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工程力學(xué)公式總結(jié)
工程力學(xué)公式總結(jié)
一課程說(shuō)明
《工程力學(xué)》(1)、(2)是廣播電視大學(xué)開(kāi)放教育“水利水電工程專業(yè)”學(xué)生必修的技術(shù)基礎(chǔ)課。它包含理論力學(xué)(靜力學(xué)部分)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)三部分內(nèi)容。它以高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)為基礎(chǔ),通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生具有初步對(duì)工程問(wèn)題的簡(jiǎn)化能力,一定的分析與計(jì)算能力,是學(xué)習(xí)有關(guān)后繼課程和從事專業(yè)技術(shù)工作的基礎(chǔ)。本課程課內(nèi)學(xué)時(shí)70,試驗(yàn)學(xué)時(shí)4。
通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握物體的受力分析、平衡條件及熟練掌握平衡方程的應(yīng)用;掌握基本構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問(wèn)題的分析和計(jì)算;掌握平面桿件結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的計(jì)算方法。
本課程的文字教材選用李前程、安學(xué)敏編著的《建筑力學(xué)》,由中國(guó)建筑工業(yè)出版社出版;并配有6講電視課。本課程按兩學(xué)期開(kāi)設(shè),2000春開(kāi)設(shè)《工程力學(xué)》(1)。本學(xué)期的學(xué)習(xí)內(nèi)容為該教材的前十章,并輔以“應(yīng)用力學(xué)仿真試驗(yàn)”課件完成試驗(yàn)。本學(xué)期課程的教學(xué)基本要求:
1、掌握剛體平衡方程的應(yīng)用。
2、掌握基本構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問(wèn)題的分析。
3、了解桿件結(jié)構(gòu)的基本組成規(guī)則。
4、掌握靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移的計(jì)算方法
二、基本內(nèi)容、要求及學(xué)習(xí)要點(diǎn)
第一章 緒論
(一)基本內(nèi)容及要求
1.結(jié)構(gòu)與構(gòu)件
(1)理解結(jié)構(gòu)的概念;
。2)了解結(jié)構(gòu)按其幾何特征的三種分類。
2.剛體、變形體及其基本假設(shè)
。1)了解建筑力學(xué)中物體的概念;
。2)掌握在建筑力學(xué)中將物體抽象化為兩種計(jì)算模型,以及剛體、理想變形固體的概念及其主要區(qū)別。
。3)掌握彈性變形與塑性變形的概念。
3.桿件變形的基本形式
。1)掌握軸向變形或壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲四種基本變形的變形特點(diǎn)。
4.建筑力學(xué)的任務(wù)和內(nèi)容
。1)了解建筑力學(xué)的任務(wù)、目的,結(jié)構(gòu)正常工作必須滿足的要求;
。2)掌握強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的概念;
(3)了解建筑力學(xué)的內(nèi)容。
5.荷載的分類
(1)掌握荷載的概念;
(2)了解按荷載作用范圍的分類及分布荷載、集中荷載的概念;
(3)了解按荷載作用時(shí)間的分類及恒荷載、活荷載的概念;
(4)了解按荷載作用性質(zhì)的分類及靜荷載、動(dòng)荷載的概念及動(dòng)荷載作用的基本特點(diǎn)。
第二章 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖、物體受力分析
(一)基本內(nèi)容及要求
1.約束與約束反力
(1)了解自由體、非自由體的概念;
。2)掌握約束的概念、功能,約束反力的概念,以及約束反力的方向總是與它所限制的位移方向相反的概念;
(3)了解柔索的約束功能,柔索約束反力的方向;
。4)了解光滑面的約束功能,光滑面的約束反力的作用點(diǎn)及作用方向;
。5)掌握光滑圓柱鉸鏈約束的構(gòu)成、簡(jiǎn)化圖形、約束功能及約束反力;
。6)掌握固定鉸支座的概念、構(gòu)成、簡(jiǎn)化圖形、約束功能、約束反力及約束反力的指向;
。7)掌握鏈桿(二力桿)的概念、約束反力的作用點(diǎn)及其作用線,能夠應(yīng)用二力桿的概念分析結(jié)構(gòu)的受力;
。8)掌握固定端約束的概念、簡(jiǎn)化圖形、約束功能及約束反力;
。9)掌握定向支座簡(jiǎn)化圖形、約束功能及約束反力。
2.結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖
。1)了解結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的概念、特點(diǎn);
。2)掌握結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖中鉸結(jié)點(diǎn)、剛結(jié)點(diǎn)、組合結(jié)點(diǎn)在桿件受荷載作用產(chǎn)生變形時(shí)的特點(diǎn);
(3)了解工程中常見(jiàn)的平面桿系結(jié)構(gòu)的分類,梁、拱、剛架、桁架及組合結(jié)構(gòu)的構(gòu)成、特點(diǎn)及計(jì)算簡(jiǎn)圖。
3,物體受力分析
。1)了解物體系統(tǒng)的概念;
。2)熟練掌握物體受力分析的兩個(gè)步驟:取分離體,畫受力圖;物體受力分析的方法;
。3)掌握在受力分析時(shí)應(yīng)注意的幾點(diǎn)事項(xiàng)。
(二)學(xué)習(xí)要點(diǎn)
1.典型約束的確定(p6)
約束性質(zhì)——(位移)約束的數(shù)目及方向
約束反力——對(duì)應(yīng)的約束反力及方向
。1)一個(gè)位移約束:鏈桿、柔索*、光滑面*—— 一個(gè)約束反力
。2)二個(gè)位移約束:鉸(鏈)、鉸支座 —— 二個(gè)約束反力
(3)三個(gè)位移約束:剛結(jié)、固定支座 —— 二個(gè)約束反力、一個(gè)約束反力偶
。4)一個(gè)位移一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)約束:定向支座:—— 一個(gè)約束反力、一個(gè)約束反力偶
*除柔索與光滑面約束可確定約束方向外,其余只確定約束力作用線,方向可假設(shè)。
2.受力圖(p12)
取分離體——把研究的物體(體系)分離出來(lái),即撤除與周圍(地、物體)的聯(lián)系。
畫受力圖——畫出分離體(物體、體系)所受全部力,包括荷載與對(duì)應(yīng)的約束力。
。1)受力圖上只畫外力,不畫內(nèi)力;
2)內(nèi)力、外力因分離體不同而相互轉(zhuǎn)化;
(3)內(nèi)力與外力、作同力與反作同力的概念。
參考題目:
[例] 2-1、2
[習(xí)題] 2-1(b)、(d)* *錄像中作為例題講解。
第三章 力系簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)知識(shí)
(一)基本內(nèi)容及要求
1.了解力系、合力的概念;
2.平面匯交力系的合成與平衡條件
。1)了解平面匯交力系的概念;
。2)熟練掌握二匯交力系合成的平行四邊形法則(或三角形法則),能夠利用公式求解合力的大小及方向;
。3)熟練掌握平面匯交力系合成的幾何法╠╠力多邊形法;
。4)了解力在軸上的投影,掌握合力投影定理;
。5)掌握平面匯交力系合成的解析法,能夠應(yīng)用力在直角坐標(biāo)軸上的投影來(lái)計(jì)算合力的大小,確定合力的方向;
。6)熟練掌握平面匯交力系平衡的充分和必要條件,能夠熟練地應(yīng)用平衡方程解題;
。7)掌握力對(duì)點(diǎn)的矩的定義、單位、正負(fù)規(guī)定,能夠應(yīng)用公式進(jìn)行計(jì)算;
。8)掌握力偶的定義,以及力偶的第一個(gè)性質(zhì);
。9)掌握力偶矩的定義、單位,力偶的第二個(gè)性質(zhì)、以及由力偶的等效定理引出的兩個(gè)推論;
。10)熟練掌握平面力偶系的合成方法與平衡條件,能夠平衡方程求解未知量
。11)熟練掌握力的平移定理。
(二)學(xué)習(xí)要點(diǎn)
1.力在坐標(biāo)軸的投影
(1)力系與力系的合力(p19)
。2)平行四邊形法則(三角形法則)、多邊形法則(p19)
——力的合成與分解、等效的概念
2.匯交力系的合成與平衡
。1)力的投影,(p20)
。2)合力投影定理(p21)
。3)匯交力系合成(3-5),(p22)
。4)平衡條件(3-6),(3-7)(p22)
3.力矩與力偶
(1)力對(duì)點(diǎn)之矩(3-8),(3-9)(p25)
。2)力偶定義(p26)
力偶性質(zhì)—(不等效一個(gè)力,也不能與一個(gè)力平衡)
。3)力偶與力是力學(xué)中的兩個(gè)基本要素
。4)力偶矩(三個(gè)因素:力大小、力偶臂大小、轉(zhuǎn)向)
力偶性質(zhì)二(力偶的轉(zhuǎn)動(dòng)效果由力偶矩確定,與矩心無(wú)關(guān))
——力矩與力偶矩的區(qū)別:
力對(duì)點(diǎn)之矩一般與矩心位置有關(guān),對(duì)不同的矩心轉(zhuǎn)動(dòng)效果不同;
力偶與矩心位置無(wú)關(guān),對(duì)不同點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)效果相同。
4.力對(duì)點(diǎn)之矩的計(jì)算(同3.(1))(p25)
=±flsinα(3-8)
其中:l—力作用點(diǎn)與矩心o的距離,α—l與f的夾角
m0(f)=2·sΔoab(3-9)
5.力偶系的合成與平衡(p28)
(1)合力偶矩
。3-11)
(2)力偶系的平衡條件
。3-12)
6.力的等效平移(p30)
平移定理:力可以等效平移
必須附加力偶
推論:力可以沿作用線任意平移
參考題目:
[例] 3-2、4、5
[習(xí)題] 3-9(c)、(f)、3-11
第四章 平面力系的簡(jiǎn)化與平衡方程
(一)基本內(nèi)容及要求
1.了解平面任意力系的概念;
2.平面任意力系向一點(diǎn)的簡(jiǎn)化、主矢和主矩
(1)掌握平面任意力系的主矢和主矩的概念,能夠?qū)⑵矫嫒我饬ο迪蛉我稽c(diǎn)簡(jiǎn)化為主矢和主矩;
(2)明確簡(jiǎn)化后的主矢和主矩與原力系和原力偶系的關(guān)系。
3.平面任意力系簡(jiǎn)化結(jié)果的討論
。1)了解主矢不為零,主矩為零;主矢、主矩均不為零;主矢為零,主矩不為零;主矢與主矩均為零四種情況的討論結(jié)果;
(2)掌握合力矩定理,平面任意力系平衡的條件。
4.平面任意力系的平衡條件、平衡方程
。1)熟練掌握平面任意力系平衡的必要與充分條件;
。2)能夠靈活應(yīng)用一矩式、二矩式、三矩式平衡方程求解未知量。
5.平面平行力系的平衡方程
。1)掌握平面平行力系的平衡方程;
。2)能夠利用平面平行力系的兩個(gè)獨(dú)立的平衡方程求解兩個(gè)未知量。
6.物體系的平衡問(wèn)題
。1)熟練掌握求解物體系的平衡問(wèn)題及有關(guān)注意事項(xiàng);
。2)積極總結(jié),能夠針對(duì)具體問(wèn)題選擇有效、簡(jiǎn)便的解題途徑。
7.考慮摩擦的平衡問(wèn)題
(1)了解靜滑動(dòng)摩擦力的概念、靜滑動(dòng)摩擦力的方向;
。2)了解最大靜滑動(dòng)摩擦力、靜滑動(dòng)摩擦系數(shù)的概念,掌握靜滑動(dòng)摩擦定律;
。3)了解動(dòng)滑動(dòng)摩擦力、動(dòng)滑動(dòng)摩擦系數(shù)的概念,掌握動(dòng)滑動(dòng)摩擦定律;
。4)了解摩擦角和自鎖現(xiàn)象;
(5)掌握求解考慮摩擦的平衡問(wèn)題的要點(diǎn)。
靜力學(xué)部分宜對(duì)約束、約束反力等內(nèi)容的直觀認(rèn)識(shí),進(jìn)而掌握受力分析;平衡方程的應(yīng)用是本部分的重點(diǎn)與難點(diǎn),應(yīng)通過(guò)作一定數(shù)量的習(xí)題加以鞏固。
(二)學(xué)習(xí)要點(diǎn)
1.平面任意(一般)力系的簡(jiǎn)化原理(p35)
——應(yīng)用平移定理。
任意力系→等效平移為匯交力系和力偶系
任意力系簡(jiǎn)化→轉(zhuǎn)化為匯交力系和力偶系的簡(jiǎn)化
2.平面任意力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化的方法(p36)
。1)主矢與主矩(p36)
。2)解析方法
。3)簡(jiǎn)化結(jié)果 等效-力-力偶。(p37)
主矢與簡(jiǎn)化中心位置無(wú)關(guān)
主矩與簡(jiǎn)化中心位置有關(guān)
3.主矢與主矩——簡(jiǎn)化結(jié)果討論(p38)
。1) 主矢不為零,主矩為零—— 一個(gè)合力;
。2) 主矢不為零,主矩不為零—— 一個(gè)合力、一個(gè)合力偶;
。3) 主矢為零,主矩不為零—— 一個(gè)合力偶;
。4) 主矢為零,主矩為零——平衡力系。
4.求解物體的平衡問(wèn)題(p39)
。1)平衡力系與力系平衡的條件(必要與充分)
。2)平衡方程(解析表達(dá)式)(4-9)
二矩式(4-10)(附加條件)
三矩式(4-11)(附加條件)
5.物體系統(tǒng)的平衡問(wèn)題(p45)
(1)平衡狀態(tài)
整體與局部(物體系與物體)平衡
獨(dú)立的平衡方程數(shù)=未知力數(shù)
。2)求解平衡問(wèn)題:
a.內(nèi)力與外力,作用力與反作用力;
b.分離體與受力圖;
c.適當(dāng)?shù)钠胶夥匠獭?/p>
6.摩擦問(wèn)題(p49)
。1)靜滑動(dòng)摩擦定律(庫(kù)侖定律);
(2)全約束反力與摩擦角;
。3)自鎖現(xiàn)象的概念;
。4)有摩擦的平衡
a.摩擦力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反;
b.法向反力——摩擦定律;
c.解是有范圍的。
參考題目:
[例] 4-1、2、3、7、*9
[習(xí)題] 4-2,4(b),6(b)、12、15、*17
第五章 平面體系的幾何組成分析
(一)基本內(nèi)容及要求
1.幾何組成分析的目的
。1)掌握幾何不變體系和幾何可變體系的概念、特點(diǎn);
。2)了解瞬變體系的概念,以及幾何組成分析的意義。
2.平面體系的自由度、聯(lián)系的概念
。1)掌握剛片、自由度、聯(lián)系的概念;
。2)掌握體系自由度的計(jì)算公式。
3.幾何不變體系的組成規(guī)則
。1)熟練掌握幾何不變體系的三個(gè)組成規(guī)則及其應(yīng)用;
。2)能夠利用幾何不變體系的組成規(guī)則進(jìn)行幾何組成方向,并使方向過(guò)程簡(jiǎn)單化。
4.靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)、常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式
(1)掌握靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)的概念、幾何特征;
(2)了解常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式。
(二)學(xué)習(xí)要點(diǎn)
1.幾何組成規(guī)則
鉸結(jié)三角形規(guī)則(二剛片、三剛片、二元體)
。畡偲ㄖ睏U、曲折桿、幾何不變體系等)
。(lián)系(約束)
。1) 聯(lián)系:鏈桿(曲、折桿等效)、鉸、(剛結(jié)點(diǎn));
。2) 虛鉸(瞬鉸):二鏈桿等效一個(gè)鉸;
。3) 必要約束與多余約束。
.條件—三鉸不共線(三鏈桿不交于一點(diǎn),或不完全平行)
2.應(yīng)用
1.二元體增/減(圖6-33(b)(a) ,p98)
2.簡(jiǎn)支基本大剛片(習(xí)題 5-1(g))
3.三剛片兩兩相連(習(xí)題5-1(e) 、(f)、(i))
4.適從關(guān)系分析(習(xí)題 5-1(a)、(b))
3.靜定結(jié)構(gòu)與超靜定結(jié)構(gòu)區(qū)別(幾何組成、靜力特征)(p65)
參考題目:
[例] 5-3、4、5、6
[習(xí)題] 5-1 (a)、(b)、(d)、(e)、 (g)、 (h) 、(i)、(k) 、(m),
6-12 (c) 、(d) 、(e),17,18 (a) 、(d)
第六章 靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算
(一)基本內(nèi)容及要求
1.了解什么是物體的內(nèi)力;
2.桿件的內(nèi)力及其求法
。1) 熟練掌握分析橫截面內(nèi)力的方法╠╠截面法:取分離體,畫受力圖,列平衡方程,內(nèi)力正負(fù)號(hào)的規(guī)定;
。2) 掌握應(yīng)用截面法求指定截面的內(nèi)力的規(guī)律;
。3) 能夠熟練地應(yīng)用截面法求指定截面的內(nèi)力。
3.內(nèi)力圖軸力、剪力和彎矩圖
。1) 掌握軸力圖的概念、具體作法,能夠利用軸力圖確定最大軸力的數(shù)值及其所在橫截面的位置;
(2) 掌握剪力圖和彎矩圖的概念,能夠利用剪力方程和彎矩方程作剪力圖和彎矩圖,注意在集中力和力偶的作用處剪力圖和彎矩圖的突變;
4.彎矩、剪力、分布荷載集度之間的關(guān)系
。1)掌握彎矩、剪力、分布荷載集度之間的關(guān)系,及其畫內(nèi)力圖時(shí)常見(jiàn)的三種情況;
(2)熟練掌握利用彎矩、剪力、分布荷載集度之間的關(guān)系并結(jié)合求某些指定截面的方法來(lái)繪制內(nèi)力圖,掌握用該方法繪制內(nèi)力圖的步驟。
5.用疊加法作剪力圖和彎矩圖
。1)掌握疊加法的概念;
。2)掌握用疊加法作剪力圖和彎矩圖。
6.靜定平面剛架
。1)了解靜定平面剛架的組成、特點(diǎn)及其分類;
。2)掌握靜定剛架支座反力的計(jì)算;
。3)掌握用截面法求解剛架任意指定截面內(nèi)力的`方法及內(nèi)力符號(hào)的規(guī)定
。4)掌握繪制剛架內(nèi)力圖的要點(diǎn)。
7.三鉸拱
。1)了解三鉸拱的特點(diǎn)、拱的高跨比的概念;
(2)掌握三鉸拱支座反力與內(nèi)力的計(jì)算方法與計(jì)算步驟;
(3)了解拱和梁的比較,了解拱的合理軸線的概念。
8.靜定平面桁架
。1)了解桁架的組成、優(yōu)點(diǎn)及其特點(diǎn);掌握簡(jiǎn)單桁架與聯(lián)合桁架的組成;
。2)了解結(jié)點(diǎn)法的概念,掌握用結(jié)點(diǎn)法計(jì)算簡(jiǎn)單桁架的方法及零桿的直接判斷;
。3)了解截面法的概念,掌握用截面法求解指定桿件內(nèi)力的方法;
(4)了解常用的幾種桁架的受力特點(diǎn)。
9.各種結(jié)構(gòu)形式及懸索的受力特點(diǎn)
(1)了解在跨度和荷載相同的條件下,簡(jiǎn)支梁、伸臂梁、靜定多跨梁、三角屋架等結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)及其在工程中的應(yīng)用;
。2)了解懸索的受力特點(diǎn)。
(二)學(xué)習(xí)要點(diǎn)
1.截面法求內(nèi)力(p71)
。1)內(nèi)力-物體各部分之間的相互作用力;
。2)截面的內(nèi)力m、q、n及正負(fù)號(hào)規(guī)定;
。3)截面法,a.取分離體——假想截面截開(kāi),取一部分。
b.畫受力圖(已知力、未知力)
c.列平衡方程(求m、q、n)
。4)內(nèi)力圖
2.疊加法作彎矩圖
。1)截面法求控制截面m值。
。2)控制截面的m值間連線:
無(wú)荷載——連直線
有荷載——連虛線,疊加相應(yīng)簡(jiǎn)支梁的m圖
3.靜定多跨梁(兩跨)內(nèi)力圖-m、q
。1)幾何組成次序——基本部分、附屬部分;
。2)按幾何組成相反次序求解反力、內(nèi)力;
(3)分段疊加法作m圖;
(4)作q圖。
。5)校核(各局部的平衡、微分關(guān)系)。
[例,習(xí)題6-12 (d)]
4.平面剛架內(nèi)力圖(懸臂、簡(jiǎn)支、三鉸剛架)
(1)支座反力;
。2)截面法求桿端m——疊加法作m圖;
。3)截面法求桿端q——作q圖;
。4)截面法求桿端n——作n圖;
。5)校核(剛結(jié)點(diǎn)特點(diǎn)、各局部的平衡)。
[例6-15,16]
5.三鉸拱
。1)三餃拱的特點(diǎn):豎向荷載產(chǎn)生水平推力(p92),
與梁相比,相同的豎向荷載,m減;
。2)反力計(jì)算——豎向反力、水平反力;
。3)內(nèi)力計(jì)算——截面法,(截面方向φ);
。4)拱的合理軸線-在給定荷載作用下,拱中各截面m=0的軸線形狀。(p96)
6.桁架內(nèi)力計(jì)算
。1)幾何組成——簡(jiǎn)單、聯(lián)合桁架;
。2)結(jié)點(diǎn)法:
a.求支座反力/判斷零桿(p99);
b.由二桿未知力結(jié)點(diǎn)開(kāi)始,順次取結(jié)點(diǎn)分離體,求解各桿內(nèi)力;
c.結(jié)點(diǎn)分離體中,未知力按正方向假設(shè),結(jié)果的正負(fù)號(hào)即軸力的性質(zhì),
已知力按實(shí)際方向畫,取絕對(duì)值;
d.用力矩方程求桿未知力,力可沿作用線任意位置分解(比例三角形)
。ɡ6-19,p98)(圖6-35(d))
結(jié)點(diǎn)3,
。3)截面法
a.求反力/零桿判斷;
b.選適當(dāng)截面,取一部分為分離體;
c.取適當(dāng)?shù)钠胶夥匠蹋ㄍ队盎蛄胤匠蹋,使方程中只有一個(gè)未知力。
參考題目:
[例] 6-19、20、21
[習(xí)題] 6-4(b)、(c),5(b),9(b)、(c)、 (f),12(c)、 (d)、(e),16,17(a)、 (b)
第七章 軸向拉伸與壓縮
(一)基本內(nèi)容及要求
1.軸向拉伸與壓縮的概念及實(shí)例
。1)了解軸向拉伸與軸向壓縮的概念;
2.直桿橫截面上的正應(yīng)力
。1)掌握應(yīng)力、正應(yīng)力的概念,平面假設(shè)的概念;
。2)熟練掌握正應(yīng)力公式、單位及應(yīng)力符號(hào)的規(guī)定。
3.容許應(yīng)力、強(qiáng)度條件
。1)掌握極限應(yīng)力、容許應(yīng)力及安全系數(shù)、危險(xiǎn)截面的概念;
。2)掌握桿件安全工作應(yīng)滿足的條件,并能利用該公式解決:校核桿的強(qiáng)度、選擇桿的截面、確定桿的容許應(yīng)力。
4.軸向拉伸或壓縮時(shí)的變形
(1)了解縱向變形、總伸長(zhǎng)量、軸向線應(yīng)變的概念及其公式;
。2)掌握虎克定律及彈性模量的概念,并能利用虎克定律求解桿的總變形量。
5.材料的力學(xué)性質(zhì)
。1)了解力學(xué)性質(zhì)的概念及材料的性能特征標(biāo)志;
(2)掌握低碳鋼整個(gè)拉伸過(guò)程的四個(gè)階段:彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段、頸縮階段的特征值;
。3)掌握材料的塑性指標(biāo):材料的延伸率,截面收縮率;
。4)了解冷作硬化的概念,一般脆性材料所具有的共同特征及壓縮時(shí)脆性材料的共同特點(diǎn);
。5)掌握塑性材料及脆性材料的容許應(yīng)力的計(jì)算公式。
(二)學(xué)習(xí)要點(diǎn)
1.截面法求軸力、畫軸力圖(第六章)
2.強(qiáng)度校核與截面設(shè)計(jì)(p11)
。1)應(yīng)力概念;
。2)正應(yīng)力
,單位、符號(hào)規(guī)則;
。3)容許應(yīng)力
——界限應(yīng)力;
。4)強(qiáng)度條件
。
。5)強(qiáng)度計(jì)算,三類問(wèn)題(p113)。
3.拉、壓桿虎克定律(p116)
比例關(guān)系:
。瓘椥院肆
4.材料力學(xué)性質(zhì)
(1)力學(xué)性質(zhì)-受力與變形過(guò)程中的性能特征(p117)
(2)低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)——
應(yīng)力-應(yīng)變圖的四個(gè)階段(p118,圖7-13)
參考題目:
[例] 7-4、 [習(xí)題] 7-5
第八章 剪切和扭轉(zhuǎn)
(一)基本內(nèi)容及要求
1.剪切的概念及實(shí)例
。1)了解剪應(yīng)力、剪應(yīng)變的概念;
。2)掌握剪切虎克定律及剪切彈性模量。
2.連接接頭的確定計(jì)算
。1)了解鉚接結(jié)構(gòu)的三種破壞形式;
。2)掌握剪切、擠壓的實(shí)用計(jì)算;
(3)了解連接板的確定計(jì)算。
3.扭轉(zhuǎn)的概念及實(shí)例
。1)了解扭轉(zhuǎn)變形、扭轉(zhuǎn)角的概念;
。2)了解外扭矩的計(jì)算公式。
4.扭矩的計(jì)算、扭矩圖
。1)了解扭矩的概念、常用單位、符號(hào)的一般規(guī)定;
。2)了解繪制扭矩圖的方法。
5.圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和變形
。1)了解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析;
(2)了解圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力計(jì)算;
(3)了解圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形計(jì)算及抗扭剛度的概念。
6.圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的確定條件和剛度條件
。1)了解圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件及抗扭截面模量的概念;
。2)了解圓軸扭轉(zhuǎn)是的剛度條件及容許扭轉(zhuǎn)角的概念。
(二)學(xué)習(xí)要點(diǎn)
1.剪切變形,擠壓變形
2.剪應(yīng)力
剪切虎克定律τ=gγ,g-剪切模量,γ-剪應(yīng)變;
3.扭轉(zhuǎn)內(nèi)力-扭矩(截面法求),扭矩圖。
4.扭轉(zhuǎn)應(yīng)力
強(qiáng)度條件
參考題目:
[例] 8-1、8-2 [習(xí)題] 8-1、8-2、8-4
第九章 梁 的 應(yīng) 力
(一)基本內(nèi)容及要求
1.平面彎曲的概念及實(shí)例
(1)了解彎曲、平面彎曲的概念。
2.梁的正應(yīng)力
。1)了解梁的純彎曲與非純彎曲的概念;
(2)了解梁在純彎曲情況下的變形現(xiàn)象;
(3)掌握梁橫截面上的正應(yīng)力計(jì)算公式及其應(yīng)用條件。
3.常用截面的慣性矩、平行移軸公式
。1)掌握簡(jiǎn)單截面的慣性矩計(jì)算;
。2)掌握組合截面的慣性矩計(jì)算。
4.梁的剪應(yīng)力
。1)掌握矩心截面的剪應(yīng)力計(jì)算公式及靜矩的概念;
。2)了解工字形及t形截面梁的剪應(yīng)力計(jì)算公式。
5.梁的強(qiáng)度條件
(1)掌握梁的正應(yīng)力強(qiáng)度條件及抗彎截面模量;
。2)能夠利用強(qiáng)度條件公式解決三種不同類型的強(qiáng)度計(jì)算問(wèn)題:強(qiáng)度校核,選擇截面,確定容許荷載;
。3)掌握梁的剪應(yīng)力強(qiáng)度條件并能利用該公式進(jìn)行剪應(yīng)力的強(qiáng)度校核。
7.提高梁彎曲強(qiáng)度的主要途徑
。1)掌握提高梁彎曲強(qiáng)度的三種途徑:選擇合理的截面形狀,變截面梁,合理安排梁的受力。
(二)學(xué)習(xí)要點(diǎn)
1.平面彎曲(p141)
2.慣性矩計(jì)算
。1)簡(jiǎn)單圖形的慣性矩,(矩形
——對(duì)形心軸);
。2)平行移軸公式
(9-5)[例] 對(duì)矩形一邊的慣性矩;
。3)簡(jiǎn)單組合截面慣性矩計(jì)算。
a.確定組合截面形心位置
b..確定各部分簡(jiǎn)單截面對(duì)形心軸z的慣性矩
——用平行移軸公式求多截面對(duì)形心軸z的慣性矩
c.組合截面對(duì)z軸的慣性矩即各部分慣性矩的和。
3.正應(yīng)力強(qiáng)度條件
(1)正應(yīng)力
。9-2)
。2)強(qiáng)度條件
。9-8)
。3)強(qiáng)度計(jì)算——強(qiáng)度條件的三類計(jì)算問(wèn)題(p151)
參考題目:
[例] 9-4,[習(xí)題] 9-8,10,14
第十章 組合變形
(一)基本內(nèi)容及要求
1.組合變形的概念
。1)了解組合變形的概念。
2.斜彎曲
(1)了解斜彎曲的概念;
。2)掌握梁在彎曲時(shí)橫截面任意一點(diǎn)的正應(yīng)力的計(jì)算公式;
(3)掌握斜彎曲時(shí)的強(qiáng)度條件;
3.拉伸(壓縮)與彎曲的組合變形
(1)掌握桿件在拉(壓)、彎組合變形時(shí)橫截面上任意一點(diǎn)的正應(yīng)力計(jì)算公式;
。2)掌握正應(yīng)力強(qiáng)度條件。
4.偏心拉伸(壓縮)
(1)了解單向偏心壓縮、偏心矩的概念;
。2)掌握掌握單向拉伸(壓縮)時(shí),最大正應(yīng)力的位置及計(jì)算公式;
。3)了解雙向偏心拉伸與雙向偏心壓縮的概念;
。4)掌握雙向偏心拉伸與雙向偏心壓縮的計(jì)算公式及其位置的確定。
5.彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合變形
。1)掌握彎、扭組合變形的強(qiáng)度條件 及強(qiáng)度條件的應(yīng)用范圍;
。2)能夠強(qiáng)度危險(xiǎn)點(diǎn)的位置。
(二)學(xué)習(xí)要點(diǎn)
1.組合變形的正應(yīng)力-
斜彎曲——兩個(gè)平面彎曲,正應(yīng)力疊加;
拉壓與彎曲——拉壓正應(yīng)力與平面彎曲正應(yīng)力疊加;
偏心拉壓——力的等效平移 → 同拉壓彎曲
2.強(qiáng)度校核
參考題目:[例] 10-3, [習(xí)題] 10-8
三、關(guān)于復(fù)習(xí)考試的幾點(diǎn)說(shuō)明
1.試題類型及結(jié)構(gòu):試題類型主要為計(jì)算題,選擇題,填空題。
2.試題內(nèi)容不超出本復(fù)習(xí)提要的范圍。
3.期末筆試:學(xué)生自帶鋼筆、鉛筆、三角板、計(jì)算器等工具。
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