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工程力學視頻教程 材料力學視頻 理論力學視頻 張莉76講 哈工大
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 課程編號: HEBGYDX_4566 課程格式:CSF格式
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工程力學視頻教程 材料力學視頻 理論力學視頻 張莉76講 哈工大 課程介紹:
CSF格式

工程力學視頻教程 張莉76講 哈工大
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課程介紹
  工程力學是一門研究物體機械運動以及構件的強度、剛度和穩定性的科學。工程力學是工科院校的一門技術基礎課,講述力學的基本知識和基本理論,在基礎課和專業課之間架起橋梁,它為結構的機械運動分析和強度計算提供必要的理論基礎。 工程力學所包含的內容及其廣泛,本課程所論之工程力學包括“靜力學”、“運動力學基礎”和“材料力學”三部分。靜力學研究物體的受力和平衡規律,運動力學基礎研究物體運動時其位置變化的規律以及運動狀態與作用力之間關系,材料力學研究物體在外力作用下的變形和失效現象。本課程的主要研究內容為:分析并確定構件所受各種外力的大小和方向;研究在外力作用下構件的內部受力、變形和失效的規律;提出保證構件具有足夠強度、剛度和穩定性的設計準則和方法;最后簡要介紹了外力和物體運動狀態的關系。

教師信息
  張莉:(1968-),博士,副教授。
  
  主要承擔《理論力學》、《工程力學》、《斷裂力學》的本科教學工作,以及《有限元及軟件應用》的研究生教學工作。參編教材2部,參編教輔書籍3部。
  主要的研究方向:材料的疲勞與損傷;復合材料斷裂;工程結構分析的數值模擬。發表學術論文30余篇,承擔各類科研課題10余項。

重點難點
  第一章 緒論
  重點:
  1)明確工程力學的研究對象。
  2)掌握工程力學的任務。
  3)了解工程力學的學習方法。
  第二章 靜力基本概念和受力分析
  重點:
  1)力、剛體、平衡及力系等基本概念。
  2)靜力學公理及推論。
  難點:
  1)工程中常見約束的約束力。
  2)物體的受力分析,受力圖。
  第三章 平面匯交力系與平面力偶系
  重點:
  1)平面匯交力系合成的幾何法--力的多邊形、力多邊形的封閉邊。
  2)平面匯交力系平衡的幾何條件—力多邊形的自行封閉。
  3)力的投影和分解。
  4)平面匯交力系的合力。
  5)平面匯交力系平衡的解析法:平衡條件和平衡方程。
  6)力矩的概念和計算。
  7)力偶的概念和性質。
  8)平面力偶系的平衡:平衡條件和平衡方程。
  難點:
  1)力偶矩的計算。
  2)平面力偶系的簡化。
  第四章 平面任意力系
  重點:
  1)力的平移定理。
  2)平面任意力系向作用面內一點簡化結果。
  3)平面任意力系的平衡條件和平衡方程。
  難點:
  1)平面任意力系的最終簡化結果。
  2)物體系統的平衡。
  3)靜定和超靜定問題。
  第五章 空間力系
  難點:
  1)空間匯交力系的合成。
  2)空間匯交力系的平衡條件和平衡方程。
  3)力對點之矩、力對軸之矩及二者之間的關系。
  4)空間力偶系的合成。
  5)空間力偶系的平衡條件和平衡方程。
  6)空間任意力系向一點簡化的結果。
  7)空間任意力系最終的簡化結果。
  8)空間任意力系的平衡條件和平衡方程。
  第六章 彈性變形體靜力分析基礎
  重點:
  1)變形固體的基本假設。
  2)內力及截面法。
  3)應力的概念及計算。
  4)變形、應變。
  5)胡克定律。
  6)桿件的基本變形形式。
  第七章 軸向拉伸與壓縮
  重點:
  1)拉、壓桿的內力、截面法及軸力圖。
  2)拉、壓桿橫截面上的正應力。
  3)拉、壓桿的強度條件。
  4)拉、壓桿的縱、橫向變形。
  5)泊松比。
  6)材料拉伸和壓縮時的機械性能。
  第八章 剪切的實用計算
  重點:
  1)剪切變形的剪力及其計算。
  2)剪切變形的切應力及其計算。
  3)剪切變形的強度條件。
  4)擠壓變形的擠壓力及其計算。
  5)擠壓應力及其計算。
  6)擠壓變形的強度條件。
  難點:
  1)有效擠壓面積的定義。
  第九章 扭轉
  重點:
  1)外力偶矩、扭矩、扭矩圖。
  2)圓軸扭轉時橫截面上的應力。
  3)圓軸扭轉時的強度條件。
  4)圓軸扭轉時的變形。
  5)圓軸扭轉時的剛度條件。
  第十章 彎曲的應力分析和強度計算
  重點:
  1)彎曲內力—剪力和彎矩,剪力方程和彎矩方程,剪力圖和彎矩圖。
  2)純彎曲梁橫截面上的正應力。
  3)彎曲變形的強度條件。
  難點:
  1)剪力、彎矩和載荷集度間的關系。
  第十一章 梁的位移計算
  重點:
  1)撓度、轉角。
  2)撓曲線微分方程。
  3)梁的剛度條件。
  難點:
  1)求梁位移的積分法。
  2)求梁變形的疊加法。
  第十二章 應力狀態和強度理論
  難點:
  1)平面應力狀態任意斜截面上的應力。
  2)平面應力狀態的主應力、主平面和最大切應力。
  3)平面應力狀態的應力圓。
  4)廣義胡克定律。
  5)強度理論。
  第十三章 組合變形
  難點:
  1)斜彎曲時橫截面上的應力。
  2)斜彎曲時的強度計算。
  3)拉伸(壓縮)彎曲組合變形時橫截面上的應力。
  4)拉伸(壓縮)彎曲組合變形時的強度計算。
  5)彎曲和扭轉組合變形時橫截面上的應力。
  6)彎曲和扭轉組合變形時的強度計算。
  第十四章 壓桿穩定
  重點:
  1)壓桿穩定的概念。
  2)壓桿的臨界力和臨界應力。
  3)歐拉公式。
  4)壓桿的穩定條件。
  5)壓桿的穩定計算方法。
  第十五章 運動學基礎
  重點:
  1)點運動的弧坐標和直角坐標表示法。
  2)剛體的平動和定軸轉動。
  3)定軸轉動剛體的轉動微分方程。
  4)轉動慣量。
  5)動能定理。
  難點:
  1)點的速度、切向加速度和法向加速度。
  2)點的速度合成定理。
  3)平面運動剛體上一點速度的計算。
  4)剛體慣性力系的簡化。
  5)動靜法。
  第十六章 動載荷和交變應力
  重點:
  1)交變應力、疲勞極限和疲勞強度。
  難點:
  1)靜應力、動應力和動荷系數。
  2)構件做勻加速直線運動和勻速轉動時的應力和強度計算。

學習安排
  第一章:1學時 第二章:3學時 第三章:4學時 第四章:8學時
  第五章:4學時 第六章:2學時 第七章:4學時 第八章:2學時
  第九章:4學時 第十章:10學時 第十一章:4學時 第十二章:8學時
  第十三章:4學時 第十四章:4學時 第十五章:8學時 第十六章:2學時
參考書目
  沈養中主編,《工程力學》(第一分冊),高等教育出版社,2003
  范欽珊主編,《工程力學》,高等教育出版社,1989
  哈工大理論力學教研室編,《理論力學》第六版,高等教育出版社,2002
  趙九江,張少實,王春香主編,《新編材料力學》,哈爾濱工業大學出版社,2002
  哈爾濱工業大學精品課程網站

■ 詞 匯 表
  靜力學:研究物體在力系作用下的平衡條件的科學。
  力:指物體間相互的機械作用,這種作用改變物體的機械運動狀態或形狀及大小。
  力系:指作用在物體上的一群力。
  平衡:是指物體相對于慣性參考系保持靜止或勻速直線運動。
  等效力系:將作用在物體上的一個力用另一個與它等效的力系來代替,這兩個力系互為等效力系。
  合力:如果某力系與一個力等效,則此力稱為該力系的合力。
  分力:如果某力系與一個力等效,則該力系的各力稱為該力的分力。
  平衡力系:滿足平衡條件的力系。
  自由體:位移不受限制的物體。
  非自由體:位移受到限制的物體。
  約束:對非自由體的某些位移起限制作用的周圍物體。
  約束力:約束對非自由體的作用力。
  物體的受力分析:確定構件受了幾個力,每個力的作用位置和力的作用方向,這種分析過程稱為物體的受力分析。
  主動力:預先已知的力。
  被動力:約束對物體的約束力,為未知的。
  受力圖:表示物體受力的簡明圖形。
  二力構件(二力桿):只在兩個力作用下平衡的構件。
  平面匯交力系:各力的作用線都在同一平面內且匯交于一點的力系。
  力偶:由兩個大小相等、方向相反且不共線的平行力組成的力系。
  力偶臂:力偶中兩個力的垂直距離。
  力偶的作用面:力偶所在的平面。
  力的平移定理:可以把作用在剛體某點的力平行移到任意一點,但必須同時附加一個力偶,這個附加力偶的矩等于原來的力對新作用點的矩。
  主矢:任意力系中各力的矢量和。
  主矩:任意力系各力對簡化中心矩的矢量和。
  靜定問題:當系統中未知量的數目等于獨立平衡方程的數目,則所有未知數都由平衡方程求出,這樣的問題稱為靜定問題。
  超靜定問題:當系統中未知量的數目大于獨立平衡方程的數目,則所有未知數不能全部由平衡方程求出,這樣的問題稱為超靜定問題。
  力螺旋:由一力和一力偶組成的力系,其中力垂直于力偶的作用面。
  滑動摩擦力:兩個表面粗糙的物體,當其接觸面間有相對滑動趨勢或相對滑動時,彼此作用有阻礙相對滑動的阻力。
  全約束力:支撐面對平衡物體的約束力,包括法向和切向約束力。
  摩擦角:全約束力和法向間夾角的最大值。
  自鎖現象:如果作用在物體上的全部主動力的合力的作用線在摩擦角之內,則無論這個力多么大,物體必保持靜止。這種現象稱為自鎖現象。
  矢徑:動點相對于原點的位置矢量。
  點的速度:點的矢徑對時間的一階導數。
  點的加速度:點的速度對時間的變化率。
  速度矢端曲線:點的速度矢量的端點構成的曲線。
  自然法:利用點的運動軌跡建立弧坐標及自然軸系,并利用它們描述和分析點的運動的方法。
  切向加速度:加速度沿軌跡切線方向的分量。
  法向加速度:加速度沿軌跡法線方向的分量。
  剛體的平移:如果物體內任取一條直線段,在運動過程中這條直線段始終與它的初始位置平行,這種運動稱為平行移動,簡稱平移。
  剛體的定軸轉動:剛體在運動時,其上或其擴展部分有兩點保持不動,則這種運動稱為剛體的定軸轉動,簡稱轉動。
  角速度:轉角對時間的一階導數。
  角加速度:角速度對時間的一階導數。
  合成運動:相對某一參考體的運動可由相對其他參考體運動的幾個運動的合成,稱這種運動為合成運動。
  定參考系:習慣把固連于地球的參考系稱為定參考系,簡稱定系。
  動參考系:固連于其他相對于地球運動的參考體上的坐標系稱為動參考系,簡稱動系。
  絕對運動:動點相對于定參考系的運動。
  相對運動:動點相對于動參考系的運動。
  牽連運動:動參考系相對于定參考系的運動。
  牽連點:在動參考系上與動點相重合的那一點。
  牽連速度:牽連點的速度。
  牽連加速度:牽連點的加速度。
  點的速度合成定理:動點在某瞬時的絕對速度等于它在該瞬時的牽連速度和相對速度的矢量和。
  剛體的平面運動:在運動中,剛體上的任意一點與某一固定平面始終保持相等的距離,這種運動稱為平面運動。
  速度瞬心:在某瞬時,平面圖形內速度等于零的點,稱為瞬時速度中心,簡稱速度瞬心。
  瞬時平移:在該瞬時,圖形上各點的速度分布如同圖形作平移的情形一樣。
  質點:具有一定質量而幾何形狀和尺寸大小可以忽略不計的物體。
  質點系:由幾個或無限個相互聯系的質點所組成的系統。
  動靜法:利用靜力學中研究平衡問題的方法研究動力學問題。
  強度:構件抵抗破壞(斷裂或產生明顯的塑性變形)的能力。
  剛度:構件抵抗變形的能力。
  穩定性:構件保持其原有平衡形態的能力。
  機械性質:材料在外力作用下表現出的變形和破壞等方面的特性。
  內力:構件受外力作用后,在其內部由于各部分的相對位置改變引起內力的改變,這種由宏觀變形引起的“附加內力”在工程力學中稱為內力。
  應力:單位面積上的內力值。
  正應力:垂直于截面的應力分量。
  切應力:與截面相切的應力分量。
  應力狀態:一點處各個截面上應力的集合。
  線應變:單位長度上的伸長或縮短。
  應變狀態:一點處沿各方向的線應變和任意兩正交線段的角應變的集合。
  軸向拉伸或壓縮:所受外力的合力與桿軸線重合,沿軸線方向發生伸長或短變形。
  軸力圖:表示軸力隨截面位置變化情況的圖形。
  彈性變形:外力卸去后可以消失的變形。
  塑性變形:卸載后不能恢復的變形。
  比例極限:線彈性階段的最大應力。
  彈性極限:不產生塑性變形的最大應力。
  屈服極限:屈服載荷除以以初始橫截面面積。
  強度極限:試件拉斷前所能承受的最大載荷除以初始橫截面面積。
  延伸率(伸長率):試件拉斷后,工作段的殘余伸長量與標距長度的比值。
  截面收縮率:用試件的初始橫截面面積減去斷裂后頸縮處的最小截面面積,并除以初始橫截面面積。
  極限應力:材料破壞時的應力。
  許用應力:極限應力除以安全系數。
  剪切變形:構件受到與其軸線相垂直的大小相等、方向相反、作用線相距很近的兩個外力作用,產生沿著與外力作用線相平行的受剪面發生相對錯動。
  擠壓:在連接件和被連接件之間傳遞壓力的接觸面上還受到擠壓力的作用。
  扭轉變形:在桿件的兩端作用有兩個大小相等,方向相反,且作用面垂直于桿件軸線的力偶,致使桿件的任意兩個橫截面發生繞桿件軸線作相對轉動的變形。
  扭轉角:扭轉時桿件的兩個橫截面相對轉動的角度。
  扭矩圖:表示扭矩沿軸線變化情況的圖形。
  彎曲變形:直桿在與其軸線垂直的外力作用下,軸線呈曲線形狀的變形。
  平面彎曲:當作用在梁上的所有外力都在縱向對稱面內,梁的軸線變形后為此對稱面的曲線。
  橫力彎曲:橫截面上既有剪力又有彎矩的平面彎曲。
  純彎曲:橫截面上只有彎矩,沒有剪力的平面彎曲。
  中性層:構件內有一層纖維既不伸長也不縮短,這層纖維稱為中性層。
  中性軸:中性層與橫截面的交線。
  主平面:該截面上只有正應力沒有切應力。
  主應力:主平面上的正應力。
  組合變形:構件在外力作用下同時產生幾種基本變形形式。
  臨界力:壓桿由穩定過渡到不穩定,軸向壓力的臨界值。   

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