寸上的一些微小误差是难以避免的。5.7.3 温度应力 物体因温度的变化会发生膨胀或收缩。图5.32100ppt课件工程力学图5.33101ppt课件工程力学 61 概述 在工程实际中，可以见到很多承受剪切的构件。6.2 剪切强度计算第6章 剪切102ppt课件工程力学图6.2图6.3图6.4103ppt课件工程力学 6.3 挤压强度计算图6.5104ppt课件工程力学图6.6105ppt课件工程力学 6.4 计算实例 工程中，构件间的联接方式虽然很多，但其强度计算方法都可采用前二节中的有关公式。10

14、6ppt课件工程力学 71 概述 工程中的各种构件，其横截面都是具有一定几何形状的平面图形，例如圆形、矩形、工字形等。7.2 静矩和形心第7章 平面图形的几何性质107ppt课件工程力学 73 惯性矩和惯性积108ppt课件工程力学图7.1图7.5109ppt课件工程力学 74 平行移轴公式 同一平面图形对于平行的两对直角坐标轴的惯性矩或惯性积，虽然不相同，但当其中一对坐标轴是图形的形心轴时，它们之间却存在着比较简单的关系。110ppt课件工程力学111ppt课件工程力学图7.10112ppt课件工程力学 8.1 扭转的概念和实例第8章 扭转图8.1图8.2113ppt课件工程力学 8.2 外

15、力偶矩的计算扭矩和扭矩图图8.3114ppt课件工程力学图8.4115ppt课件工程力学图8.5图8.6116ppt课件工程力学 83 纯剪切 在研究圆轴扭转的应力和变形之前，先介绍有关剪切的两个基本定律。8.3.1 圆轴扭转的平面假设 8.3.2 剪应力互等定理 8.3.3剪切胡克定律117ppt课件工程力学图8.7118ppt课件工程力学图8.8119ppt课件工程力学 84 圆轴扭转时的应力和变形 8.4.1 横截面上的应力（1）变形几何关系（2）物理关系120ppt课件工程力学图8.9121ppt课件工程力学（3）静力学关系图8.10图8.11图8.12122ppt课件工程力学123p

16、pt课件工程力学 8.4.2 扭转变形124ppt课件工程力学图8.14125ppt课件工程力学 85 圆轴扭转时的强度和刚度计算 8.5.1 强度条件126ppt课件工程力学 8.5.2 刚度条件127ppt课件工程力学图8.15128ppt课件工程力学 86 扭转静不定问题 在前面所讨论的扭转问题中，轴的支座约束力偶矩或横截面上的扭矩都可由静力平衡方程确定，这类问题称为扭转的静定问题，如图819（a）所示。87 非圆截面杆扭转简介 前面所述为圆截面杆的扭转问题。129ppt课件工程力学图819图8.20130ppt课件工程力学图8.21131ppt课件工程力学132ppt课件工程力学 91

17、 平面弯曲的概念第9章 弯曲内力图9.1133ppt课件工程力学图9.2图9.3134ppt课件工程力学图9.4图9.5135ppt课件工程力学 92 梁的计算简图 梁的支座和载荷有各种不同的情况，对梁进行分析计算，首先对梁应进行必要的简化。9.2.1 支座的基本形式（1）可动铰支座（2）固定铰支座（3）固定端 9.2.2 荷载的简化136ppt课件工程力学图9.6137ppt课件工程力学（1）集中力（2）分布荷载（3）集中力偶 9.2.3 静定梁及其分类（1）简支梁（2）外伸梁（3）悬臂梁 93 剪力和弯矩138ppt课件工程力学图9.7139ppt课件工程力学 94 剪力图和弯矩图图9.8

18、140ppt课件工程力学 95 用叠加法作弯矩图图9.15141ppt课件工程力学 96 剪力、弯矩和荷载集度间的关系142ppt课件工程力学图9.17143ppt课件工程力学图9.18144ppt课件工程力学 101 梁弯曲时的正应力 10.1.1 变形几何关系第10章 弯曲应力145ppt课件工程力学图10.1图10.2146ppt课件工程力学图10.3147ppt课件工程力学图10.4148ppt课件工程力学 10.1.2 物理关系 10.1.3 静力学关系149ppt课件工程力学150ppt课件工程力学151ppt课件工程力学图10.5152ppt课件工程力学 102 弯曲正应力强度计

19、算 103 非对称梁的弯曲153ppt课件工程力学图10.11154ppt课件工程力学155ppt课件工程力学 104 梁弯曲时的剪应力 10.4.1 矩形截面梁图10.12图10.13156ppt课件工程力学157ppt课件工程力学图10.14158ppt课件工程力学159ppt课件工程力学 10.4.2 工字形截面梁 图10.15160ppt课件工程力学 10.4.3 圆形截面梁图10.16图10.17161ppt课件工程力学 105 提高梁弯曲强度的措施162ppt课件工程力学 10.5.1 选用合理的截面形状163ppt课件工程力学 10.5.2 适当布置荷载和支座位置图10.21图1

20、0.22164ppt课件工程力学图10.23图10.24图10.25165ppt课件工程力学 10.5.3 采用变截面梁图10.26166ppt课件工程力学图10.27167ppt课件工程力学 11.1 工程中的弯曲变形问题第11章 弯曲变形图11.1168ppt课件工程力学 11.2 梁的挠曲线近似微分方程图11.2图11.3169ppt课件工程力学170ppt课件工程力学图11.4171ppt课件工程力学 11.3 用积分法求梁的弯曲变形图11.5图11.6172ppt课件工程力学173ppt课件工程力学174ppt课件工程力学 11.4 用叠加法求弯曲变形 由前面的计算中可以看出，在弯曲

21、变形很小，且材料服从胡克定律的情况下，所求得的梁的转角和挠度都与梁上的荷载成线性关系。11.5 梁的刚度计算 工程中的某些梁，为保证其能正常工作，对梁的挠度或转角要加以限制。175ppt课件工程力学（1）改善结构形式，减小弯矩的数值图11.14176ppt课件工程力学（2）选择合理的截面形状（3）选用弹性模量较大的材料 11.6 静不定梁图11.15图11.16177ppt课件工程力学图11.17图11.18178ppt课件工程力学179ppt课件工程力学图11.19180ppt课件工程力学 11.7 用莫尔定理计算梁的弯曲变形 11.7.1 虚功原理图11.20181ppt课件工程力学图11

22、.22182ppt课件工程力学图11.23图11.24183ppt课件工程力学 11.7.2 莫尔定理184ppt课件工程力学 11.7.3 图形互乘法185ppt课件工程力学图11.26186ppt课件工程力学图11.27187ppt课件工程力学 12.1 应力状态概述第12章 应力状态分析和强度理论图12.1188ppt课件工程力学图12.2图12.3189ppt课件工程力学 12.2 二向应力状态分析解析法图12.4190ppt课件工程力学191ppt课件工程力学192ppt课件工程力学193ppt课件工程力学 123 二向应力状态分析图解法图12.6194ppt课件工程力学图12.71

23、95ppt课件工程力学（1）纯剪切应力状态图12.9196ppt课件工程力学（2）单向应力状态图12.10197ppt课件工程力学 12.4 三向应力状态（1）斜截面上的应力图12.11198ppt课件工程力学（2）三向应力状态的应力圆图12.12图12.13199ppt课件工程力学（3）应力极值 12.5 广义胡克定律体积应变 12.5.1 广义胡克定律200ppt课件工程力学图12.15201ppt课件工程力学202ppt课件工程力学 12.5.2 体积应变图12.16图12.17203ppt课件工程力学 12.6 三向应力状态下的弹性比能204ppt课件工程力学图12.19205ppt课

24、件工程力学图12.20206ppt课件工程力学 12.7 强度理论的概念图12.21图12.22207ppt课件工程力学 12.8 4个常用的强度理论 12.8.1 最大拉应力理论(第一强度理论)12.8.2 最大伸长线应变理论(第二强度理论)208ppt课件工程力学 12.8.3 最大剪应力理论(第三强度理论)209ppt课件工程力学 12.8.4 形状改变比能理论(第四强度理论)210ppt课件工程力学 12.8.5 相当应力 12.9 莫尔强度理论 前面所述四个强度理论，主要是采用科学假设的方法建立的，它们是对决定材料强度失效或破坏的主要因素，根据一定的实211ppt课件工程力学 验基础

25、，进行假设，然后验证。图12.24图12.25212ppt课件工程力学213ppt课件工程力学 13.1 组合变形概念和应力叠加法 在实际工程结构中，杆件受力时，往往同时发生几种基本变形。13.2 斜弯曲 前面研究梁的弯曲正应力时，仅限于讨论构件具有纵向对称面，且横向载荷均作用在纵向对称面内，因而弯曲变形后横截面的中性轴与纵向对称面垂直，挠曲线为纵向对称面内的一条平面曲线，这就是平面弯曲的情况。第13章 组合变形214ppt课件工程力学图13.1215ppt课件工程力学图13.2216ppt课件工程力学217ppt课件工程力学图13.3218ppt课件工程力学219ppt课件工程力学图13.4

26、图13.5220ppt课件工程力学 13.3 拉伸(压缩)与弯曲的组合221ppt课件工程力学图13.8222ppt课件工程力学 13.4 弯曲与扭转的组合图13.11223ppt课件工程力学224ppt课件工程力学图13.12225ppt课件工程力学 14.1 压杆稳定的概念第14章 压杆的稳定性图14.1226ppt课件工程力学图14.2图14.3227ppt课件工程力学图14.4图14.5图14.6228ppt课件工程力学 14.2 细长压杆的临界力欧拉公式229ppt课件工程力学230ppt课件工程力学图14.7图14.8图14.9231ppt课件工程力学 14.3 其他约束条件下细长

27、压杆的临界力 14.3.1 一端固定、一端自由的细长压杆 14.3.2 两端固定的细长压杆232ppt课件工程力学图14.10233ppt课件工程力学 14.3.3 一端固定，一端铰支的细长压杆234ppt课件工程力学 14.3.4 几种常见约束的简化（1）柱形铰约束（2）焊接或铆接（3）螺母和丝杆连接（4）工作台235ppt课件工程力学图14.11236ppt课件工程力学图14.12图14.13图14.14237ppt课件工程力学（5）弹性支承 14.4 欧拉公式适用范围中、小柔度杆的临界应力图14.15238ppt课件工程力学 14.4.1 临界应力和柔度239ppt课件工程力学 14.4

28、.2 欧拉公式适用范围240ppt课件工程力学图14.16241ppt课件工程力学242ppt课件工程力学 14.4.3 中、小柔度杆的临界应力243ppt课件工程力学 14.4.4 压杆的临界应力总图图14.17244ppt课件工程力学 14.5 压杆的稳定性计算 14.5.1 稳定的许用应力及稳定条件245ppt课件工程力学 14.5.2 稳定性计算的折减系数法246ppt课件工程力学图14.19247ppt课件工程力学 14.6 提高压杆稳定性的措施（1）选择适宜的材料（2）尽可能减小柔度（3）加强杆端约束248ppt课件工程力学 15.1 交变应力和疲劳破坏 第15章 交变应力和冲击应

29、力图15.1249ppt课件工程力学图15.3250ppt课件工程力学（1）低应力破坏（2）破坏有一个过程（3）突然的脆性断裂（4）断口的特点 152 循环特征、平均应力和应力幅图15.4251ppt课件工程力学 153 材料的持久极限及其测定图15.6252ppt课件工程力学 154 影响构件持久极限的主要因素 15.4.1 构件外形(应力集中)的影响图15.7253ppt课件工程力学254ppt课件工程力学255ppt课件工程力学图15.8256ppt课件工程力学图15.9257ppt课件工程力学 15.4.2 构件尺寸的影响258ppt课件工程力学259ppt课件工程力学 15.4.3

30、构件表面质量的影响图15.10260ppt课件工程力学261ppt课件工程力学262ppt课件工程力学 155 对称循环下构件的疲劳强度校核263ppt课件工程力学 15.6 冲击应力 15.6.1 冲击的概念 15.6.2 自由落体冲击（1）计算动能T和势能V（2）计算变形能Ud（3）建立方程264ppt课件工程力学图15.12图15.13265ppt课件工程力学266ppt课件工程力学图15.14267ppt课件工程力学 15.6.3 其他冲击形式下的动荷系数（1）已知动能的自由落体冲击268ppt课件工程力学（2）已知冲击速度的自由落体冲击（3）突加载荷（4）水平冲击 15.6.4 冲击载荷下的强度条件269ppt课件工程力学 试验结果表明,材料在冲击载荷下的强度比在静载荷下的强度要略高一些,但对光滑的受冲击载荷作用的构件进行强度计算时,通常任以静载荷下的基本许用应力来建立强度条件。图15.15270ppt课件 工程力学 出版社 经管分社 271ppt课件