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工程力学的应用和发展

题目：工程力学的应用和发展

学生姓名：***

学号：**********

专业：工程力学专业

学院（系）：力学与工程科学学院

2012 年11 月17 日

摘要

随着当代社会的进步和发展，随着改革开放的深入，我们国家的经济得到快速的发展，各行各业都步入快速的发展过程中，作为当代大学生我们有责任也有义务为国家的发展和繁荣做出自己的贡献。然而，当今社会就业竞争压力大已然成为不争的事实，怎样才能让自己学有所有，让自己所学的知识应用到生产生活里面，让自己能够找到一份合适的工作，使自己的专业知识得到最大程度的应用，使自己的人生观的以实现。我认为，作为一名在校大学生，应该了解自己所在专业的应用与发展，为将来的职业规划起到一定的铺垫作用。从自身来讲，作为工程力学系的一名学生，对于本专业的研究是必要的。

1.绪论

1.1工程力学专业的基本特征

工程力学专业作为一门基础学科，主要研究力学方面的知识，而正是因为基础学科的特性，所以在很多方面他并不是那么引人注目。但力学既是基础学科，又是应用学科：作为基础学科它与数理化天地生同样重要，是机械、土木、交通、能源、材料、仪器仪表等相关工科的基础；作为应用学科，它几乎与所有工科专业交叉，直接解决工科专业发展和工程实际中的力学难题。现在的工程力学专业，与时俱进，多增加了使用大型工程力学分析软件解决实际问题以及利用计算机辅助测试系统进行工程测试和分析的学习。可以说，它亦理亦工，同时精通计算机。学理工的人都知道，力学是现代工程技术的基础，力学不好学，学得好的人必定能够在工程领域中游刃有余，无论在哪一行，机械、土建、材料、能源、交通、航空航天、船舶、水利、化工，都可以一点即通，是最为典型的“厚基础、宽口径”专业。就时代而言，工程力学也是碰到了好年头，百业俱兴，各类基础建设开展得轰轰烈烈，工程力学无论参与到建筑设计还是土木施工中都大有可为，能源采掘、船舶制造和航天器制造，也都要充分用到力学知识，力学是工科中的“万金油”专业。从这里我们就可以清楚地看到工程力学专业大致的研究方向。从而对于他的发展及应用有大致认识[1]。

2.工程力学专业的应用和发展

2.1工程力学专业的大致就业前景

工程力学专业大致的就业方向有下面五点

1 学校和科研单位

选择研究所的人占了很大一部分比例。大多数是航空集团下属的研究所。这种单位的工资水平不是很高，但是也是比较安稳的。工作地点主要在沈阳、西安、北京、上海。去学校当老师的相对少一些，主要是由于目前硕士生的扩招，学校对老师的学历要求也随之提高。

2 继续读博

这也是很多工程力学硕士生的选择。而且很大一部分选择了继续在南航读博，除了南航的工程力学实力比较雄厚原因之外，导师因素和本身对硕士课题比较了解

也是一个原因。由于硕士期间对课题有一定的理解，有利于博士期间展开研究。这一部分人将来博士毕业基本上是去学校当老师。

3 国防单位

很大原因是南航在本科的时候招收了国防生，这些国防生读完了硕士就去部队工作了。

4 外企

一些人进了外企，比如三星、爱默生、福特等等。这些单位做的工作包括有限元计算，优化，软件开发等等。这种单位待遇相对好一些，当然劳动强度也高。

5 其他

除了以上这些去向，还有人选择考公务员，或者到和本科专业相关的单位，比如就有本科专业是土木工程的同学毕业后去建筑设计研究院。

因此，工程力学的就业面是比较广的。但是，如果要找个好工作还是比较难的，这里所谓的“好”综合了单位、待遇、工作地点等因素。我的体会就是，如果你除了有比较扎实的力学知识，还有别方面的知识，这样在就业的时候就比较有优势。比如你还熟练某种计算机语言、掌握了某个大型软件、或者你会一门其它语言，甚至你有一些艺术细胞（我面试时考官就这样问的，因为他们希望开发的产品除了功能强大，界面也要比较出色）。

从上面的方向可以看到，如果选择毕业之后就参加工作，尽管就业方向较为宽泛，但是都没有更进一步的发展。所以，我认为大学本科四年毕业之后，选择继续读研充实自己，丰富自己的理论知识，甚至考虑换一些二级，三级学科进行学习，比如道桥、航天等方面。这样会在社会中更加有竞争力[1]。

2.2力学在道桥中的应用及道桥专业的发展前景

如上文所说，道桥和力学的联系是非常紧密的，道桥施工时少不了力学知识的应用，所以，力学专业的本科毕业生完全可以选择道桥方向进行硕士学位的深造，那这两个学科的联系我们就有必要研究。

桥梁在人类发展的历史过程中，可以说一直是一种社会文明的代表，纵观世界桥梁建设发展的历史，可以发现桥梁的发展与当时社会生产力的发展，工业水平的提高，施工技术的改进，数学、力学理论的发展，计算技术的改革都有密切的关系，其中力学理论的应用在桥梁建设中起着举足轻重的作用。特别是在l9，20世纪，随着力学理论及应用研究的长足进步，促使桥梁建设发生了前所未有的飞跃。随着桥梁工程建设的不断进步，出现了诸多困扰人们的力学难题，桥梁空间结构的受力分析，结构复杂的次应力计算，主梁、横隔粱、桥面板、支座、墩台及基础的设计、计算分析等都是和力学密切相关的问题，数学、力学理论及计算工具的进步推动了这些问题的懈决，并促进了桥梁工程进一步的发展和飞跃，同时使得桥梁工程作为独立的科学技术被确认，不再是凭桥梁设计者们的智慧和经验的创造过程，而是一门融理论分析、设计、施工控制与管理于一体的系统性学科，力学在这其中发挥了关键的作用。因此，可以说桥梁工程在不断地给力学的应用提出新的挑战，正是由于人们在不断地迎接挑战，才使得力学在桥梁工程中的应用前景十分光明。桥梁结构的稳定性研究也是在桥梁发展过程中产生的一个新的力学应用研究分支，它与桥梁所承受的某些动荷载有关，如风载、地震等是力学在桥梁工程中应用的一大进步，也是关系到其经济与安全

的主要问题之一，它与强度问题的研究有着同等重要的意义。近年来，由于大跨度桥梁建设日益广泛地采用高强度材料和薄壁结构，使得此类问题的研究更具重要的意义[2]。

20世纪后期，计算机技术的出现为人们解决在桥梁建设中若干复杂力学计算创造了条件，使得一些计算工作量大得惊人的模型分析，得以通过计算机获得解答，在力学计算与分析的基础上，人们进一步能够利用计算机方便地进行与桥梁有关的辅助设计(CAD)，提高了工作效率。如前所述，桥梁工程在20世纪得到了长足发展，原因虽然是多方面的，但力学理论的完善及进步却起到了举足轻重的关键作用，这主要体现在以下几个方面。(1)材料力学的进步改进了桥梁建设中材料的使用，并使得人们在和材料科学交叉渗透的过程中发展了许多高性能的复合材料．(2)预应力思想的出现促进了桥梁的发展，导致桥梁恒载在不断地降低，跨度却在不断地增加，外形更加优美，更加与自然和谐。(3)高速计算机的出现使得复杂的力学分析、计算及辅助设计成为可能，特别随着一类功能不一的桥梁结构分析程序的出现，极大地加快了桥梁设计速度，提高了设计质量，缩短了桥梁建设的周期。(4)力学和多学科的交叉渗透成为现代桥梁发展的重要支柱．桥梁在不断的发展过程中，也在不断地提出若干带有挑战性的工程力学问题，这些问题的解决绝不是在单一力学领域内就能解决的，而是必须以力学为龙头，借助于多学科的交叉渗透，所以说力学的这种交叉渗透不但是现代桥梁发展的重要基础，也是学科乃至学科群交叉发展的一个重要源泉。展望2l世纪，力学在桥梁工程中的应用主要集中在以下几个方面。(1)从力学机理的角度以及多学科的交叉，进一步探索新型的、高强、超高强工程材料，建立其可靠的力学本构关系，并在结构理论研究上发展更符台实际状态的力学分析方法与新立其可靠的力学本构关系，并在结构理论研究上发展更符台实际状态的力学分析方法与新的设计理论，以充分发挥材料潜在的承载力，扶容许应力法推广到极限状态设计法，并向可靠度理论方向进行探索，以充分利用材料的强度，可靠度理论方向进行探索，(2)在大跨度桥梁设计中，深人探索桥梁风致振动的物理及几何非线性动力学机理，在以风洞试验模拟为依托的基础上，综合空气动力学、振动、稳定、疲劳、洞试验模拟为依托的基础上，综合空气动力学、振动、稳定、疲劳、物理及几何非线性应用研究的普及，以及结构的受力分析将从简化的平面分析发展到更为精确的三维空间状态分析，更高教地解决超静定次数很高的桥梁结构及复杂结构的优化设计。2l世纪，随着力学理论和计算机的发展桥梁工程结构的数值模拟分析及虚拟现实技术可望有重大的突破。(3)随着计算机技术的迅速发展，桥梁CAD将成为集力学结构分析、工程制图、工程概预算数据库为一体的专家系统．由于现成Internet技术在硬件和软件上的飞速进步，Internet技术在硬件和软件上的飞速进步数据库为一体的专家系统。由于现成Internet技术在硬件和软件上的飞速进步，将从根本上改变传统的桥梁设计方式，并促使桥梁设计以极快的速度迈人桥梁设计的网络时代，上改变传统的桥梁设计方式，并促使桥梁设计以极快的速度迈人桥梁设计的网络时代，实现贤源的共享，现贤源的共享。(4)

桥梁施工控制技术将进一步发展，GINS和GIS技术的应用将成为热点，进一步综合利用固体力学的基础理论和数据资料，固体力学的基础理论和数据资料，通过研究计算方法和数值仿真技术探索无损检测的理论及使用技术对老龄的桥梁结构工程的安全性提供评估、监测方法及规范。技术及使用技术，对老龄的桥梁结构工程的安全性提供评估、监测方法及规范。这里所设计到的主要是结构稳定性研究，既要考虑结构的静力平衡稳定性，又要考虑其动力稳定性，的主要是结构稳定性研究，既要考虑结构的静力平衡稳定性，又要考虑其动力稳定性，需要借助非线性动力系统研究中关于Hopf分叉现象及奇异性理论突变理论方面的进展，Hopf分叉现象及奇异性理论、要借助非线性动力系统研究中关于Hopf分叉现象及奇异性理论、突变理论方面的进展，并且发展相应的数值方法。从这个意义上来讲，对太量旧桥的关键非线性动力学机理分析、且发展相应的数值方法．从这个意义上来讲，对太量旧桥的关键非线性动力学机理分析、模拟及检测将是一个热点问题，并有可能成为2l世纪桥梁工程领域内一道靓丽的风景线．2l 世纪桥梁工程领域内一道靓丽的风景线模拟及检测将是一个热点问题，并有可能成为2l世纪桥梁工程领域内一道靓丽的风景线。(5)进一步探索超级跨海太桥结构中可能存在的力学难点及对策，为超太跨结构的设计、施工提供可靠的理论基础。工提供可靠的理论基础。(6)加强基础工程中疑难力学问题的研究，应用现代科学技术手段进行工程勘察，结合力学加强基础工程中疑难力学问题的研究理论与分析方法，正确判断工程地质结构及地基的构造，使得桥梁工程结构具有更安全、理论与分析方法，更可靠和更合理的基础结构。可以预见，在现代力学理论强有力的支持下，大量的、更现代化、更轻巧、更优美，同时承载能力更强、跨度更长、功能更丰富的新型桥梁将在新世纪展现在人们眼前[3]。道桥和力学之间的联系是紧密的，我相信工程力学专业的毕业生一定会在道桥方面闯出自己的一片天空。

2.3力学在航天专业中的应用及航天的发展前景

对于力学在航天中的应用，应该主要集中在流体力学上，而流体力学又是航天中制造发动机等问题的理论基础，所以，力学与航天的联系显而易见。空气动力学是在流体力学基础上随着航空工业和喷气推进技术的发展而成长起来的一个新兴学科，空气动力学的发展对于航空航天飞行器的研制有着极为重要的作用，是航空航天最重要的科学技术基础之一，对于国家安全、经济发展、社会和谐都有着极为重要的作用。进入 21 世纪以后，随着计算机技术、通信技术、飞机设计技术等的发展，人们重新重视起了空气力学的研究，使得空气动力学得到了较好的发展。如以 Euler 及 Navier.Stokes 方程为主要数学模型的整机及部件绕流流场和气动特性计算研究领域，在我国即得到了极大的发展，并被应用于很多重点型号的研制中；再如飞机多外挂气动干扰特性研究、现代歼击机大攻角过失速气动持性研究等，都取得了极大的进展，在计算空气动力学领域也取得了突出的成绩，很多研究成果处于国际先进水平。3空气动力学研究所面临的挑战传统的认为空气动力学研究已经足以满足航空航天需求的认识很明显

是错误的，随着飞机一体化设计技术、微型飞行器、行星探测飞行器的发展，必然向空气动力学的研究提出新的挑战。随着航空交通事业的不断发展，以及出于国家安全等方面的需要，对先进飞行器的研制需求不断提高。如高机动性作战飞机、可重复使用高超音速飞行器、大型民航机、大型运输机、地效飞行器、微型飞行器、智能飞行器、无人侦察机、战略战术导弹、应用卫星、概念武器等，都对空气动力学的研究提出了更多的挑战性课题，需要空气动力学从复杂流场预测、喷流干扰、气动隐身、微流体力学、气动防热、高超音速边界湍流、低雷诺数流动力学、地面效应等多个方面进行更深入的研究，而所有这些研究，都涉及高度非定常、线性，包括复杂的物理化学变化效应的影响，难度极大。例如，大容量运输机的研发，首先需要解决大容量运输机高燃油效率、低噪声、常规跑道起飞着陆能力的需要。在这里，虽然高燃油效率可以通过混合层流控制技术（HLFC）、发展新型发动机、采用高效的气动设计方面来进行满足，但这些技术要应用到大型飞机、高Re数情况却还存在很多缺陷和不足。再如低噪声的研究也是大型飞机所必须关注的问题，必须充分将声学研究向气动研究结合在一起进行。同时，还必须考虑增升阻力、尾涡效应、发动机喷流和外流干扰效应等。 3.2 自适应流动控制需要所带来的挑战传统空气动力学对绕复杂物体的流动，多集采用涡发生器、吸气、吹气、肋条等技术进行模拟研究，但这种研究主要集中于流动的被动控制，随着近年来电子技术、软感技术、材料技术等的发展，传统的集中于被动控制的研究存在许多不足，必须对宏观流动和微观流动的主运控制进行更深入的研究，这对飞行器的未来发展有着极为重要的意义。只有提高自适应流动控制研究水平，才能提高自适应流动控制技术，为飞机结构设计提供更为全面的飞行控制函数，以有效减轻飞机重量和飞行能力。自适应流动控制的研究主要包括减阻流动控制、边界层分离流动控制、高升力流动控制三个方面。具有感知能力的自适应流控制技术对于去不稳定性扰动源的影响极为重要，是未来飞行器发展所需要解决的一项关键性技术，对于简化吸气装置和相关系统都有着极为重要的意义。边界层流分离流动控制技术则驻地改善飞机气动性能有着重要意义，需要进一步研究射流、湍流、目标流场、近壁面压力分布等方面的关系。高升力流动控制技术对于飞行器增升装置的研发有着重要意义，需要进一步研究如何在不降低飞机性能的情况下减少飞机重量提高飞机增升能力。 3.3 噪声控制需要所带来的挑战噪声控制是飞机设计所需要考虑的一个重要内容，尤其是随着航空对“安全性、经济性、舒适性和环保性”的要求的不断提高，飞机噪声问题被各界所广泛关注。根据国际航空运输噪声标准规定，飞机噪声辐射在2017年要降低20EPNdB，而要在不影响气动性能和推力的情况下降低噪声，就必须在技术上进行巨大的革新，实际上现有相关技术都还极不成熟，要降低噪声就必须进一步对声学、气动、推力系统、飞机结构之关的关系进行进一步的研究。在航天航空发展需求给空气动力学研究提出更多更新的挑战的同时，现代科学技术的发展，也给空气动力学的研究带来了更多机遇。在空气动力学的研究中，要减少研究时间和风险，降低研究费用，就必须从改进

计算工具出发，提高计算速度度和计算精度。空气动力学研究所面临的最大的难点是空间的边界问题，先进的计算工具对于提高其计算精度和速度有着极为重要的意义。目前所采用的算法，如CFD 算法、多重网格方法、RANS 方法等，对计算机性能都有着极高的要求，比如 RANS 方程的计算即完全受计算机内存和速度的限制，在需要绝对精度和足够时空分辩率的情况下，以往的计算机资源很难模拟空气流动中的相关尺度效应；再如 CFD 在精确预测分离点位置上所存在的缺陷，很难在以往计算机工作平台上得以实现，尤其是飞行 Re 数下分离流发生的时刻和位置的模拟，更是极为困难。但随着计算机性能的不断提升，尤其是巨型计算机技术的进步，使得这些问题都得到了较好的解决。分析验证能力的提高的带来的机遇分析验证能力是指不通过地面试验或飞行试验，直接验证新技术、新型号可行性的能力。要提高验证的准确性和验证速度，就要求验证工具能以最快的速度完全预测整个飞行条件下飞行器的各项性能，验证新技术的应用效果。这当中，包括对各学科知识交叉的模拟验证能力，如对模拟流场的验证、对流场特征的验证、对自适应粘性流动区域的湍流验证等。计算机技术的提高和算法的完善，使得模拟分析验证能力有了极大的提高，对于空气动力学[5]的研究提供了极大的便利。风洞试验能力的提高带来新的机遇，风洞试验能够提供高可靠的物理模型模拟数据，并能对各种流动现象机理进行解释，并验证各类计算软件的可靠性，在空气流动学研究中有着极为重要的价值。进行风洞试验最好的办法是采用简单的拓扑结构来模拟全模各部件间的干扰现象、流动规律。为了得到最全面可靠的数据，需要与各类仪器合作，进行表面测量。而随着近年来物理解释的不断成熟，使得风洞试验能力得到了极大的提高，为获取全面可靠的风洞试验段流动特征提供了更坚实的基础。总之，随着航空航天发展的需要，尤其是新型飞行器发展的需要，给空气动力学的研究带来了更大的挑战，促使空气动力学的研究更多的与其它学科进行联系，进一步发展流动控制理论和噪声控制理论，进一步提高微传感器技术和激发技术[4]。在面临巨大的挑战的同时，伴随着计算机技术的发展，也给空气动力学的研究带来了更多机遇，为空气动力学的研究获得更多更大的成果提供了更为坚实的基础。可以预测，在未来空气动力学的研究必将取得巨大的进步，为经济建设、人民生活和国家安全作出更大的贡献。

结论

作为当代21世纪的大学生，通过了解自己专业的应用和发展，更加清晰了自己的定位，明确了奋斗的方向和目标。我相信沿着这个道路，一定能实现自己的人生价值，实现自己的目标。

参考文献

[1]百度百科《工程力学专业》

[2] 姚玲森．桥梁工程[M]．北京：人民交通出版社

[3] 陈常松．超大跨度斜拉桥施工全过程几何非线性精细分析理论及应用研究

[4]李成智驭气乘风——空气动力学与航空工业

[5]冯.卡门．空气动力学的发展

工程力学材料力学_知识点_及典型例题

作出图中AB杆的受力图。 A处固定铰支座 B处可动铰支座作出图中AB、AC杆及整体的受力图。 B、C光滑面约束 A处铰链约束 DE柔性约束作图示物系中各物体及整体的受力图。 AB杆：二力杆 E处固定端 C处铰链约束

（1）运动效应：力使物体的机械运动状态发生变化的效应。（2）变形效应：力使物体的形状发生和尺寸改变的效应。 3、力的三要素：力的大小、方向、作用点。 4、力的表示方法：（1）力是矢量，在图示力时，常用一带箭头的线段来表示力；（注意表明力的方向和力的作用点！）（2）在书写力时，力矢量用加黑的字母或大写字母上打一横线表示，如F、G、F1等等。 5、约束的概念：对物体的运动起限制作用的装置。 6、约束力（约束反力）：约束作用于被约束物体上的力。约束力的方向总是与约束所能限制的运动方向相反。约束力的作用点，在约束与被约束物体的接处 7、主动力：使物体产生运动或运动趋势的力。作用于被约束物体上的除约束力以外的其它力。 8、柔性约束：如绳索、链条、胶带等。 (1)约束的特点：只能限制物体原柔索伸长方向的运动。 (2)约束反力的特点：约束反力沿柔索的中心线作用，离开被约束物体。（） 9、光滑接触面：物体放置在光滑的地面或搁置在光滑的槽体内。（1）约束的特点：两物体的接触表面上的摩擦力忽略不计，视为光滑接触面约束。被约束的物体可以沿接触面滑动，但不能沿接触面的公法线方向压入接触面。（2）约束反力的特点：光滑接触面的约束反力沿接触面的公法线，通过接触点，指向被约束物体。（） 10、铰链约束：两个带有圆孔的物体，用光滑的圆柱型销钉相连接。约束反力的特点:是方向未定的一个力；一般用一对正交的力来表示，指向假定。（）11、固定铰支座（1）约束的构造特点：把中间铰约束中的某一个构件换成支座，并与基础固定在一起，则构成了固定铰支座约束。

工程力学概论论文：浅谈对工程力学的认识

浅谈对工程力学的认识 0.引言刚进入大学时，我对工程力学一无所知，只知道它是一个比较冷门的专业，和物理有关。经过了一个月地学习，我对工程力学已经有了自己的认识，下面就简单谈一下我对工程力学的认识。 1.力学发展史力学知识最早起源于对自然现象的观察和在生产劳动中的经验。人们在建筑、灌溉等劳动中使用杠杆、斜面、汲水等器具逐渐积累起对平衡物体受力情况的认识。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。古代人还从对日、月运行的观察和弓箭、车轮等的使用中，了解一些简单的运动规律，如匀速的移动和转动。但是对力和运动之间的关系，只是在欧洲文艺复兴时期以后才逐渐有了正确的认识。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。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。伽利略、牛顿奠定了动力学的基础。牛顿运动定律的建立标志着力学开始成为一门科学。此后，力学的研究对象由单个的自由质点，转向受约束的质点和受约束的质点系。这方面的标志是达朗贝尔提出的达朗贝尔原理，和拉格朗日建立的分析力学。其后，欧拉又进一步把牛顿运动定律用于刚体和理想流体的运动方程这看作是连续介质力学的开端。运动定律和物性定律这两者的结合，促使弹性固体力学基本理论和粘性流体力学基本理论孪生于世，在这方面作出贡献的是纳维、柯西、泊松、斯托克斯等人。弹性力学和流体力学基本方程的建立，使得力学逐渐脱离物理学而成为独立学科。从牛顿到汉密尔顿的理论体系组成了物理学中的经典力学。在弹性和流体基本方程建立后，所给出的方程一时难于求解，工程技术中许多应用力学问题还须依靠经验或半经验的方法解决。这使得19世纪后半叶，在材料力学、结构力学同弹性力学之间，水力学和水动力学之间一直存在着风格上的显著差

工程力学(一)知识要点

《工程力学（一）》串讲讲义（主讲：王建省工程力学教授，Copyright ? 2010-2012 Prof. Wang Jianxing）课程介绍一、课程的设置、性质及特点《工程力学（一）》课程，是全国高等教育自学考试机械等专业必考的一门专业课，要求掌握各种基本概念、基本理论、基本方法，包括主要的各种公式。在考试中出现的考题不难，但基本概念涉及比较广泛，学员在学习的过程中要熟练掌握各章的基本概念、公式、例题。本课程的性质及特点： 1．一门专业基础课，且部分专科、本科专业都共同学习本课程； 2．工程力学（一）课程依据《理论力学》、《材料力学》基本内容而编写，全面介绍静力学、运动学、动力学以及材料力学。按重要性以及出题分值分布，这几部分的重要性排序依次是：材料力学、静力学、运动学、动力学。二、教材的选用工程力学（一）课程所选用教材是全国高等教育自学考试指定教材（机械类专业），该书由蔡怀崇、张克猛主编，机械工业出版社出版（2008年版）。三、章节体系依据《理论力学》、《材料力学》基本体系进行，依次是第1篇理论力学第1章静力学的基本概念和公理受力图第2章平面汇交力系第3章力矩平面力偶系第4章平面任意力系

第5章空间力系重心第6章点的运动第7章刚体基本运动第8章质点动力学基础第9章刚体动力学基础第10章动能定理第2篇材料力学第11章材料力学的基本概念第12章轴向拉伸与压缩第13章剪切第14章扭转第15章弯曲内力第16章弯曲应力第17章弯曲变形第18章组合变形第19章压杆的稳定性第20章动载荷第21章交变应力考情分析一、历年真题的分布情况《工程力学（一）》历年考题的分值分布情况如下：

工程力学期末考试题及答案

工程力学期末考试试卷（ A 卷）2010.01 一、填空题 1. 在研究构件强度、刚度、稳定性问题时，为使问题简化，对材料的性质作了三个简化假设：、和各向同性假设。 2. 任意形状的物体在两个力作用下处于平衡，则这个物体被称为（3）。 3.平面一般力系的平衡方程的基本形式：________、________、________。 4.根据工程力学的要求，对变形固体作了三种假设,其内容是：________________、________________、________________。 5拉压杆的轴向拉伸与压缩变形，其轴力的正号规定是：________________________。6.塑性材料在拉伸试验的过程中，其σ—ε曲线可分为四个阶段，即：___________、___________、___________、___________。 7.扭转是轴的主要变形形式，轴上的扭矩可以用截面法来求得，扭矩的符号规定为：______________________________________________________。 8.力学将两分为两大类：静定梁和超静定梁。根据约束情况的不同静定梁可分为：___________、___________、__________三种常见形式。 T=，若其横截面为实心圆，直径为d，则最9.图所示的受扭圆轴横截面上最大扭矩 max τ=。大切应力 max q 10. 图中的边长为a的正方形截面悬臂梁，受均布荷载q作用，梁的最大弯矩为。二、选择题 1．下列说法中不正确的是：。 A力使物体绕矩心逆时针旋转为负 B平面汇交力系的合力对平面内任一点的力矩等于力系中各力对同一点的力矩的代数和 C力偶不能与一个力等效也不能与一个力平衡 D力偶对其作用平面内任一点的矩恒等于力偶矩，而与矩心无关 2.低碳钢材料由于冷作硬化，会使（）提高： A比例极限、屈服极限 B塑性 C强度极限 D脆性 3. 下列表述中正确的是。 A. 主矢和主矩都与简化中心有关。 B. 主矢和主矩都与简化中心无关。 C. 主矢与简化中心有关，而主矩与简化中心无关。 D．主矢与简化中心无关，而主矩与简化中心有关。 4．图所示阶梯形杆AD受三个集中力F作用，设AB、BC、CD段的横截面面积分别为2A、3A、A，则三段杆的横截面上。

工程力学复习题

工程力学期末复习201612 一、填空题： 1.1、作用力与反作用力总是________、_______、__________，但同时分别作用在两个相互作用的物体上。 1.2、根据力和平行四边形法则，两个正交力F 1和F 2可以合成一个合力，其合力的大小F R =____________________。 1.3、画受力图的一般步骤是，先取___________，再画主动力，最后画_______________。 2.1、已知F 1=F 2=100N ，各力的方向如图1所示，则各力在x 轴上的投影分别是：F 1x =______,F 2x =________ 2.2、如上图1所示，已知力F=100N ，试求力F 在y 轴上的投影：F 1y =____________，F 2y =________________。 2.3、若力F 与某轴垂直，则力在此轴上的投影______ 。 3.1、力偶在坐标轴上的投影的代数和等于__________，力偶对作用面内任意点之矩都等于_______。 3.2、力矩在下列两种情况下等于零：①______________；②_____________________。 4.1、力的平移定理：作用于物体上的力F ，可以平移到同一物体上的任一点O ，但必须同是附加一个力偶，其力偶矩等于_______________的矩。 4.2、如上右图所示均布线荷载q=4kN/m ，q 表示该荷载的荷载集度，现将图示均布线荷载简化成为一个集中力Fq ，则Fq=___________ ；其对A 点之矩M A （q ）=___________，转向为__________________。 5.1、材料力学是研究构件_____________________的科学。 5.2、构件的承载能力是指构件在荷载作用下，能够满足强度、______ 和_________要求的能力。 6.1、材料的塑性指标有截面收缩率和____________________。 6.2、根据虎克定律，轴向拉（压）杆的变形量ΔL=__________，式中EA 称为杆件的_____________________。 7.1、如右图2所示结构中，其剪切面面积为、挤压面面积为 7.2、连接件在产生剪切变形的同时，常伴有____________变形。 8.1、GI P 称为圆轴的_______________，它反映圆轴的的_______________ 能力。 9.1、 Sz 表示____________________。 9.2、如图3所示，其静矩为ＳＺ＝，惯性矩为：ＩＺ＝ 11.1、提高梁弯曲强度的主要措施有：①_________，②_____________________ ③采用变截面梁。 12.1、梁的变形可用两个基本量__________和_________来度量。 13.1、利用叠加法求杆件组合变形的条件是：①杆件的变形为_________; ②材料在_________________范围内工作。 14.1、细长压杆由于其轴线不能维持原有直线形状的平衡状态而丧失工任务能力的现象称为___________。 14.2、若将细长压杆的长度增加一倍，其临界力为原来的 __________倍。图1 图3 图2

工程力学试题库材料力学

材料力学基本知识复习要点 1. 材料力学的任务材料力学的主要任务就是在满足刚度、强度和稳定性的基础上，以最经济的代价，为构件确定合理的截面形状和尺寸，选择合适的材料，为合理设计构件提供必要的理论基础和计算方法。 2. 变形固体及其基本假设连续性假设：认为组成物体的物质密实地充满物体所在的空间，毫无空隙。均匀性假设：认为物体内各处的力学性能完全相同。各向同性假设：认为组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同。小变形假设：认为构件在荷载作用下的变形与构件原始尺寸相比非常小。 3. 外力与内力的概念外力：施加在结构上的外部荷载及支座反力。内力：在外力作用下，构件内部各质点间相互作用力的改变量，即附加相互作用力。内力成对出现，等值、反向，分别作用在构件的两部分上。 4. 应力、正应力与切应力应力：截面上任一点内力的集度。正应力：垂直于截面的应力分量。切应力：和截面相切的应力分量。 5. 截面法分二留一，内力代替。可概括为四个字：截、弃、代、平。即：欲求某点处内力，假想用截面把构件截开为两部分，保留其中一部分，舍弃另一部分，用内力代替弃去部分对保留部分的作用力，并进行受力平衡分析，求出内力。 6. 变形与线应变切应变变形：变形固体形状的改变。线应变：单位长度的伸缩量。练习题一. 单选题 1、工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。下列除（）项，

其他各项是必须满足的条件。 A、强度条件 B、刚度条件 C、稳定性条件 D、硬度条件 2、物体受力作用而发生变形，当外力去掉后又能恢复原来形状和尺寸的性质称为（） A．弹性B．塑性C．刚性D．稳定性 3、结构的超静定次数等于（）。 A．未知力的数目B．未知力数目与独立平衡方程数目的差数 C．支座反力的数目D．支座反力数目与独立平衡方程数目的差数 4、各向同性假设认为，材料内部各点的（）是相同的。 A.力学性质 B.外力 C.变形 D.位移 5、根据小变形条件，可以认为（） A.构件不变形 B.结构不变形 C.构件仅发生弹性变形 D.构件变形远小于其原始尺寸 6、构件的强度、刚度和稳定性（） A.只与材料的力学性质有关 B.只与构件的形状尺寸有关 C.与二者都有关 D. 与二者都无关7、在下列各工程材料中，（）不可应用各向同性假设。 A.铸铁 B.玻璃 C.松木 D.铸铜二. 填空题 1. 变形固体的变形可分为和。 2. 构件安全工作的基本要求是：构件必须具有、和足够的稳定性。（同：材料在使用过程中提出三方面的性能要求，即、、。） 3. 材料力学中杆件变形的基本形式有。 4. 材料力学中，对变形固体做了四个基本假设。、、和、、、

工程力学论文

Hefei University 论文题目：工程力学论文年级专业： 13级化工卓越工程师之班姓名：王俊学号：1303022043 老师姓名：胡淼

摘要：工程力学是力学的一个分支，它主要涉及机械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等各种工程与力学结合的领域，分为六大研究方向：非线性力学与工程、工程稳定性分析及控制技术、应力与变形测量理论和破坏检测技术、数值分析方法与工程应用、工程材料物理力学性质、工程动力学与工程爆破。学制一般为四年，毕业后授予工学学士。就业面相当广泛，可以继续读博、从事科学研究、教师、公务员，或到国防单位工作，去外企等等。总的来说，工程力学专业具有现代工程与理论相结合的的特点，有很大的知识面和灵活性，对国家现代化建设具有重大意义。关键字：历史、研究方向、应用、学习心得一、工程力学简介工程力学是研究有关物质宏观运动规律，及其应用的科学。工程给力学提出问题，力学的研究成果改进工程设计思想。从工程上的应用来说，工程力学包括：质点及刚体力学，固体力学，流体力学，流变学，土力学，岩体力学等。人类对力学的一些基本原理的认识，一直可以追溯到史前时代。在中国古代及古希腊的著作中，已有关于力学的叙述。但在中世纪以前的建筑物是靠经验建造的。1638年3月伽利略出版的著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》被认为是世界上第一本材料力学著作，但他对于粱内应力分布的研究还是很不成熟的。纳维于1819年提出了关于粱的强度及挠度的完整解法。1821年5月14日，纳维在巴黎科学院宣读的论文《在一物体的表面及其内部各点均应成立的平衡及运动的一般方程式》，这被认为是弹性理论的创始。其后，1870年圣维南又发表了关于塑性理论的论文水力学也是一门古老的学科。早在中国春秋战国时期(公元前5～前4世纪)，墨翟就在《墨经》中叙述过物体所受浮力与其排开的液体体积之间的关系。欧拉提出了理想流体的运动方程

工程力学教程篇(第二版)习题第7章答案

第7章刚体的平面运动习题 7-1 直杆AB 长为l ，两端分别沿着水平和铅直方向运动，已知点A 的速度A υ为常矢量，试求当 60=θ时，点B 的速度和杆AB 的角速度。（a ）（b ）解法一（如图a ） 1.运动分析：杆AB 作平面运动。 2.速度分析：A B A B v v v +=，作速度矢量合成图 I A A B υυυ360tan == A A BA υυυ260cos /== A BA l AB υυω2== 解法二（如图b ） 1.运动分析：杆AB 作平面运动。 2.速度分析：杆AB 的速度瞬心是点I 。 ωυ?=AP A A A l l υυω260cos == A A B l l BP υυωυ32 60sin =??=?=

s rad /6=ω，试求图示位置时，滑块B 的速度以及连杆AB 的角速度。解：1.运动分析：杆AB 均作一般平面运动，滑块作直线运动，杆OA 作定轴转动。 2.速度分析：对杆AB ，s m OA A /12=?=ωυ A B A B v v v +=或AB B AB A v v ][][= 30cos B A υυ= s m B /38=υ s m A BA /3430tan =?=υυ s rad AB BA AB /2== υω 7-3 图示机构，滑块B 以s m /12的速度沿滑道斜向上运动，试求图示瞬时杆OA 与杆AB 的角速度。解：AB 杆运动的瞬心为I 点。 AB B BP ωυ?= s r a d B AB /325.04 3 =?= υω s m AP AB A /2.7323.043=??=?=ωυ 4.0?=OA A ωυ s rad OA /184 .02 .7== ω 或利 s /m .B A 275 3 ==υυ

工程力学期末考核试卷(带答案)

工程力学期末考核试卷（带答案）题号一二三四五六七八九十总分得分一、判断题（每题2分，共10分） 1、若平面汇交力系的力多边形自行闭合，则该平面汇交力系一定平衡。（） 2、剪力以对所取的隔离体有顺时针趋势为正。（） 3、合力一定比分力大。（） 4、两个刚片构成一个几何不变体系的最少约束数目是3个。（） 5、力偶可以用一个力平衡。（）二、填空题（每空5分，共35分） 1、下图所示结构中BC 和AB 杆都属于__________。当F=30KN 时，可求得N AB =__________ ，N BC =__________。 2、分别计算右上图所示的F 1、F 2对O 点的力矩:M(F 1)o= ,M(F 2)o= 。 3、杆件的横截面A=1000mm 2 ，受力如下图所示。此杆处于平衡状态。P=______________、 σ1-1=__________。命题教师：院系负责人签字：三、计算题（共55分） 1、钢筋混凝土刚架，所受荷载及支承情况如图4－12（a ）所示。已知得分阅卷人得分阅卷人得分阅卷人班级：姓名：学号： …………………………………………密……………………………………封………………………………线…………………………

= kN ? =Q m q，试求支座处的反力。（15分） P 4= = kN/m, 20 kN m, 10 kN, 2 2、横截面面积A=10cm2的拉杆，P=40KN，试求α=60°斜面上的σα和τα. （15分） 3、已知图示梁，求该梁的支反力，并作出剪力图和弯矩图。（25分）

工程力学材料力学部分习题答案

b2.9 题图2.9所示中段开槽的杆件，两端受轴向载荷P 的作用，试计算截面1-1和2-2上的应力。已知：P = 140kN ，b = 200mm ，b 0 = 100mm ，t = 4mm 。题图2.9 解：(1) 计算杆的轴力 kN 14021===P N N (2) 计算横截面的面积 21m m 8004200=?=?=t b A 202mm 4004)100200()(=?-=?-=t b b A (3) 计算正应力 MPa 1758001000140111=?== A N σ MPa 350400 1000 140222=?== A N σ (注：本题的目的是说明在一段轴力相同的杆件内，横截面面积小的截面为该段的危险截面) 2.10 横截面面积A=2cm 2的杆受轴向拉伸，力P=10kN ，求其法线与轴向成30°的及45°斜截面上的应力ασ及ατ，并问m ax τ发生在哪一个截面？解：(1) 计算杆的轴力 kN 10==P N (2) 计算横截面上的正应力 MPa 50100 2100010=??==A N σ (3) 计算斜截面上的应力 MPa 5.37235030cos 2 230 =??? ? ???==ο ο σσ

MPa 6.212 3250)302 sin(2 30=?= ?= οο σ τ MPa 25225045cos 2 245 =??? ? ???==οο σσ MPa 2512 50 )452 sin(2 45=?= ?= οο σ τ (4) m ax τ发生的截面 ∵ 0)2cos(==ασα τα d d 取得极值 ∴ 0)2cos(=α 因此：2 2π α= ， ο454 == π α 故：m ax τ发生在其法线与轴向成45°的截面上。（注：本题的结果告诉我们，如果拉压杆处横截面的正应力，就可以计算该处任意方向截面的正应力和剪应力。对于拉压杆而言，最大剪应力发生在其法线与轴向成45°的截面上，最大正应力发生在横截面上，横截面上剪应力为零） 2.17 题图2.17所示阶梯直杆AC ，P =10kN ，l 1=l 2=400mm ，A 1=2A 2=100mm 2，E =200GPa 。试计算杆AC 的轴向变形Δl 。题图2.17 解：(1) 计算直杆各段的轴力及画轴力图 kN 101==P N （拉） kN 102-=-=P N （压）

工程力学概论论文

工程力学概论论文关键字概论历史发展本专业毕业能干什么？力学是基础科学，又是技术科学，其发展横跨理工，与各行业的结合是非常密切的。与力学相关的基础学科有数学、物理、化学、天文、地球科学及生命科学等，与力学相关的工程学科有机械、土木、航空航天、交通、能源、化工、材料、环境、船舶与海洋等等。由于相关行业的发展与国民经济和科学技术的发展同步，使得力学在其中多项技术的发展中起着重要的甚至是关键的作用。力学专业的毕业生既可以从事力学教育与研究工作，又可以从事与力学相关的机械、土木、航空航天、交通、能源、化工等工程专业的设计与研究工作，还可以从事数学、物理、化学、天文、地球或生命等基础学科的教育与研究工作。从这个意义上讲，力学专业培养人才的对口是非常宽的，社会对力学人才的需求也是很多的。随着力学学科的发展，在本世纪将产生一些新的学科结合点，如生物医学工程、环境与资源、数字化信息等。经典力学与纳米科技一起孕育了微纳米力学将力学知识应用于生物领域产生了生物力学和仿生力学；这些都是近年来力学学科发展的亮点。可以预料，随着社会的发展，力学学科与环境和人居工程等专业的学科交叉也将会进一步加强。结论宽口径前途无量工程力学简介工程力学是研究有关物质宏观运动规律，及其应用的科学。工程给力学提出问题，力学的研究成果改进工程设计思想。从工程上的应用来说，工程力学包括：质点及刚体力学，固体力学，流体力学，流变学，土力学，岩体力学等。人类对力学的一些基本原理的认识，一直可以追溯到史前时代。在中国古代及古希腊的著作中，已有关于力学的叙述。但在中世纪以前的建筑物是靠经验建造的。 1638年3月伽利略出版的著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》被认为是世界上第一本材料力学著作，但他对于粱内应力分布的研究还是很不成熟的。纳维于1819年提出了关于粱的强度及挠度的完整解法。1821年5月14日，纳维在巴黎科学院宣读的论文《在一物体的表面及其内部各点均应成立的平衡及运动的一般方程式》，这被认为是弹性理论的创始。其后，1870年圣维南又发表了关于塑性理论的论文水力学也是一门古老的学科。

中国力学科技发展史及现状观察报告

中国力学科技发展史及现状观察报告中国力学的滥觞可追溯到公元前1000年的商代。商代音律发展十分良好，由此引申的力学概念五度协和音程也随之出现。后来中国古代提出“兼爱”“非攻”的墨子及其弟子解释力的概念与杠杆平衡。之后，力学发展一直是以民间工匠的智慧作为寄托，未能形成体系，只在《梦溪笔谈》、《天工开物》、《营造法式》等书籍中以经验总结的形式篆述。 1860年以来，随着中国近代的觉醒，力学在西方知识体系与思想的冲击下也有了进一步的发展，京师同文馆首次开设有关力学的教程，而后各小学也纷纷引入，中国力学教育开始有了新的气象。1909年，冯如造出中国人的第一架飞机，詹天佑主持修建的京张铁路通车。1912年，罗忠忱回国，开创工程力学的教学，明年，理论力学课程开设。1932年，商务印书馆出版一系列力学书籍，如《应用力学》（徐骥）、《水力学》（张含英）、《工程力学》（陆志鸿）等。在有力的教育改革下，茅以升、周培源、钱学森、钱伟长、李四光等一系列在国际上有着广泛影响的力学泰斗们涌现出来，为我国近现代力学的发展作出了巨大贡献。新中国成立，没有了战火摧残，力学科蓬勃发展。1951年，中国船舶模，型试验研究所在上海成立，52年，中国科学技术大学组建力学研究室，同年，周培源设立我国第一个力学专业，数学力学系力学专业。中国科学院于54年与56年分别成立土木建筑研究所和力学研究所。此后，中国土地上，各式样各级别的有关力学的学院、研究所等科研单位如雨后春笋，一个个钻出地面。55年归国的钱学森及四、五十年代回国的物理学专家们为这些新近成立的单位注入的充满活力的血液。改革开放后，各类力学报刊创立，如《力学与实践》、《空气动力学学报》、《固体力学学报》、《爆炸与冲击》、《工程力学》、《实验力学》等。同时加强了国内国外有关力学的研究成果。1980年，中国空气动力学会成立。81年，国际有限元会议在合肥召开。83年，中、日、美生物力学国际会议在武汉召开，第二届亚洲流体力学回忆在北京召开。85年，首届国际非线性力学会议在上海召开。国际交流的加强，一定程度上促进我国力学发展。直至今日，力学的研究，制度，条文等都得到了长足发展，渐渐地走向成熟。07年“嫦娥一号”卫星的成功发射，08年“神舟七号”载人飞船地成功发射，及其他力学的成功应用都是无数人辛劳的结晶，值得后辈一直铭记。当代力学分类更为细化，研究更加深入，应用更加广泛。但其中的诸多遗憾不足还有待后人不断探索。材料力学是固体力学的最早发展起来的·一个分支。作为机械、土木、采矿、航空航天、石油工程、海洋工程等领域的基础学科，是理工科院校有关专业的必学科目。1638年，伽利略出版了世界上第一本材料力学教材《两种新的科学》才使得材料力学作为一门新的学科。后经过几代人艰苦努力，材料力学渐渐成长成熟。形成了一门系统学科。最初研究对象多为石头，木材等脆性较强的材质，受力变形较小，易分析。随着科技的发展，高分子材料，纳米材料，生化材料等诸多高科技材料涌现，如何高效利用与处理这些材料，也成了材料力学面临的新挑战与新机遇。

工程力学专业就业方向与就业前景_就业形势.doc

工程力学专业就业方向与就业前景_就业形势工程力学专业就业方向与就业前景_就业形势工程力学专业就业方向与就业前景_就业形势工资待遇截止到12月24日，36491位工程力学专业毕业生的平均薪资为3916元，其中应届毕业生工资2000元。就业方向工程力学专业学生毕业后可工程力学专业本科毕业生可以从事与力学有关的科研、技术开发、工程设计和力学教学工作。去些民办的事业、企业单位从事产品的检测或开发，这类企业以机械、建筑等重工业行业为主，毕业生可在机械、土木、水利工程类企、事业单位从事设计、计算和强度分析等工作，在研制工程应用软件的高新技术公司中从事软件设计工作，在科技、教育部门从事科研、教学工作。就业岗位结构工程师、钢结构设计、钢结构设计师、机械工程师、幕墙设计师、研发工程师、销售工程师、结构设计师、技术销售、技术销售工程师、技术支持工程师、研发项目经理等。城市就业指数工程力学专业就业岗位最多的地区是上海。薪酬最高的地区

是上海。就业岗位比较多的城市有：上海[84个]、北京[79个]、广州[34个]、武汉[32个]、深圳[25个]、杭州[20个]、重庆[20个]、东莞[18个]、天津[17个]、西安[17个]等。就业薪酬比较高的城市有：上海[5399元]、哈尔滨[3000元]、牡丹江[2000元]等。同类专业排名工程力学专业在专业学科中属于工学类中的工程力学类，其中工程力学类共2个专业，工程力学专业在工程力学类专业中排名第2，在整个工学大类中排名第71位。在工程力学类专业中，就业前景比较好的专业有：工程结构分析，工程力学，材料成型及控制工程，软件工程，土木工程，信息工程，宝石及材料工艺学，制造工程，电气工程及其自动化等。

工程力学教案 (详细讲稿)

理论力学教案1

本次讲稿第一章绪论第一节工程力学的研究对象建筑物中承受荷载而起骨架作用的部分称为结构。结构是由若干构件按一定方式组合而成的。组成结构的各单独部分称为构件。例如：支承渡槽槽身的排架是由立柱和横梁组成的刚架结构，如图1－1a所示；单层厂房结构由屋顶、楼板和吊车梁、柱等构件组成，如图1－1b所示。结构受荷载作用时，如不考虑建筑材料的变形，其几何形状和位置不会发生改变。图1－1ab 结构按其几何特征分为三种类型：（1）杆系结构：由杆件组成的结构。杆件的几何特征是其长度远远大于横截面的宽度和高度。（2）薄壁结构：由薄板或薄壳组成。薄板或薄壳的几何特征是其厚度远远小于另两个方向的尺寸。（3）实体结构：由块体构成。其几何特征是三个方向的尺寸基本为同一数量级。工程力学的研究对象主要是杆系结构。第二节工程力学的研究内容和任务工程力学的任务是研究结构的几何组成规律，以及在荷载的作用下结构和构件的强度、刚度和稳定性问题。研究平面杆系结构的计算原理和方法，为结构设计合理的形式，其目的是保证结构按设计要求正常工作，并充分发挥材料的性能，使设计的结构既安全可靠又经济合理。进行结构设计时，要求在受力分析基础上，进行结构的几何组成分析，使各构

件按一定的规律组成结构，以确保在荷载的作用下结构几何形状不发生发变。结构正常工作必须满足强度、刚度和稳定性的要求。强度是指抵抗破坏的能力。满足强度要求就是要求结构的构件在正常工作时不发生破坏。刚度是指抵抗变形的能力。满足刚度要求就是要求结构的构件在正常工作时产生的变形不超过允许范围。稳定性是指结构或构件保持原有的平衡状态的能力。满足稳定性要求就是要求结构的构件在正常工作时不突然改变原有平衡状态，以免因变形过大而破坏。按教学要求，工程力学主要研究以下几个部分的内容。（1）静力学基础。这是工程力学的重要基础理论。包括物体的受力分析、力系的简化与平衡等刚体静力学基础理论。（2）杆件的承载能力计算。这部分是计算结构承载能力计算的实质。包括基本变形杆件的内力分析和强度、刚度计算，压杆稳定和组合变形杆件的强度、刚度计算。（3）静定结构的内力计算。这部分是静定结构承载能力计算和超静定结构计算的基础。包括研究结构的组成规律、静定结构的内力分析和位移计算等。（4）超静定结构的内力分析。是超静定结构的强度和刚度问题的基础。包括力法、位移法、力矩分配法和矩阵位移法等求解超静定结构内力的基本方法。第三节刚体、变形固体及其基本假设工程力学中将物体抽象化为两种计算模型：刚体和理想变形固体。刚体是在外力作用下形状和尺寸都不改变的物体。实际上，任何物体受力的作用后都发生一定的变形，但在一些力学问题中，物体变形这一因素与所研究的问题无关或对其影响甚微，这时可将物体视为刚体，从而使研究的问题得到简化。理想变形固体是对实际变形固体的材料理想化，作出以下假设：（1）连续性假设。认为物体的材料结构是密实的，物体内材料是无空隙的连续分布。（2）均匀性假设。认为材料的力学性质是均匀的，从物体上任取或大或小一部分，材料的力学性质均相同。（3）向同性假设。认为材料的力学性质是各向同性的，材料沿不同方向具有相同的力学性质，而各方向力学性质不同的材料称为各向异性材料。本教材中仅研究各向同性材料。按照上述假设理想化的一般变形固体称为理想变形固体。刚体和变形固体都是工程力学中必不可少的理想化的力学模型。变形固体受荷载作用时将产生变形。当荷载撤去后，可完全消失的变形称为弹性变形；不能恢复的变形称为塑性变形或残余变形。在多数工程问题中，要求构件只

工程力学材料力学答案

4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力的单位为kN，力偶矩的单位为kN m，长度单位为m，分布载荷集度为kN/m。(提示：计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。解： (b)：(1) 整体受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy，列出平衡方程；约束力的方向如图所示。 (c)：(1) 研究AB杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy，列出平衡方程；约束力的方向如图所示。 (e)：(1) 研究CABD杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy，列出平衡方程；约束力的方向如图所示。 4-5 AB梁一端砌在墙内，在自由端装有滑轮用以匀速吊起重物D，设重物的重量为G，又AB长为b，斜绳与铅垂线成角，求固定端的约束力。解：(1) 研究AB杆(带滑轮)，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Bxy，列出平衡方程；约束力的方向如图所示。 4-7 练钢炉的送料机由跑车A和可移动的桥B组成。跑车可沿桥上的轨道运动，两轮间距离为2 m，跑车与操作架、平臂OC以及料斗C相连，料斗每次装载物料重W=15 kN，平臂长OC=5 m。设跑车A，操作架D和所有附件总重为P。作用于操作架的轴线，问P至少应多大才能使料斗在满载时跑车不致翻倒？解：(1) 研究跑车与操作架、平臂OC以及料斗C，受力分析，画出受力图(平面平行力系)； (2) 选F点为矩心，列出平衡方程； (3) 不翻倒的条件； 4-13 活动梯子置于光滑水平面上，并在铅垂面内，梯子两部分AC和AB各重为Q，重心在A点，彼此用铰链A和绳子DE连接。一人重为P立于F处，试求绳子DE的拉力和B、C两点的约束力。解：(1)：研究整体，受力分析，画出受力图(平面平行力系)； (2) 选坐标系Bxy，列出平衡方程； (3) 研究AB，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (4) 选A点为矩心，列出平衡方程； 4-15 在齿条送料机构中杠杆AB=500 mm，AC=100 mm，齿条受到水平阻力FQ的作用。已知Q=5000 N，各零件自重不计，试求移动齿条时在点B的作用力F是多少？解：(1) 研究齿条和插瓜(二力杆)，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选x轴为投影轴，列出平衡方程； (3) 研究杠杆AB，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (4) 选C点为矩心，列出平衡方程； 4-16 由AC和CD构成的复合梁通过铰链C连接，它的支承和受力如题4-16图所示。已知均布载荷集度q=10 kN/m，力偶M=40 kN m，a=2 m，不计梁重，试求支座A、B、D的约束力和铰链C所受的力。解：(1) 研究CD杆，受力分析，画出受力图(平面平行力系)； (2) 选坐标系Cxy，列出平衡方程；

对工程力学的认识

对工程力学的认识工程力学是什么？工程力学是研究有关物质宏观运动规律，及其应用的科学。工程给力学提出问题，力学的研究成果改进工程设计思想。从工程上的应用来说，工程力学包括：质点及刚体力学，固体力学，流体力学，流变学，土力学，岩体力学等。工程力学主要研究平衡现象，如气体、液体、固体的状态方程，各种热力学平衡性质和化学平衡的研究等。对于这类问题，工程力学主要借助统计力学的方法。工程力学对非平衡现象的研究包括四个方面：一是趋向于平衡的过程，如各种化学反应和弛豫现象的研究；二是偏离平衡状态较小的、稳定的非平衡过程，如物质的扩散、热传导、粘性以及热辐射等的研究；三是远离于衡态的问题，如开放系统中所遇到的各种能量耗散过程的研究；四是平衡和非平衡状态下所发生的突变过程，如相变等。解决这些问题要借助于非平衡统计力学和不可逆过程热力学理论。工程力学的研究工作，目前主要集中三个方面：高温气体性质，研究气体在高温下的热力学平衡性质(包括状态方程)、输运性质、辐射性质以及与各种动力学过程有关的弛豫现象；稠密流体性质，主要研究高压气体和各种液体的热力学平衡性质(包括状态方程)、输运性质以及相变行为等；固体材料性质，利用微观理论研究材料的弹性、塑性、强度以及本构关系等现阶段，数值分析已经成为岩土工程开挖与结构建造动态过程模拟、工程结构优化设计和稳定性分析的最有利手段。本研究方向主要研究各种数值分析方法，包括有限元法、边界单元法、离散单元法、不连续变形分析法和问题反分析方法和优化设计等在岩土和结构工程中的应用。重点在于应用上述方法合理、准确地模拟和分析、解决岩土和结构工程中的实际问题。要求培养的人才必须具有坚实的数学、力学基础，通晓数值分析的基本原理和方法，有不断发展现有的分析理论和技术，使之具有更加广泛的实用性和更高的精度的能力。同时还应具有编制实用程序软件的能力。这门专业的就业前景怎么样呢？

工程力学期末考试B (答案) (2).

华侨大学厦门工学院2010—2011学年第二学期期末考试《工程力学2》考试试卷(B 卷题号一二三四五六七总分评卷人审核人得分一、选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分 1、图1所示AB 杆两端受大小为F 的力的作用,则杆横截面上的内力大小为( A 。 A .F B .F /2 C .0 D .2F 2.圆轴在扭转变形时,其截面上只受 ( C 。图1 A .正压力 B .扭曲应力 C .切应力 D .弯矩 3.当梁的纵向对称平面内只有力偶作用时,梁将产生 ( C 。 A .平面弯曲 B .一般弯曲

C .纯弯曲 D.横力弯曲 4.当梁上的载荷只有集中力时,弯矩图为( C 。 A.水平直线 B .曲线 C .斜直线 D.抛物线 5.若矩形截面梁的高度h 和宽度b 分别增大一倍,其抗弯截面系数将增大 ( C 。 A.2倍 B.4倍 C.8倍 D.16倍 6.校核图2所示结构中铆钉的剪切强度, 剪切面积是( A 。 A .πd 2/4 B .dt C .2dt D .πd 2 图2

7、石料在单向缩时会沿压力作用方向的纵截面裂开, 这与第强度理论的论述基本一致。( B A .第一 B .第二 C .第三 D .第四 8、杆的长度系数与杆端约束情况有关,图3中杆端约束的长度系数是( B A .0.5 B .0.7 C .1 D .2 9.塑性材料在交变载荷作用下,构件内最大工作应力远低于材料静载荷作用下的时,构件发生的断裂破坏现象,称为疲劳破坏。( C A .比例极限 B .弹性极限 C .屈服极限 D .强度极限图3

10、对于单元体内任意两个截面m 、n 设在应力圆上对应的点为M 、N ,若截面m 逆时针转到截面n 的角度为β则在应力圆上从点M 逆时针到点N 所成的圆弧角为 ( C A . β.50 B .β C .β2 D .β4 第1页(共 6 页 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------ -密-----------------封----------------线------------------- 内-------------------不---------------------要 -----------------------答----- --------------题 _________________________系______级________________________专业 ______班姓名:_____________ 学号:____________________ 二、判断题(本大题共10小题,每小题1分,共10分 1.强度是指构件在外力作用下抵抗破坏的能力。( √ 2.应力正负的规定是:当应力为压应力时为正。 ( ×