工程力学第十三章课件.pptx

工程力学第十三章课件单击此处添加副标题汇报人：XX

目录壹工程力学基础概念贰静力学分析叁材料力学性质肆力学在结构设计中的应用伍力学实验与测试陆工程案例分析

工程力学基础概念第一章

力学的基本定义力是物体间相互作用的量度，可以改变物体的运动状态或形状。力的概念01质量是物体惯性的量度，重量是物体因重力作用而产生的力。质量与重量02牛顿第一定律定义了惯性，第二定律定义了力与加速度的关系，第三定律阐述了作用力与反作用力的关系。牛顿三大定律03

力学在工程中的应用桥梁建设航空航天工程机械设计建筑结构分析力学原理在桥梁设计中至关重要，如斜拉桥和悬索桥的拉力与支撑结构分析。工程师利用力学计算确保建筑物能够承受风压、地震等自然力的影响。机械零件和系统的强度、耐久性评估需要应用材料力学和动力学知识。航天器的发射、飞行轨迹和结构设计都依赖于复杂的力学计算和模拟。

基本假设与原理牛顿的三大运动定律是工程力学的基石，描述了力与物体运动状态变化之间的关系。牛顿运动定律能量守恒定律指出，在一个封闭系统中，能量既不会被创造也不会被消灭，只会在不同形式间转换。能量守恒原理材料的弹性模量、屈服强度等力学性质是设计结构时必须考虑的基本假设。材料力学性质010203

静力学分析第二章

静力平衡条件在静力平衡状态下，物体所受的外力和力矩之和必须为零，即ΣF=0和ΣM=0。力的平衡条件例如，一座桥梁在设计时必须满足静力平衡条件，确保在各种载荷作用下保持稳定。静力平衡的实例刚体在静力平衡时，其所有作用力和反作用力必须成对出现且大小相等、方向相反。刚体的平衡方程

结构受力分析根据受力特点，结构构件可分为拉杆、压杆、弯杆等，每种构件在设计时需考虑不同的力学性能。受力构件的分类结构在静力作用下，必须满足力和力矩的平衡条件，确保结构稳定，无加速度产生。力的平衡条件分析结构受力时，需考虑材料的应力-应变关系，以预测在不同载荷下的变形和破坏模式。应力与应变关系支座和约束对结构受力状态有决定性影响，需分析其类型和作用，以确保结构安全和功能实现。支座与约束分析

支座与约束类型固定支座限制了结构在所有方向上的移动和旋转，如桥梁的桥墩。固定支座滚动支座允许结构在垂直于支座表面的方向上自由移动，常用于大型机械结构。滚动支座滑动支座允许结构在某一方向上自由移动，但阻止其他方向的移动，例如某些类型的建筑伸缩缝。滑动支座弹性支座通过弹簧或其他弹性元件提供支撑，允许结构在受力时产生一定的位移，如高层建筑的隔震支座。弹性支座

材料力学性质第三章

材料的应力与应变应力是材料内部单位面积上的内力，分为正应力和剪应力，是材料力学分析的基础。应力的定义和分类应变表示材料在外力作用下发生的形变，通常通过应变片等仪器进行精确测量。应变的概念及其测量胡克定律描述了弹性范围内应力与应变的线性关系，是工程设计中预测材料行为的重要工具。胡克定律的应用屈服是指材料在应力作用下永久变形的开始，断裂则是材料完全失去承载能力的极限状态。材料的屈服和断裂

材料的弹性与塑性弹性模量的定义弹性模量是衡量材料抵抗形变能力的物理量，决定了材料在受力后恢复原状的能力。塑性变形的特点塑性变形是指材料在超过弹性极限后发生的永久形变，如金属拉伸试验中的颈缩现象。应力-应变曲线通过应力-应变曲线可以直观地观察材料从弹性到塑性的转变过程，以及屈服点和断裂点的位置。

材料的强度与刚度抗拉强度是材料承受最大拉伸力而不破坏的能力，如高强度钢丝在桥梁建设中的应用。抗拉强度01屈服强度指材料开始发生塑性变形前能承受的最大应力，例如在汽车安全框架设计中的考量。屈服强度02弹性模量衡量材料在弹性范围内抵抗形变的能力，如碳纤维复合材料在航空航天领域的应用。弹性模量03刚度是指材料抵抗变形的能力，例如在建筑结构中使用钢筋混凝土以提高整体刚度。刚度04

力学在结构设计中的应用第四章

结构设计的基本原则安全性原则在结构设计中，确保结构安全是首要原则，例如桥梁设计需承受最大预期载荷而不发生破坏。经济性原则设计时需考虑成本效益，如采用最经济的材料和施工方法，例如在建筑中使用轻质高强材料以减少成本。功能性原则结构设计应满足使用功能需求，如确保建筑空间布局合理，满足特定用途，例如设计多功能厅以适应不同活动需求。

结构设计的基本原则结构设计应考虑长期使用下的耐久性，如使用耐腐蚀材料以延长建筑物的使用寿命，例如海边建筑使用不锈钢材料。耐久性原则01设计应考虑环境影响和资源效率，如采用绿色建筑材料和节能设计，例如使用太阳能板和雨水回收系统。可持续性原则02

载荷与结构响应在结构设计中，区分静载荷、动载荷、风载荷等，对预测结构响应至关重要。理解载荷类型为确保结构安全，设计时会引入安全系数，以应对极端载荷和未知因素的影响。设计安全系数通过计算和模拟，工程师可以预测结构在不同载荷作用下的变