上海交通大学-理论力学PPT-绪论.ppt

理论力学CAI,1,朱本华简介,上海交通大学副教授，1978年毕业于上海交通大学船舶制造系，1985年结业于同济大学固体力学助教班。,现任工程力学系副系主任力学博士后流动站主管,学术兼职中国力学学会科普工作委员会常委华东基础力学与工程应用协会常务理事,主讲课程一、理论力学二、高等动力学三、分析动力学,曾获全国优秀力学教师、99年宝钢教学基金优秀教师奖、上海交通大学吴绍麟、春兰优秀教师奖、教学成果奖等十多项奖励。,理论力学CAI版权所有,2003(c)上海交通大学工程力学系,2020年4月26日,理论力学CAI,3,前言力学是一门基础学科，它同数、理、化、天、地、生并列为七大基础学科之一。力学的应用范围十分广泛，它又属于技术科学，它植根于国民经济的各个产业门类。哪里有技术难题，几乎那里就有力学难题。20世纪，产生的许多高新技术，航天、航空、高层建筑、大型空间结构、巨型轮船、大跨度与新型桥梁（如吊桥、斜拉桥）、海洋平台、精密机械、机器人、高速列车、海底隧道等都是在力学指导下实现的。,2020年4月26日,理论力学CAI,4,航天器的对接,2020年4月26日,理论力学CAI,5,神舟一号飞船太阳能帆板的展开,2020年4月26日,理论力学CAI,6,楼高420.5m共88层,浦东开发区,2020年4月26日,理论力学CAI,7,2020年4月26日,理论力学CAI,8,陆家嘴金融区,2020年4月26日,理论力学CAI,9,建设中的昆明世博园演艺广场顶篷,2020年4月26日,理论力学CAI,10,2020年4月26日,理论力学CAI,11,大型水利工程设施,长江三峡工程,2020年4月26日,理论力学CAI,12,2020年4月26日,理论力学CAI,13,2020年4月26日,理论力学CAI,14,2020年4月26日,理论力学CAI,15,2020年4月26日,理论力学CAI,16,卢浦大桥,2020年4月26日,理论力学CAI,17,美国的Tacoma大桥，中央跨距853米。在19m/s的小风下整体塌毁。,2020年4月26日,理论力学CAI,18,2020年4月26日,理论力学CAI,19,高速列车,2020年4月26日,理论力学CAI,20,2020年4月26日,理论力学CAI,21,2020年4月26日,理论力学CAI,22,2020年4月26日,理论力学CAI,23,20世纪，也产生了在许多其他基础学科指导下形成的高技术，如半导体，电子计算机，核工程等。表面上，与力学搭不上钩的高技术，也总是碰到力学难题在卡脖子电子计算机，小型微型化是它的一个重要趋向，但是当计算机芯片愈来愈小时，体积内的存储器数以百万计，这就产生了由于电流生热而导致的热应力的力学问题往往使器件损坏。在通讯中有架设通讯网络以及高性能天线的力学问题，设计与生产光盘与硬盘等存储设备中，需要有高精密定位等等。,2020年4月26日,理论力学CAI,24,2020年4月26日,理论力学CAI,25,核电站的热核反应堆,2020年4月26日,理论力学CAI,26,计算机硬盘驱动器,2020年4月26日,理论力学CAI,27,2020年4月26日,理论力学CAI,28,力学是自然科学中精确化最早的学科。力学发展中最早与数学建立起密不可分的联系。历史上最伟大的力学家，也同时是伟大的数学家。将实际问题经过模式化转化为数学问题求解再回到实际，所形成的方法论，深深地影响着整个自然科学，它的要点是给定系统发展所必须遵从的规律及初始状态，去追踪系统的发展。,2020年4月26日,理论力学CAI,29,古希腊阿基米德(公元前287212)著的论比重就奠定了静力学基础。波兰的哥白尼(14731543)创立宇宙“日心说”。德国的开普勒(15711630)提出行星运动三定律。意大利的伽利略(15641642)自由落体规律、惯性定律及加速度的概念。,2020年4月26日,理论力学CAI,30,英国伟大科学家牛顿(16431727)在1687年版的自然哲学的数学原理一书中提出了制约物质宏观机械运动的基本规律，即万有引力定律和动力学基本定律。奠定了牛顿力学的基础。,2020年4月26日,理论力学CAI,31,瑞士的伯努利(16671748)虚位移原理。瑞士的欧拉(17071783)著出力学用微分方程研究。法国达朗伯(17171785)名著动力学专论达朗伯原理。法国拉格朗日(17361813)提出第二类拉格朗日方程。,2020年4月26日,理论力学CAI,32,机械运动：是物体在空间的位置随时间的变化。,理论力学：是研究物体机械运动一般规律的一门学科。,2020年4月26日,理论力学CAI,33,1.理论力学是一门理论性较强的技术基础课,2.理论力学是很多专业课程的重要基础,例如：材料力学、机械原理、结构力学、流体力学、机械振动等一系列后续课程的重要基础。,2020年4月26日,理论力学CAI,34,力学模型实际工程问题的合理抽象与简化;,实际工程对象的合理抽象与简化。,质点、质点系、刚体、刚体系。,2020年4月26日,理论力学CAI,35,研究飞机的运动轨迹时，飞机可视为质点。,2020年4月26日,理论力学CAI,36,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，则视为刚体。,2020年4月26日,理论力学CAI,37,理论力学的研究方法,是从实践出发，经过抽象化、综合、归纳、建立公理，再应用数学演绎和逻辑推理而得到定理和结论，形成理论体系，然后再通过实践来验证理论的正确性。,2020年4月26日,理论力学CAI,38,1.矢量力学方法,2.分析力学方法,（1）拉格朗日力学,（2）哈密顿力学,