理论力学第一章.ppt
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1、,理论力学(西南交通大学国家精品课程),主讲:沈火明,参考教材及辅导书,1沈火明,高淑英, 主编. 理论力学(第二版) .北京:中国铁道出版社, 2007 2沈火明.理论力学学习指导与能力训练.成都:西南交通大学出版 社,2007 3郝桐生,理论力学.北京:高等教育出版社,2003 4哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学1.北京:高等教育出版社, 2004 5洪嘉振.理论力学.北京:高等教育出版社,2002 6范钦栅等.理论力学.北京:清华大学出版社,2004 7沈火明,张明,古滨.理论力学基本训练(第二版).北京:国防工业 出版社,2007,力学在轨道交通中的应用,力学在桥梁工程中的应用,
2、上海杨浦大桥,汕头海湾大桥,“勇气号”火星探测器 着陆装置,力学在航天工程中的应用,力学在机械工程中的应用,道路转弯中的力学问题,力学在道路工程中的应用,力学在高层建筑中的应用,立面图,绵阳电视塔计算分析图,结论: 模型在地震作用下的响应以 一 阶振型为主,且三个地 震波下位移幅值相差不大。,力学在水利和海洋工程中的应用,理论力学,静 力 学,运 动 学,动 力 学,理论力学:研究物体机械运动一般规律的科学。,本课程的内容包括以下几部分:,理论力学研究的主要问题,静力学:研究物体在力系作用下的平衡问题, 其中包括力的基本性质和物体的受 力分析。,运动学:研究物体运动的描述,而不涉及引 起物体运
3、动的原因。,动力学:研究物体的运动变化(加速度、动 量变化等)和作用力之间的变化。,静 力 学,第一部分,主要研究以下三个问题:,1.受力分析分析作用在物体上的各种力,弄清研究对象 的受力情况。,2.平衡条件建立物体处于平衡状态时,作用在物体上的 力系应满足的条件。,3.利用平衡条件求解未知力,以解决工程中的相关问题。,要研究的问题: 如何建立力学模型 如何进行受力分析 如何寻找平衡规律,第一章 静力学的基本概念和物体的受力分析,第三节 约束和约束反力,第二节 静力学的公理体系,第一节 静力学基本概念,第四节 物体的受力分析和受力图,第一节 静力学基本概念,1.刚体的概念,任何物体在力的作用下
4、,任意两点之间均将产生相对运动,使其初始位置发生改变,称之为 位移 。从而导致物体发生 变形 。忽略物体的变形时,将其抽象为 刚体。刚体是一个理想化的模型。,力的作用效应(effects of action of the force): 内效应(internal effect): 物体的变形。 外效应(external effect): 物体的运动状态的改变,注意: 力作用于可变形的物体时,既有内效应,也会有外效应。 力作用于刚体时,不会有内效应,只可能有外效应。,“勇气号”火星探测器 着陆装置,在理论力学的静力学中,所研究的物体只限于刚体,故又称刚体静力学。,2.力的概念,力对物体作用的效应
5、,决定于力的大小、方向(包括方位和指向)和作用点,这三个要素称为力的三要素。,(2)力的三要素,力是物体间的相互作用,这种作用使物体的运动状态发生变化。,(1)力,(3)等效力系,作用在物体上的若干个力总称为力系,以 ( )来表示。,等效力系:作用于物体上的一个力系可用另一个力系代替,而不改变原力系对物体作用的 外效应,用 ( )( )来表示。如下图所示。,等效力系(equivalent force system): 对同一刚体产生相同作用效应的力系,力 系(force system): 作用在物体上的一组力,合力(resultant force) : 与某力系等效的力,要使物体处于平衡状态,
6、作用于物体上的力系必须满足一定的条件,这些条件称为力系的平衡条件;,3. 平衡条件与平衡力系,物体平衡是指物体相对于地面保持静止或作匀速直线运动的状态。,作用于物体上正好使之保持平衡的力系则称为平衡力系。,平衡力系(force system in equilibrium): 对刚体不产生任何作用效应的力系,4. 集中载荷和分布载荷,作用于刚体上的两个力,使刚体处于平衡状态的必要与充分条件是:这两个力等值,反向,共线。,只受两个力作用而处于平衡的物体。,公理1 二力平衡公理,二力构件(二力体),第二节 静力学的公理体系,在作用于刚体上的已知力系中,加上或减去任一平衡力系,并不改变原力系对刚体的效
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- 理论 力学 第一章
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