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目录
壹
工程力学基础
贰
力学分析方法
叁
力学实验与应用
肆
力学计算工具
伍
课件视觉设计
陆
课件内容组织
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，便于分析和计算。
力的合成与分解
牛顿第一定律定义了惯性，第二定律解释了力与加速度的关系，第三定律阐述了作用力与反作用力。
牛顿三大定律
力矩是力与力臂的乘积，描述了力使物体产生转动的效果，转动平衡是力矩平衡状态。
力矩和转动平衡
01
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静力学原理
力的平衡条件
摩擦力的影响
力的分解与合成
受力分析
静力学中，一个物体处于平衡状态时，作用在物体上的所有力和力矩必须相互抵消。
分析物体受力情况是静力学的基础，包括确定力的大小、方向和作用点。
在静力学中，通过力的分解与合成可以简化复杂力系，便于计算和理解物体受力情况。
静摩擦力是阻止物体相对运动的力，在静力学分析中考虑摩擦力对平衡状态的影响至关重要。
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
屈服强度指材料开始发生塑性变形时的应力极限，例如铝合金在特定条件下屈服强度会降低。
屈服强度
断裂韧性衡量材料抵抗裂纹扩展的能力，如高强度钢在冲击载荷下表现出较高的断裂韧性。
断裂韧性
疲劳极限是指材料能承受无限次循环载荷而不发生疲劳破坏的最大应力，例如钛合金在航空领域应用中对疲劳极限要求极高。
疲劳极限
力学分析方法
第二章
力的分解与合成
通过平行四边形法则，可以将两个力合成一个力，例如在分析斜面上物体受力时应用。
力的平行四边形法则
将一个复杂的力系统分解为更简单的分力，便于分析和计算，如在桥梁设计中的应用。
力的分解原理
力的三角形法则用于将多个力合成一个力，常用于解决工程结构中的力平衡问题。
力的三角形法则
力系的简化
通过合成与分解，将多个力简化为一个或几个等效的单一力，便于分析和计算。
力的合成与分解
利用力矩平衡原理，将复杂力系转化为力矩的计算，简化问题解决过程。
力矩的概念应用
对于平行力系，通过求合力的方法，将多个平行力简化为一个合力，简化结构分析。
平行力系的简化
力学平衡条件
在力学分析中，力的平衡条件指的是作用在物体上的所有力的矢量和为零。
力的平衡条件
01
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力矩平衡条件要求作用在物体上的所有力矩之和为零，以确保物体不发生旋转。
力矩的平衡条件
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静力学平衡是指物体在静止状态下，满足力和力矩平衡条件的状态。
静力学平衡
力学实验与应用
第三章
实验设备介绍
万能材料试验机
用于测定材料的拉伸、压缩和弯曲性能，是材料力学性能测试的关键设备。
高速摄像机
光学应变仪
通过光学原理测量物体表面的应变，常用于结构应力分析实验。
捕捉高速运动物体的瞬间状态，广泛应用于冲击和动态力学实验中。
电子天平
精确测量物体质量，对于实验中材料的重量测量至关重要。
实验操作流程
在进行力学实验前，确保所有设备校准，实验材料准备齐全，了解实验目的和步骤。
01
实验前的准备
介绍如何使用传感器和数据记录设备准确记录实验数据，包括力、位移、加速度等参数。
02
数据采集方法
强调在实验过程中穿戴适当的安全装备，如安全眼镜、手套，并遵守实验室安全规程。
03
实验过程中的安全措施
讲解如何处理实验数据，包括误差分析、图表绘制和结果的科学解释。
04
实验结果的分析
指导学生如何根据实验数据撰写报告，包括实验目的、方法、结果和结论的清晰表述。
05
实验报告的撰写
应用实例分析
工程师利用力学原理设计桥梁结构，确保其能够承受不同载荷，如金门大桥的悬索设计。
桥梁建设中的力学应用
01
汽车制造商通过碰撞测试评估车辆安全性，运用力学知识分析冲击力对车辆结构的影响。
汽车安全测试
02
风力发电机的叶片设计需要精确计算风力对叶片的作用力，以提高发电效率和结构稳定性。
风力发电机的力学设计
03
力学计算工具
第四章
计算公式与图表
通过受力分析图，可以直观展示物体所受的力的大小和方向，是力学计算的基础。
受力分析图
01
应力-应变曲线是材料力学中描述材料受力变形关系的重要图表，用于分析材料的力学性能。
应力-应变曲线
02
在结构工程中，弯矩和剪力图帮助工程师计算梁和柱的受力状态，确保结构安全。
弯矩和剪力图
03
计算软件应用
ANSYS和ABAQUS等软件广泛应用于工程力学领域，进行复杂结构的应力和变形分析。
有限元分析软件
CFD软件如FLUENT和OpenFOAM用于模拟流体流动和热传递，对工程设计至关重要。
计算流体动力学软件
ADAMS等软件用于模拟机