工程力学课件 重庆大学.pptx
工程力学课件重庆大学
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目录
壹
工程力学基础
贰
力学分析方法
叁
工程应用实例
肆
力学实验与实践
伍
课件学习资源
陆
重庆大学工程力学
工程力学基础
第一章
力学的基本概念
力是物体间相互作用的量度，分为接触力如摩擦力和非接触力如重力。
力的定义和分类
力的合成是将多个力合并为一个合力，分解则是将一个力拆分为多个分力，遵循平行四边形法则。
力的合成与分解
牛顿第一定律定义了惯性，第二定律阐述了力与加速度的关系，第三定律说明了作用力与反作用力。
牛顿三大定律
01
02
03
静力学原理
力的平衡条件
在静力学中，一个物体处于静止或匀速直线运动状态时，作用在物体上的所有力必须满足平衡条件。
力的分解与合成
静力学研究如何将复杂的力系统分解为基本力，以及如何将多个力合成一个等效的合力。
力矩和力偶
力矩是力与力臂的乘积，描述了力对物体转动效果的影响；力偶则是由大小相等、方向相反且不在同一直线上的两个力组成。
材料力学性质
弹性模量是衡量材料抵抗形变能力的重要参数，如钢材的弹性模量高，表明其刚性好。
弹性模量
01
屈服强度指材料开始发生塑性变形的应力极限，例如铝合金在达到一定应力后会永久变形。
屈服强度
02
断裂韧性表征材料抵抗裂纹扩展的能力，如碳纤维复合材料具有较高的断裂韧性。
断裂韧性
03
材料力学性质
疲劳极限
疲劳极限是指材料在反复应力作用下不发生疲劳破坏的最大应力值，如钛合金在航空领域的应用。
硬度测试
硬度测试是评估材料表面抵抗局部塑性变形的能力，如淬火钢的硬度测试结果通常较高。
力学分析方法
第二章
力系的简化
通过合成与分解，可以将复杂的力系简化为几个基本力，便于分析和计算。
力的合成与分解
利用力矩平衡原理，可以简化力系，确定物体的转动状态和平衡条件。
力矩的概念应用
对于平行力系，可以将其简化为一个合力，简化计算过程，快速得出结果。
平行力系的简化
结构的受力分析
通过分析结构在静止状态下的受力情况，确定结构的内力和支反力，如桥梁的静力分析。
01
静力平衡分析
考虑时间因素，分析结构在外力作用下的动态响应，例如地震对建筑物的影响。
02
动力响应分析
研究不同材料在受力时的应力-应变关系，如混凝土和钢材在拉伸和压缩下的性能差异。
03
材料力学性能分析
力学模型的建立
在建立力学模型时，首先需要简化实际问题，忽略非关键因素，突出主要力学特征。
简化实际问题
根据问题的性质选择合适的假设，如刚体假设、小变形假设等，以简化计算过程。
选择合适的假设
明确模型的研究对象，如单个构件、整个结构或特定的力学系统，以便进行针对性分析。
确定研究对象
运用牛顿运动定律、能量守恒定律等基本力学原理，构建数学模型和方程。
应用基本力学原理
工程应用实例
第三章
桥梁结构力学
拱桥的受力分析
悬索桥的力学原理
重庆朝天门大桥采用悬索桥设计，其力学原理基于悬索受力均匀，能够跨越宽阔水域。
重庆的千厮门大桥是一座拱桥，其结构力学分析重点在于拱形结构如何分散载荷，保持稳定。
斜拉桥的拉力传递
重庆嘉陵江大桥作为斜拉桥的代表，其设计中斜拉索的拉力传递是结构力学研究的关键点。
建筑结构分析
重庆朝天门大桥的建设中，工程师运用了复杂的力学模型来确保桥梁结构的稳定性和耐久性。
桥梁结构分析
重庆国际金融中心大厦在设计时，通过工程力学分析，确保了其在地震作用下的安全性能。
高层建筑抗震设计
在重庆地铁建设中，工程力学被用于分析隧道施工过程中的应力分布，以预防潜在的塌陷风险。
隧道施工力学分析
机械系统力学
在重庆来福士广场的电梯系统设计中，力学计算帮助确定了电梯的承重能力和运行速度，保证乘客安全。
电梯系统设计
重庆长安汽车在设计悬挂系统时，通过力学模拟测试，优化了悬挂的弹性和减震性能，提升了驾驶舒适度。
汽车悬挂系统
重庆朝天门大桥的建设中，工程师运用力学原理对桥梁结构进行精确分析，确保其稳定性和耐久性。
桥梁结构分析
01、
02、
03、
力学实验与实践
第四章
实验室设备介绍
用于测定材料的拉伸、压缩、弯曲等力学性能，是力学实验中不可或缺的设备。
万能材料试验机
01
能够实时分析和记录实验中的动态信号，广泛应用于振动和冲击实验。
动态信号分析仪
02
通过激光和光学原理测量物体的位移、变形，为精确实验提供数据支持。
光学测量系统
03
捕捉实验过程中的高速动态现象，帮助分析材料破坏过程和力学行为。
高速摄像机
04
实验操作流程
在进行力学实验前，学生需要熟悉实验设备，阅读实验指导书，并进行预习。
实验前的准备工作
按照实验指导书的步骤，学生应准确操作实验设备，记录数据，确保实验的准确性。
实验步骤的执行
实验结束后，学生需对收集的数据进行整理，运用力学原理进行分析，得出实验结论。
数据处