工程力学（静力学与材料力学）教学课件作者顾晓勤第00章绪论第0章绪论课件.ppt

绪 论 机械运动：研究物体与物体之间或物体各部分之间相对位置变化的运动。固体的移动、旋转和变形，气体和液体的流动等都属于机械运动。 绪 论 力学：是研究物体机械运动的科学。 力学分为三个部分：质点和刚体力学、固体力学和流体力学。 力使物体运动状态发生改变的效应称为力的外效应。 力使物体形状发生改变（即变形）的效应称为力的内效应，属于固体力学范畴。 理论力学(质点和刚体力学)的主要研究对象是质点、质点系、刚体和刚体系。 材料力学的主要研究对象是变形体。 理论力学分析方法的主要特点：是建立在公理、假说的基础上，进行数学推演。 材料力学分析方法的主要特点：是建立在实验基础上的假定、简化计算。 研究对象 可变形固体 水 电 工 程 实 例 机 械 工 程 实 例 力学模型：是对自然界和工程技术中复杂的实际研究对象的合理简化。 质点：当所研究物体的运动范围远超过其本身的几何尺度时，物体的形状和大小对运动的影响很小，这时可将其抽象为只有质量而没有体积的质点。由若干质点组成的系统，称为质点系。 质点系中质点之间的联系如果是刚性的，这样的质点系称为刚体；如果联系是弹性的，质点系就是弹性体或变形体；如果质点系中的质点都是自由的，这时质点系便是自由质点系。 第一节 刚体、变形体的概念 本教材只讨论工程力学学科中最基础的内容，主要涉及质点和刚体静力学、固体材料力学基础。 静力学主要研究物体受力分析方法和力系简化方法。研究物体在力系作用下平衡的规律及其应用。 材料力学所研究的仅限于杆、轴、梁等物体，其几何特征是纵向尺寸远大于横向尺寸。 第二节 本课程的任务 大多数工程结构的构件或机器的一个零部件都可以简化为杆件。 大多数工程结构的构件或机器的一个零部件都可以简化为杆件。 在确定构件的受力大小、方向后，需要进一步分析这些构件能否承受这些力，能否在外力作用下安全可靠地工作。对机械和工程结构的组成构件来说，为确保正常工作，必须满足强度、刚度和稳定性三个条件。 研究杆件的强度、刚度和稳定性，是材料力学的任务。需要指出，在研究构件的强度、刚度和稳定性时，我们的研究对象不再是刚体而是可变形固体。 具有足够的强度：即要求杆件具有足够的抵抗破坏的能力，使其在载荷作用下不致破坏。 具有足够的刚度：即要求杆件具有足够的抵抗变形的能力，使其在载荷作用下所产生的变形不超过工程上所允许的范围。 具有足够的稳定性：即要求杆件具有足够的抵抗失稳的能力，使杆件在外力作用下能保持其原有形状下的平衡。 在保证构件满足强度、刚度和稳定性三个条件的同时，还要考虑节省材料、实用和价廉等经济要求。 在机械设计中，利用材料力学知识，可以使材料在相同的强度下减少材料用量，以达到优化设计、降低成本、减轻重量等目的。 绪 论