上海交通大學-理論力學PPT-緒論.ppt

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理論力學CAI,1,朱本華簡介,,,上海交通大學副教授，1978年畢業(yè)于上海交通大學船舶制造系，1985年結業(yè)于同濟大學固體力學助教班。,現(xiàn)任工程力學系副系主任力學博士后流動站主管,學術兼職中國力學學會科普工作委員會常委華東基礎力學與工程應用協(xié)會常務理事,主講課程一、理論力學二、高等動力學三、分析動力學,曾獲全國優(yōu)秀力學教師、99年寶鋼教學基金優(yōu)秀教師獎、上海交通大學吳紹麟、春蘭優(yōu)秀教師獎、教學成果獎等十多項獎勵。,理論力學CAI版權所有,2003(c)上海交通大學工程力學系,2020年4月26日,理論力學CAI,3,前言力學是一門基礎學科，它同數(shù)、理、化、天、地、生并列為七大基礎學科之一。力學的應用范圍十分廣泛，它又屬于技術科學，它植根于國民經(jīng)濟的各個產(chǎn)業(yè)門類。哪里有技術難題，幾乎那里就有力學難題。20世紀，產(chǎn)生的許多高新技術，航天、航空、高層建筑、大型空間結構、巨型輪船、大跨度與新型橋梁（如吊橋、斜拉橋）、海洋平臺、精密機械、機器人、高速列車、海底隧道等都是在力學指導下實現(xiàn)的。,2020年4月26日,理論力學CAI,4,,,航天器的對接,2020年4月26日,理論力學CAI,5,神舟一號飛船太陽能帆板的展開,2020年4月26日,理論力學CAI,6,樓高420.5m共88層,浦東開發(fā)區(qū),2020年4月26日,理論力學CAI,7,2020年4月26日,理論力學CAI,8,陸家嘴金融區(qū),2020年4月26日,理論力學CAI,9,建設中的昆明世博園演藝廣場頂篷,2020年4月26日,理論力學CAI,10,2020年4月26日,理論力學CAI,11,大型水利工程設施,長江三峽工程,2020年4月26日,理論力學CAI,12,2020年4月26日,理論力學CAI,13,2020年4月26日,理論力學CAI,14,2020年4月26日,理論力學CAI,15,2020年4月26日,理論力學CAI,16,盧浦大橋,2020年4月26日,理論力學CAI,17,美國的Tacoma大橋，中央跨距853米。在19m/s的小風下整體塌毀。,2020年4月26日,理論力學CAI,18,2020年4月26日,理論力學CAI,19,高速列車,2020年4月26日,理論力學CAI,20,2020年4月26日,理論力學CAI,21,2020年4月26日,理論力學CAI,22,2020年4月26日,理論力學CAI,23,,,20世紀，也產(chǎn)生了在許多其他基礎學科指導下形成的高技術，如半導體，電子計算機，核工程等。表面上，與力學搭不上鉤的高技術，也總是碰到力學難題在卡脖子．電子計算機，小型微型化是它的一個重要趨向，但是當計算機芯片愈來愈小時，體積內(nèi)的存儲器數(shù)以百萬計，這就產(chǎn)生了由于電流生熱而導致的熱應力的力學問題往往使器件損壞。在通訊中有架設通訊網(wǎng)絡以及高性能天線的力學問題，設計與生產(chǎn)光盤與硬盤等存儲設備中，需要有高精密定位等等。,2020年4月26日,理論力學CAI,24,2020年4月26日,理論力學CAI,25,核電站的熱核反應堆,2020年4月26日,理論力學CAI,26,計算機硬盤驅動器,2020年4月26日,理論力學CAI,27,2020年4月26日,理論力學CAI,28,力學是自然科學中精確化最早的學科。力學發(fā)展中最早與數(shù)學建立起密不可分的聯(lián)系。歷史上最偉大的力學家，也同時是偉大的數(shù)學家。將實際問題經(jīng)過模式化轉化為數(shù)學問題求解再回到實際，所形成的方法論，深深地影響著整個自然科學，它的要點是給定系統(tǒng)發(fā)展所必須遵從的規(guī)律及初始狀態(tài)，去追蹤系統(tǒng)的發(fā)展。,2020年4月26日,理論力學CAI,29,古希臘阿基米德(公元前287~212)著的《論比重》就奠定了靜力學基礎。波蘭的哥白尼(1473~1543)創(chuàng)立宇宙“日心說”。德國的開普勒(1571~1630)提出行星運動三定律。意大利的伽利略(1564~1642)自由落體規(guī)律、慣性定律及加速度的概念。,2020年4月26日,理論力學CAI,30,英國偉大科學家牛頓(1643~1727)在1687年版的《自然哲學的數(shù)學原理》一書中提出了制約物質宏觀機械運動的基本規(guī)律，即萬有引力定律和動力學基本定律。奠定了牛頓力學的基礎。,2020年4月26日,理論力學CAI,31,瑞士的伯努利(1667~1748)虛位移原理。瑞士的歐拉(1707~1783)著出《力學》用微分方程研究。法國達朗伯(1717~1785)名著《動力學專論》達朗伯原理。法國拉格朗日(1736~1813)提出第二類拉格朗日方程。,2020年4月26日,理論力學CAI,32,機械運動：是物體在空間的位置隨時間的變化。,理論力學：是研究物體機械運動一般規(guī)律的一門學科。,2020年4月26日,理論力學CAI,33,1.理論力學是一門理論性較強的技術基礎課,2.理論力學是很多專業(yè)課程的重要基礎,例如：材料力學、機械原理、結構力學、流體力學、機械振動等一系列后續(xù)課程的重要基礎。,2020年4月26日,理論力學CAI,34,力學模型實際工程問題的合理抽象與簡化;,實際工程對象的合理抽象與簡化。,,質點、質點系、剛體、剛體系。,2020年4月26日,理論力學CAI,35,研究飛機的運動軌跡時，飛機可視為質點。,2020年4月26日,理論力學CAI,36,研究衛(wèi)星運動軌道時,衛(wèi)星可視為質點；但研究衛(wèi)星姿態(tài)控制時，則視為剛體。,2020年4月26日,理論力學CAI,37,,理論力學的研究方法,是從實踐出發(fā)，經(jīng)過抽象化、綜合、歸納、建立公理，再應用數(shù)學演繹和邏輯推理而得到定理和結論，形成理論體系，然后再通過實踐來驗證理論的正確性。,2020年4月26日,理論力學CAI,38,1.矢量力學方法,2.分析力學方法,（1）拉格朗日力學,（2）哈密頓力學,