工程力学历史及展.ppt

工程力学 ------------------------------2010.1 四、学科分类 七、工程静力学研究主线 小 结： 3. 力与运动之关系的研究，属于动力学。 是动力学基本方程。 注意 F 、 a 是矢量。 牛顿第二定律: 物体运动状态的改变( dv/dt=a )与作用于其上 的力成正比，并发生于该力的作用线上。 力与变形之关系，是与材料有关的物理行为。 4. 力与固体的变形之关系的研究, 属固体力学。 特别地，若物体的运动状态不发生改变（a=0）, 则称物体处于平衡。 提出问题，选择有关的研究系统。 对系统进行抽象与简化，建立力学模型。 利用力学原理进行分析、推理，得出结论 与已知结论相比较，或由实验进行验证。 确认或进一步改善模型，深化认识 六、一般研究方法 工程力学解决问题的一般方法，类似于一般科学研究的普遍方法，可归纳为： 建立力学模型是最关键的。(需要知识和经验) 模型包括材料性能、载荷、约束、几何形状等 真实情况的理想化和简化。 材 料 模 型 变形体模型 刚体模型 汽车通过轮胎作用在桥面上的集中力模型 载 荷 模 型 桥面板作用在钢梁的分布力模型 例如，研究工程构件（如杆、梁、轴等）时， 先将其理想化为刚体，研究其上的受力和运动； 建立力学模型是最关键的。(需要知识和经验) 研究不同的问题，采用不同的模型。 好的模型，既能使问题的求解简化， 又能使结果基本符合实际情况，满足精度。 若进一步考虑材料的塑性，可研究其弹—塑性行为。就会得到更进一步的启发。 再将其视为变形体，并假定变形是弹性的， 研究在载荷作用下构件的弹性变形； 工程力学问题的分析，一般都需要进行 ----力的研究。 ----运动和变形的研究。 ----联系力与运动、力与变形之关系的研究。 若构件处于静止或平衡状态，则不必考虑其运动。 平衡状态的力学问题——称为静力学问题。 力的平衡关系、变形的几何协调关系 和力与变形间的物理关系。 研究工程静力学问题的主线和核心是： * * 第一章 绪论 一、 什么是力学 二、力学与工程 三、现代力学的发展及其特点 七、工程静力学研究主线 五、最基本概念--力和运动 四、学科分类 六、一般研究方法 一、什么是力学? 是各技术工程学科的重要理论基础， 是沟通自然科学基础理论与工程实践的桥梁。 所阐述的规律带有普遍性，是一门基础科学。 直接服务于工程,又是一门技术科学。 力学是研究物质机械运动规律的科学。 墨子： “力，形之所以奋也”。（公元前4世纪） 力是物体为什么改变其状态的原因。 机械、结构等 受力如何？ 如何运动？ 如何变形？破坏？ 如何控制设计？ 其目的是： 了解工程系统的性态 并为其设计提供合理的规则。 工程力学（或者应用力学）是: 将力学原理应用实际工程系统的科学。 性态 规则 二、力学与工程 以力学与航空航天工程为例简单回顾。 实验探索： 风筝、火箭、模拟鸟类滑翔等。 问题一、如何飞起来？ 到19世纪末，经典流体力学基础已经形成。 1783年6月，法蒙高兄弟布袋式热气球飞行。 1875年，氢气球载人飞行到万米高空。 19世纪后，出现了飞艇。 充填氢、氦、热空气等产生升力， 用动力装置辅助控制, 可以向任意方向飞行。 空气静力飞行：（气球、飞艇） 到20世纪，人们从理论和实践二方面研究飞行器与空气相对运动时作用力(升力，阻力)的产生及其规律。空气动力学 发展并形成新分枝。 空气动力飞行： 1949年，第一架喷气式客机“彗星号”, 可载客80名，最大起飞重量达70吨，跨音速。 1903年，莱特兄弟（美国）的木制机身、双层帆布机翼螺旋桨飞机第一次飞行。 问题二 如何飞？ 作为刚体， 研究运动规律和控制。 飞行力学 问题三 如何保证结构的安全？ 无缺陷均匀材料， 变形体。 研究对象 材料力学性能、 结构应力分析、 失效判据、设计规范。 研究内容 材料力学、结构力学、弹性力学、 计算力学等。 属于