理论力学-绪论

TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChina理论力学绪论主讲人：陈小霞联系方式：[e-mail]ical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChina课程参考书目•《理论力学》，哈工大编，高等教育出版社。•《理论力学》，郝桐生等编，高等教育出版社。•《理论力学习题指导》，哈工大编，哈工大出版社。TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChina本节课需要解决的问题:1、理论力学是一门什么课？2、为什么要学习理论力学？3、如何学好理论力学？4、理论力学的研究对象和任务是什么？TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChinaPARTA什么是理论力学TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChina先看花样滑冰表演：滑行的快慢和表演的动作花样有没有关系呢？TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChina花样滑冰运动员一方面通过肢体语言表达感情。另一方面,更主要的是通过两臂的收缩与伸展来改变自身滑行的速度。转动惯量TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChinaPARTA、什么是理论力学再看一下走钢丝的表演：平衡杆为什么要设计得比较长？在走钢丝表演中起到什么作用？TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChinaPARTA、什么是理论力学起重机械此处的配重应为多少?TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChinaPARTA、什么是理论力学1999年1月4日，四川綦(qi)江彩虹桥在一队武警经过的时候突然发生倒塌，造成40人死亡。四川綦江彩虹桥坍塌事故TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChinaPARTA、什么是理论力学四川綦江彩虹桥坍塌事故事故原因由于武警经过时齐步走造成的共振...TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChinaPARTA、什么是理论力学四川綦江彩虹桥坍塌事故事故原因桥体结构设计不合理劣质工程材料TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChina1940年11月7日，美国华盛顿州塔科马桥因风振致毁。这一严重的桥梁事故，开始促使人们对悬索桥结构的空气动力稳定问题进行研究。该桥主跨长853.4m，全长1810.56m，桥宽11.9m，而梁高仅1.3m。通过两年时间的施工，于1940年7月1日建成通车。但由于当时人们对柔性结构在风作用下的动力响应的认识还不深入，该桥的加劲梁型式极不合理（板式钢梁），导致在中等风速(19m/s)下结构就发生破坏。幸好在桥梁破坏之前封闭了交通。据说，在出事当天，一位记者把车停在桥上，并把一条狗留在车内。桥倒塌时，只有他本人跑到了桥台处。当地的报纸以简洁的标题对这场事故作了报道，“损失：一座桥、一辆汽车、一条狗”。10年以后，才开始重新修建塔科马桥。仍采用悬索桥型式，但加劲梁改为桁架式。新桥总长较旧桥长12m，于1950年10月14日建成通车。该桥破坏时，当地Tacoma报社的编辑LeonardCostsworth恰好路过，并用摄影机记录下一段珍贵的胶片。这才使得后人有机会一睹当年桥毁场面。PARTA、什么是理论力学美国Tacoma大桥风毁TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChinaPARTA、什么是理论力学TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChinaPARTA、什么是理论力学以上的这些问题都可以用一门学科加以解释或解决，这就是TheoreticalMechanics理论力学TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChinaPARTA、什么是理论力学理论力学静力学运动学动力学理论力学是研究物体的机械运动规律及其应用的科学，理论力学是力学的学科基础。它可分为静力学、运动学和动力学三部分：①静力学：研究物体在平衡状态下的受力规律；②运动学：研究物体机械运动的描述，如速度、切向加速度、法向加速度等等，但不涉及受力；③动力学：讨论质点或者质点系受力和运动状态的变化之间的关系。TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChina力学具备完整的学科结构和体系。力学是机械制造、土木工程、道路桥梁、航空航天工程、材料工程等的基础，在人类的实践活动中无处不在，并且深刻地影响着人类的实践活动。力学又称经典力学，是研究通常尺寸的物体在受力下的形变，以及速度远低于光速的运动过程的一门自然科学。力学是物理学、天文学和许多工程学的基础，机械、建筑、航天器和船舰等的合理设计都必须以经典力学为基本依据。TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChina绪论PARTB理论力学与设计创新TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChinaPARTB、理论力学与设计创新案例1拖把的设计传统拖把新型拖把TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChinaPARTB、理论力学与设计创新案例1拖把的设计TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChinaPARTB、理论力学与设计创新案例1拖把的设计TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChinaPARTB、理论力学与设计创新案例1拖把的设计TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChinaPARTB、理论力学与设计创新案例2超现代感力学设计的电脑桌结构简单承载能力强自重轻富有空间现代感突出TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChina第0章绪论PARTC理论力学的研究对象TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChinaPARTC、理论力学的研究对象关于质点、质点系以及刚体质点一个具有质量而没有体积和形状的点。质点系多个质点组成的系统，质点的数量可以是有限的也可以是无限的。刚体在外力作用下不发生变形的物体。TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChinaPARTC、理论力学的研究对象关于刚体和变形体实际物体，例如工程结构，机器零件，在外力作用下是不可能不发生微小的变形的。但是这种变形，往往非常小，在研究平衡问题时，可以完全忽略。因此在静力问题中，通常我们假设所处理的对象均为刚体。TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChina绪论PARTD力学发展史简介TheDepartmentofMechanical-ElectricalEngineering,ZhengZhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,PRChina1.阿基米德Archimedes，约前287—212古希腊的阿基米德对杠杆平衡、物体重心位置、物体在水中受到的浮力等作了系统研究，确定它们的基本规律，初步奠定了静力学即平衡理论的基础。2.伽利略GalileoGalilei，1564.2.15－1642.1.8伽利略在实验研究和理论分析的基础上，最早阐明自由落体运动的规律，提出加速度的概念。3.牛顿IsaacNewton,1643.1.4-1727.3.20牛顿继承和发展前人的研究成果(特别是开普勒的行星运动三定律)，提出物体运动三定律。4.阿尔伯特·爱因斯坦AlbertEinstein,1879.3.14-1955.4.18相对论的创建人，对牛顿力学的诸多问题进行整改、修复和完善，