实际物体的合理抽象与简化; 实际工作状态的合理抽象与简化;
实际问题的合理抽象与简化。
物体模型－质点与质点系统 当所研究的物体运动范围远远超过 其本身的几何尺寸时，物体的形状 和大小对运动的影响很小，这时可 以将其抽象为只有质量而无体积的 质点。
研 究飞机的 运动轨迹时，飞 机可视为质点。
研究卫星运动轨道时,卫星可视为质点；但 研究卫星姿态控制时，则不能视为质点。
东方航空公司客机成功迫降
事故原因？
前起落架锁连杆 安装螺栓(销子)意外断裂
刚
度
指构件在外力作用下不发生过大弹 性变形的能力。
太 阳 能 电 池 帆 板
稳定性
指构件在外力作用下能够保持其原 有平衡形态的能力。
工程力学的
研究对象及模型
杆件
研究对象 研究模型
工程构件
平板 壳体 块体
找出主要矛盾，略去次要因素，抽象简化而成。
一、教学安排 工程力学：占75%；
工程材料：占25%
二、成绩： 4次教学实验占10%； 平时成绩占10%； 期中考试占20%；
期末考试占60%。
工程力学
2014年10月3日
一、工程力学的研究对象及任务 工程力学（engineering mechanics）是一门研究物体的机 械运动及构件强度、刚度和稳定性的科学。它包括了所有 理论力学和材料力学两门课程的主要经典内容和最基础部 分。 理论力学是研究物体机械运动普遍规律的一门科学。所谓 机械运动是指物体空间位置随时间的改变。 材料力学是研究工程构件在外力作用下的变形规律和承载 能力的科学。具体研究构件的强度、刚度和稳定性等问题。
三、工程力学的研究方法 教材中的基本概念、基本理论和计算方法，都是长期以 来从生活和生产实践中观察得到的结果，利用抽象化方法， 加以分析、综合、归纳、总结成最普遍的公理及定律，再通 过严格的数学演绎和逻辑推理的方法，得出正确的具有物理 意义和实用价值的一些定理和力学公式。随着计算机的飞速 发展和广泛应用，工程力学的研究方法和手段也在更新和变 革，将电子计算机应用于力学将成为工程设计新的主要手段， 并占有重要的地位。
静力设计(static design)
工 程 构 件 设 计
保证构件在确定的外力作用下正常工作而不失 效。即保证有足够的强度、刚度和稳定性。
动力设计(dynamic design)
分析构件的运动规律及运动与力的关系，以研 究动力作用下构件的安全问题、使构件实现一 定运动等。
强
度
指构件在外力作用下不发生断裂或 塑性变形的能力。
钢结构接头
齿轮啮合
“ 工程力学走过了从工 程设计的辅助手段到中 心主要手段，不是唱配 角而是唱主角了”
钱学森 1997年9月
学习要求及建议
按时作业 主动学习 互帮互助
高层建筑与大型桥梁
浦江两岸
金茂大厦
高 层 建 筑 与 大 型 桥 梁
楼 高 420.5m 共 88 层
ห้องสมุดไป่ตู้海南浦大桥
1999年1月4日，我国重庆市綦江县 彩虹桥发生垮塌，造成： ★ ★ ★ 40人死亡； 14人受伤； 直接经济损失631万元。
垮塌前的彩虹桥
垮塌后的彩虹桥
人跑步时脚上的力量有多大？ 脚上的力量
运动状态改变 外效应(external effect)
形 状 改 变 内效应(internal effect)
研 究 内 容
工程力学研究物体的受力与运动、 受力与变形的规律，以指导人们认识自 然界，为工程结构设计提供理论基础和 计算方法。
两类问题互相交叉、渗透和融合 研究运动物体变形时，必须首先分 析运动； 研究某些运动（例如振动）问题时 也必须考虑变形。
它们内容并非完全孤立，它们之间有一些交叉。
二、学习工程力学的目的 由于工程力学讲述了力学的基本理论和基本知识，工科专 业中很多课程都需要有工程力学的知识，该课程在基础课和专 业课之间起到了承上启下的作用。同时，通过对本课程的学习， 还有助于提高读者分析问题、解决问题的能力，以指导人们认 识自然界，科学地从事工程技术工作。
绪
论
★ 工程与工程力学 ★ 工程力学的研究内容 ★ 工程力学研究对象及模型 ★ 工程力学研究方法 ★ 学习要求及建议
■ 20世纪以前,在力学知识的积累、应 用 和完善的基础上，逐渐形成和发展起 来的蒸汽机、内燃机、铁路、桥梁、舰 船、兵器等大型工业推动了近代科学技 术和社会的进步。
■ 20世纪中，一些高科技及其 在各工业领域的应用与力学特别 是工程力学的指导密不可分。
工程 力 学 与 材 料
孔志刚
教材：
课
本
工程力学 工程材料
参考书：
范钦珊主编，清华大学出版社，第二版.
朱张校主编，清华大学出版社.
《材料力学学习指导书》，单辉祖主编。 《材料力学》，孙训方主编，高等教育出版社，2002年 《材料力学》，范钦珊主编。高等教育出版社，2000年 《材料力学》，刘鸿文主编，高等教育出版社，2002年 《材料力学》，张良成主编，中国农业出版社，2004年 《材料力学实验》，王泉祥主编，中国矿业大学出版社，1995年
工作状态的模型－刚体与变形体
研究运动时忽略极小的变形－刚体。 研究物体的变形和内部受力规律时， 则必须考虑变形－变形体。
弹性变形
变 形
简 化
塑性变形
均匀连续性
假 设
各向同性 （各向异性）
问题模型 - 视所研究的问题性质而定
例如，船舶设计中，船体各部分涉及的问 题一般各不相同。但在总体设计中可将巨 浪中的船体视为两个浪峰上的梁。
12500N
6000N
4500N
3000N
3500N
假设人体重量为750N
日常生活中的工程力学问题
工程力学的研究内容
力学是研究物体宏观机械运动的学科。
基 本 概 念
机械运动
物体空间位置的改变； 物体的运动和变形；
气体和流体的流动。
自然界、工程中都包含机械运动。 力 是物体间相互的机械作用。
力 的 作 用 效 果
工程力学研究方法
理论分析方法
－ 20 世纪初，探索新设计 、新结构。
实验方法 －具体设计的实验验证
飞机静载试验
计算机方法
－现代计算技术与 计算机应用。
汽车碰撞
碰撞时气囊与人的相互作用
豪华游艇
战斗机的振动模态分析
飞鸟与空中客车机翼相撞
运动中的乒乓球尾流
人造骨骼
橡胶轮胎
轮胎与轮毂