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*******************《工程力学》课程概述《工程力学》是工程领域的重要基础课程。该课程涵盖了力的分析、刚体力学、材料力学和流体力学等核心概念。力学的基本概念力学的基本概念力学是研究物体运动和物体受力的科学，是物理学的一个分支。运动学研究物体的运动规律，不考虑引起运动的原因。动力学研究物体运动的原因，即研究物体受到的力和运动之间的关系。静力学研究物体处于静止状态时，受到的力和力矩之间的关系。力学的基本原理牛顿运动定律牛顿运动定律是经典力学的基础。它描述了物体在力的作用下的运动规律。第一定律：惯性定律，描述了物体在不受外力作用下的运动状态。能量守恒定律能量守恒定律指出，能量不会凭空产生或消失，它只会从一种形式转化为另一种形式。能量守恒定律是自然界中最基本的定律之一，它在各个学科中都有重要的应用。质点的运动学1位置、位移和速度描述质点在空间中的位置、位移和速度，包括直线运动、曲线运动和圆周运动。2加速度介绍加速度的概念，包括切向加速度和法向加速度，以及它们对运动的影响。3运动学方程建立常加速度运动和变加速度运动的运动学方程，用以分析和预测质点的运动轨迹。质点的动力学牛顿定律牛顿三大定律是质点动力学的核心，它们描述了力和运动之间的关系。动量定理动量定理将力的冲量与动量的变化联系起来，提供了一种分析质点运动的有效方法。能量守恒能量守恒定律表明，一个系统的总能量保持不变，它在不同形式之间转换。功和能功是力在运动方向上的积分，它代表能量的转移和转化。应用质点动力学在工程领域有广泛应用，例如车辆动力学、飞行器设计等。刚体的运动学1刚体运动刚体在空间中的位置变化2位移刚体从初始位置到最终位置的改变3速度刚体位移随时间的变化率4加速度刚体速度随时间的变化率刚体运动学主要研究刚体在空间中的运动规律，不考虑引起运动的原因。刚体的动力学1线性运动平移运动2角运动旋转运动3复合运动平移和旋转结合刚体动力学研究刚体在力作用下的运动规律，分析刚体在不同运动模式下的受力情况，以及其运动轨迹。平面刚体的动力学刚体的平动刚体所有质点都以相同的速度和加速度运动，每个质点都沿着相同的轨迹运动。刚体的转动刚体绕固定轴旋转，其上每个质点都以相同的角速度和角加速度运动。平面运动刚体运动在平面内进行，可以是平动、转动或平动和转动的组合。动量矩定理刚体运动的动量矩等于合外力矩对质心的一阶矩。动能定理刚体运动的动能变化等于合外力做的功。平面刚体的动力学应用起重机起重机是平面刚体动力学应用的典型例子，涉及到力矩、惯性矩和角速度等概念。摆锤摆锤的运动可以用平面刚体动力学方程来描述，涉及到重力、张力和角加速度等因素。汽车汽车的运动可以简化为平面刚体模型，研究车轮的滚动和转向等问题。弹性力学基础11.应力与应变应力是指物体内部承受外力的作用而产生的内力。应变是指物体在外力作用下发生的形变。22.胡克定律胡克定律描述了弹性材料在弹性限度内应力与应变之间的线性关系。它是一个基本的力学原理，用于预测材料的弹性行为。33.弹性模量弹性模量是衡量材料抵抗形变能力的指标。它反映了材料在弹性范围内承受应力而发生应变的能力。44.泊松比泊松比描述了材料在单向拉伸或压缩时，其横向应变与纵向应变的比例关系。应力张量和应变张量应力张量描述物体内部各点受力的状态，是一个二阶张量。应变张量描述物体内部各点形变的大小和方向，也是一个二阶张量。应力应变关系应力张量与应变张量之间存在一定的数学关系，称为本构关系。平面应力问题平面应力问题是指在物体内部，仅存在两个方向上的应力，而第三个方向上的应力为零。1基本假设物体为薄板，且厚度远小于其他两个方向的尺寸。2应力状态仅存在两个方向上的应力，而第三个方向上的应力为零。3平衡方程用于分析物体在受力下的平衡状态。4本构关系描述材料的力学性质，建立应力和应变之间的关系。平面应力问题是工程力学中常见的分析问题，广泛应用于桥梁、建筑、飞机机翼等结构的设计和分析中。平面应变问题1定义应变在x-y平面内，z方向上应变为零2应用适用于薄板或薄壁结构3特点应力状态可简化为平面应力问题平面应变问题是一种重要的力学问题，在许多工程应用中发挥着重要作用。例如，桥梁、隧道、管道等结构的应力分析，都需要考虑平面应变问题。力与应变的关系胡克定律在弹性范围内，应力和应变之间成正比，比例系数称为材料的弹性模量。胡克定律是材料力学中一个重要的基本定律，它描述了材料在弹性范围内变形时的行为。