理论力学1绪论课件.ppt

1、一、力学、土木工程力学与理论力学 经典力学 绝对时空 v光速 一般力学固体力学 流体力学 交缘力学 微观 宇观 量子力学 相对论力学 (质量与尺寸随v而变化 )宏观研究杆状构件的强度，刚度和稳定性 。研究杆系结构的强度，刚度和稳定性。流体力学：弹性力学：固体力学材料力学：结构力学： 研究非杆结构在弹性阶段 的强度、刚度和稳定性。研究流体受力与运动规律。 理论力学： (属于一般力学) 包 括：研究质点系机械运动一般规律。静力学、运动学和动力学拱形建筑：充分利用砖石抗压性，提高承载能力二、土木工程力学研究对象和内容湖南耒阳电厂72m124m大型煤棚2000年4月14日12点10分使用近五年大型煤棚

2、发生突然整体倒塌。拱形建筑平衡失稳的例子应县木塔 建于1056年 比萨斜塔 建于11731370年早期建筑的特点:早期筒体结构建筑 高度低， 跨度小，承载能力低，材料为砖石和木材。北京朝阳体育馆 预应力混凝土双塔斜拉桥 都江堰 海洋平台 格拉加尼亚修道院教堂-薄壳结构土木工程系统各构件力的内、外效应。达到既安全又经济。 a.强度抵抗破坏能力b.刚度抵抗变形能力c.稳定性维持原态能力保障安全。用材最少，造价最低。理 力结 力研究整体与各部分之间的相互作用力，包括各杆件内力。各杆件的应力与变形，强度与刚度计算。1、研究对象:安 全:经 济:材 力2、研究内容包括几何静力学、分析静力学(第八章介绍)

3、应 用:变形固体 块、板、壳.杆与杆结构.三大关系(1) 静力学:研究物体所受力系的简化平衡规律及其应用。质点系、刚体、流体平衡、几何、物理(2) 运动学:(与力无关、也是变形体运动基础) (3) 动力学:包括质点系、刚体，变形体的动力效应。研究点与刚体运动的几何性质研究物体所受力与运动间的关系变形(包含刚体位移和相对位移)刚体运动FBCABC包括位移、轨迹、速度、加速度。三、(工程系统的)力学模型1、基本模型:2、一般模型: 理想流体(无粘性) 。质点系基本理论(包括一切模型)质 点: 具有质量的几何点。刚 体: 任何两点距离不变的几何体。变形固体: 连续、均匀、各向同性或各向异性假设。分为

4、宏、细、微三层次。流 体: 1.横梁如图所示，外力和内力视为刚体，求变形和内力分布。求外效应 求内效应合理选择求外力FyF刚体，不影响精度。变形固体，由三大关系联合求解。视为变形体。1yF2地震学中视为多相变形固体。 土木工程中视为弹性半空间。2.地球:天文学中视为质点或刚体。3、特殊模型:温度变化、电磁效应、支座移动，加工误差等。工程系统的计算简图(结构与机构)形状轮廓线、杆轴线联结铰接:限制平移、可转动刚结:限制平移与转动弹性:可变形荷载恒载与活载静载与动载表面力与体积力分布力与集中力 其它外因:pKK 基本模型（质点系 ）普遍定理力学模型数学模型理论解答误差检验 结果实际对象抽象简化 是

5、否实验模拟基本定律 公理化修改力学模型解析计算四、研究途径与方法1、途径: 分理论体系与工程应用两条。2、方法:抽象化:梁上电机振动模型sinht屋 架桁 架分析力学：从两个基本原理出发.公理化:静力学：从5条公理出发.动力学： 从牛顿三大定律出发.数学方法: 矢量分析、代数方程、微分方程。计算机方法: 数值计算、过程仿真。实验方法:机械测试、电测、光测等。开拓新方法: 校核优化设计 响应 参数识别(系统几何物理特性)逆问题五、学习目的建筑力学是结构工程师的看家本事。土木专业:机械专业:1、直接解决工程问题。涉及广泛工程领域:新领域:2、后续课程基础其它力学课程的基础.土、水、机、航、材、地。

6、 生物技术、能源、材料(纳米)、电子技术工程领域的创新离不开力学。 砼结构、钢结构、土力学与地基、流体力学、弹性力学. 材力、结力、弹塑性力学、机械零件、机械原理、机械动力学 3、培养能力: 抽象与逻辑思维；运动、变形与受力分析；计算模型与方法的选择。a、具体结构的计算与技能(编程与应用软件)b、经典结构力学求解问题c、力学过程的仿真都需要定性分析经典方法分析能力计算机分析能力定性分析能力 工程中的概念设计、(“结构概念与体系”)估算判断、模型建立。形成“定性结构力学”新课程。寻找新问题与新途径。创新能力 创造新思想、新方法、新产品的能力。发散性:开放性:探索性:想象性:多向性创新思维特点:一题多解、多问、多变 主动索取想象力比知识更重要。由被动接收直觉性:又如:如:Fa;m 1.失重状态、火焰形状如何？Fm不需逐步分析、迅速作出合理猜测与判断质点受力如图 试求v=?