工程力学（静力学与材料力学）（范钦珊）-工程力学课程概论.pptVIP

? 20世纪产生的另一些高新技术虽然是在其他学科指导下产生和发展起来的，但也都对工程力学提出了各式各样、大大小小的问题。 为什么赛车运动员起跑前要将车轮与地面摩擦生烟？ 为什么赛车结构前细后粗；车轮前小后大？ ? 非工业工程中的力学问题 ? 工程力学课程内容其在工程设计中的作用 ? 非工业工程中的力学问题 ? 工程力学课程内容其在工程设计中的作用 ? 工程力学课程内容 及其在工程设计中的作用 工程构件（泛指结构元件、机器的零件和部件等）在外力作用下丧失正常功能的现象称为“失效”(failure)或“破坏”．工程构件的失效形式很多，但工程力学范畴内的失效通常可分为三类：强度失效(failure by lost strength)、刚度失效(failure by lost rigidity)和稳定失效(failure by lost stability)． ? 工程力学课程内容 及其在工程设计中的作用 强度失效是指构件在外力作用下发生不可恢复的塑性变形或发生断裂。 刚度失效是指构件在外力作用下产生过量的弹性变形。 稳定失效是指构件在某种外力（例如轴向压力）作用下，其平衡形式发生突然转变。 ? 工程力学课程内容 及其在工程设计中的作用 机械加工用的钻床的立柱，如果强度不够，就会折断(断裂)或折弯(塑性变形)；如果刚度不够，钻床立柱即使不发生断裂或者折弯，也会产生过大弹性变形（图中虚线所示为夸大的弹性变形），从而影响钻孔的精度，甚至产生振动，影响钻床的在役寿命。 ? 工程力学课程内容 及其在工程设计中的作用 稳定失效的例子多见于承受轴向压力的工程构件。 翻斗货车的液压机构中的顶杆，如果承受的压力过大，或者过于细长，就有可能突然由直变弯，发生稳定失效。 压杆 ? 工程力学课程内容 及其在工程设计中的作用 工程设计的任务之一就是保证构件在确定的外力作用下正常工作而不发生强度失效、刚度失效和稳定，即保证构件具有足够的强度(strength)、刚度(rigidity)与稳定性(stability)。 所谓强度是指构件受力后不能发生破坏或产生不可恢复的变形的能力； 所谓刚度是指构件受力后不能发生超过工程允许的弹性变形的能力； 所谓稳定性是指构件在压缩载荷的作用下，保持平衡形式不能发生突然转变的能力（例如细长直杆在轴向压力作用下，当压力超过一定数值时，在外界扰动下，杆会突然从直线平衡形式转变为弯曲的平衡形式）。 ? 工程力学课程内容 及其在工程设计中的作用 为了完成常规的工程设计任务，需要进行以下几方面的工作： ? 分析并确定构件所受各种外力的大小和方向。 ? 研究在外力作用下构件的内部受力、变形和失效的规律。 ? 提出保证构件具有足够强度、刚度和稳定性的设计准则与设计方法。 工程力学课程就是讲授完成这些工作所必需的基础知识。 返回 ? 工程力学的研究模型 返回总目录 课程概论 工程力学（静力学与材料力学） 实际工程构件受力后，几何形状和几何尺寸都要发生改变，这种改变称为变形，这些构件都称为变形体(deformation body)。 ? 工程力学的研究模型 当研究构件的受力时，在大多数情形下，变形都比较小，忽略这种变形对构件的受力分析不会产生什么影响。由此，在静力学中，可以将变形体简化为不变形的刚体(rigidity body)。 当研究作用在物体上的力与变形规律时，即使变形很小,也不能忽略。但是在研究变形问题的过程中，当涉及平衡问题时，大部分情形下依然可以沿用刚体模型。 塔式吊车起吊重物后，组成塔吊的各杆件都要发生变形，这时可以认为塔吊是变形体。 ? 工程力学的研究模型 但是，如果仅仅研究保持塔吊平衡时重物重量与配重之间的关系时，又可以将塔吊整体视为刚体。 ? 工程力学的研究模型 工程构件各式各样。但是构件其几何形状和几何尺寸可以大致分为杆、板、壳和块体等几类。 ? 若构件在某一方向上的尺寸比其余两个方向上的尺寸大得多，则称为杆(bar)。梁(beam)、轴(shaft)、柱(column)等均属杆类构件。杆横截面中心的连线称为轴线．轴线为直线者称为直杆；轴线为曲线者称为曲杆。所有横截面形状和