工程力学冯锡兰课件7
单击此处添加副标题
汇报人：XX
目录
壹
工程力学基础
贰
结构分析方法
叁
载荷与响应
肆
疲劳与断裂
伍
实验力学
陆
工程案例分析
工程力学基础
章节副标题
壹
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
多个力作用于同一物体时，可以合成一个合力；一个力也可以分解为多个分力。
力的合成与分解
牛顿第一定律定义了惯性，第二定律描述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，决定了物体绕轴转动的倾向；转动平衡时，力矩之和为零。
力矩和转动平衡
01
02
03
04
静力学原理
力的平衡条件
力矩和转动平衡
力的传递原理
力的分解与合成
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。
在静力学分析中，复杂的力系统可以通过分解和合成的方法简化为更易于分析的基本力。
静力学中，力可以通过刚体传递而不改变其大小和方向，这是静力分析的基础。
静力学研究中，力矩是力对某一点的转动效应，物体平衡时，所有力矩之和为零。
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，例如铝合金在特定压力下会发生屈服。
屈服强度
02
断裂韧性衡量材料在裂纹存在时抵抗断裂的能力，例如碳纤维复合材料具有很高的断裂韧性。
断裂韧性
03
疲劳极限是指材料能够承受的循环应力的最大值，不引起疲劳破坏，如钛合金的疲劳极限较高。
疲劳极限
04
结构分析方法
章节副标题
贰
静定结构分析
静定结构指的是在给定荷载和支承条件下，具有唯一平衡状态的结构系统。
静定结构的定义
01
静定结构按其几何特性可分为静定梁、静定框架、静定拱等，每种结构有其特定的分析方法。
静定结构的分类
02
分析静定结构通常采用力法和位移法，通过建立方程组求解结构内力和位移。
静定结构的分析方法
03
例如，分析一座简单的静定桥梁，需要计算其在不同荷载作用下的内力分布和位移情况。
静定结构的实例分析
04
超静定结构分析
超静定结构具有多余的约束，冗余度是指结构中约束的数量超过其自由度的情况。
冗余度的概念
力法是解决超静定结构问题的一种方法，通过引入多余未知力，将超静定问题转化为静定问题。
力法分析
位移法分析超静定结构时，侧重于结构的位移，通过计算位移来确定结构的内力分布。
位移法分析
在超静定结构分析中，影响线用于确定结构在特定荷载作用下的响应，如弯矩和剪力。
影响线的应用
结构稳定性理论
介绍欧拉公式在确定柱子临界载荷中的应用，以及如何通过它来评估结构的弹性稳定性。
01
弹性稳定性基础
探讨在大变形情况下，结构的非线性行为如何影响其稳定性，以及相应的分析方法。
02
非线性稳定性分析
阐述在动态载荷作用下，结构可能发生的振动和失稳现象，以及动力稳定性分析的重要性。
03
动力稳定性理论
载荷与响应
章节副标题
叁
载荷分类
静态载荷与动态载荷
静态载荷指作用在结构上不随时间变化的力，如建筑物的自重；动态载荷则随时间变化，如地震力。
01
02
集中载荷与分布载荷
集中载荷是指作用在结构上某一点或极小区域的力，如吊车的吊钩；分布载荷则是作用在较大面积上的力，如风压。
03
主载荷与次载荷
主载荷是结构设计时必须考虑的主要作用力，如桥梁的车辆荷载；次载荷则是次要的，对结构影响较小的力。
应力与应变分析
01
应力是物体内部单位面积上的内力，分为正应力、剪应力等，是分析材料受力状态的基础。
02
应变是物体在外力作用下产生的形变与原始尺寸的比值，通常通过应变片等传感器进行测量。
03
胡克定律描述了弹性范围内应力与应变的线性关系，是工程力学中分析材料行为的重要工具。
04
在结构的不连续区域，如孔洞、缺口等，应力会显著增大，这种现象称为应力集中效应。
05
反复加载下材料会产生疲劳，通过应力与应变分析可以预测结构的疲劳寿命，确保工程安全。
应力的定义和分类
应变的概念及其测量
胡克定律的应用
应力集中效应
疲劳分析与寿命预测
结构响应计算
静力分析
01
静力分析用于计算结构在恒定载荷作用下的位移、应力和内力，如桥梁在自重和车辆载荷下的响应。
动力分析
02
动力分析考虑时间因素，计算结构在动态载荷（如地震、风载）作用下的响应，如高层建筑在风振作用下的振动特性。
疲劳分析
03
疲劳分析评估结构在重复载荷作用下可能出现的疲劳破坏，如飞机机翼在多次起降循环后的寿命预测。
疲劳与断裂
章节副标题
肆
疲劳理论基础
疲劳是指材料在反复应力作用下发生的损伤累积，最终导致断裂的现象。
疲劳现象的定义
S-N曲线描述了材料的疲劳寿命与应力水平之间的关系，是疲劳分析