南林大工程力学课件
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汇报人：XX
目录
工程力学基础
01
工程应用实例
03
力学软件应用
05
力学分析方法
02
力学实验与实践
04
力学课程考核
06
工程力学基础
01
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。
力的定义与分类
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
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03
静力学原理
力的分解与合成
力的平衡条件
在静力学中，一个物体处于静止状态时，作用在物体上的所有力必须满足力的平衡条件。
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，力偶是由大小相等、方向相反、作用线不同的两个力组成的力系统。
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，如钢的弹性模量远高于木材。
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，例如铝合金在特定载荷下会发生屈服。
屈服强度
02
断裂韧性衡量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
疲劳极限是指材料能承受的循环应力极限，不引起疲劳破坏的最大应力值，例如钛合金的疲劳极限较高。
疲劳极限
04
力学分析方法
02
力系简化技巧
利用力的平行四边形法则合并共线或平行的力，以减少力的数目，简化分析过程。
应用力的平行四边形法则
将复杂的力系分解为基本力，如拉力、压力、剪力等，再进行合成，以简化问题的复杂度。
利用力的分解与合成
在进行力系简化时，选择合适的简化中心点可以简化计算，如选择质心或受力点作为简化中心。
选择合适的简化中心
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结构受力分析
通过建立静力平衡方程，分析结构在静载作用下的内力和位移，如桥梁在车辆荷载下的受力情况。
静力平衡分析
考虑时间因素，研究结构在外力作用下的动态响应，例如地震对建筑物的影响。
动力响应分析
评估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。
材料力学性能分析
分析结构在重复或长期荷载作用下的疲劳寿命和断裂行为，例如飞机机翼在多次起降后的疲劳损伤。
疲劳与断裂分析
力学模型建立
在建立力学模型时，首先要明确研究对象的物理特性及其所处的环境条件，包括受力情况和约束条件。
01
确定研究对象和边界条件
将复杂的实际工程问题简化为理想化的力学模型，忽略非关键因素，以便于分析和计算。
02
简化实际问题
力学模型建立
选择合适的力学理论
根据问题的性质选择适当的力学理论，如静力学、动力学、材料力学等，作为建立模型的理论基础。
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02
应用数学工具进行求解
运用数学工具，如微积分、线性代数等，对简化后的力学模型进行求解，得到问题的解析或数值解。
工程应用实例
03
桥梁结构力学
通过分析桥梁在不同荷载下的受力情况，如车辆通行、风载和温度变化，确保结构安全。
桥梁的受力分析
对桥梁结构进行疲劳测试，评估其在长期重复荷载作用下的寿命，确保桥梁的长期稳定运行。
桥梁疲劳寿命评估
设计桥梁时考虑地震力的影响，采用隔震支座和能量耗散装置等技术，提高桥梁的抗震性能。
桥梁抗震设计
建筑结构分析
研究大跨度结构如体育馆、展览中心的受力特性，确保结构稳定，例如国家体育场（鸟巢）的设计。
运用工程力学原理评估高层建筑在地震作用下的响应，例如上海中心大厦的抗震设计。
分析桥梁在不同荷载作用下的应力分布，确保其安全性和耐久性，如港珠澳大桥的结构设计。
桥梁结构分析
高层建筑抗震分析
大跨度结构分析
机械零件力学
齿轮传动分析
通过齿轮传动实例，讲解如何应用力学原理计算齿轮的承载能力和传动效率。
轴承力学性能
分析轴承在不同工作条件下的力学性能，如载荷分布、疲劳寿命等。
弹簧的力学设计
介绍弹簧设计中的力学计算，包括刚度、应力和变形量的确定。
力学实验与实践
04
实验室设备介绍
用于测试材料的拉伸、压缩和弯曲性能，是力学实验中不可或缺的设备。
万能材料试验机
能够实时分析材料或结构在动态加载下的响应，广泛应用于振动和冲击实验。
动态信号分析仪
通过激光或光栅技术，精确测量物体的位移、变形和应变，为实验提供高精度数据。
光学测量系统
实验操作流程
在进行力学实验前，学生需熟悉实验设备、了解实验目的和原理，确保实验安全。
实验前的准备
01
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04
实验中，正确使用传感器和数据记录设备，按照标准操作流程记录实验数据。
数据采集方法
实验结束后，对采集的数据进行整理分析，运用力学原理解释实验现象，得出结论。
实验结果分析
撰写实验报告时，需详细记录实验过程、分析结果，并对实