理论力学讲稿 绪论 质点力学.ppt

绪论
第一章质点力学
第二章质点组力学
第三章刚体力学
第四章转动参考系
第五章分析力学
4/16/2018
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绪论
机械运动就是物体与物体之间或物体内部各部分之间的相对位置的改变。
理论力学就是研究物体机械运动普遍遵守的基本规律的一门学科。
奠基时期牛顿的《自然哲学的数学原理》一书可看作是理论力学的第一部著作。另一位理论力学先驱是瑞士的雅各布第一·伯努利他最早从事变形体力学的研究,推导出沿长度受任意载荷的弦的平衡方程。通过实验,他发现弦的伸长和张力并不满足线性的胡克定律,并且认为线性关系不能作为物性的普遍规律。
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法国科学家达朗贝尔于1743年提出:理论力学首先必须象几何学那样建立在显然正确的公理上;其次,力学的结论都应有数学证明。这便是理论力学的框架。
1788年法国科学家拉格朗日创立了分析力学,其中许多内容是符合达朗贝尔框架的;其后经过相当长的时间,变形体力学的一些基本概念,如应力、应变等逐渐建立起来。
1822年法国柯西提出的接触力可用应力矢量表达的“应力原理”,一直是连续介质力学的最基本的假定。
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1894年芬格建立了超弹性体的有限变形理论。
停滞时期约从20世纪初到1945年。这段时期形成了以从事线性力学及其相关数学的研究为主的局面。线性理论充分发挥了它解释力学现象和解决工程技术问题的能力,并使与之相关的数学也发展到相当完善的地步。相形之下,非线性理论的研究没有多大进展,理论力学也因此处于停滞时期。
复兴时期从1945年起,理论力学开始复兴。复兴不是简单的重复,而是达朗贝尔框架在连续介质力学方面的进一步发展。这种变化是由1945年赖纳和1940年里夫林的工作引起的。
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赖纳的工作是研究非线性粘性流体,过去长期不得解决的所谓油漆搅拌器效率不高的问题,因为有了这个非线性粘性流体理论而真相大白。里夫林的工作是在任意形式的贮能函数下,对于等体积变形的不可压缩弹性体,给出了几个简单而又重要问题的精确解,用这个理论解释橡胶制品的特性取得惊人的成功。另外,过去得不到解决的“柱体扭转时为什么会伸长”的问题也自然获得解决。这两个工作揭开了理论力学复兴的序幕。
1956年以来,图平关于弹性电介质的系统研究,为电磁连续介质理论的发展打下了基础。
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1957年托马期关于奇异面的研究是另一重大进展。
1957年诺尔首先提出纯力学物质理论的公理化问题。次年,他发表了连续介质的力学行为的数学理论,这便是简单物质的公理体系的雏型,后来逐渐发展成为简单物质谱系。
1958年埃里克森和特鲁斯德尔提出的杆和壳中应力和应变的准确理论,德国学者金特尔关于科瑟拉连续统的静力学和运动学的论文,引起了对有向物体理论的重新认识和系统研究。
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1960年特鲁斯德尔和图平所著《古典场论》,以及1966年特鲁斯德尔和诺尔所著《力学的线性场论》两书,概括了以前有关理论力学的全部主要成果,是理论力学的两部经典著作。这两部书的出版标志着理论力学复兴时期的结束。
发展时期 1966年以来,理论力学进入发展时期。它的发展是和当代科学技术发展的总趋势相呼应的。这个时期的特点是理论力学本身不断向深度和广度发展,同时又与其他学科相互渗透,相互促进。
理论力学的发展主要涉及五个方面:公理体系和数学演绎;非线性理论问题及其解析和数值解法;解的存在性和唯一性问题;古典连续介质理论的推广和扩充;以及与其他学科的结合。
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理论力学来源于传统的分析力学、固体力学、流体力学、热力学和连续介质力学等力学分支,并同这些力学分支结合,出现了理性弹性力学、理性热力学、理性连续介质力学等理论力学的新兴分支。
与普通物理一样,理论力学只适用于宏观物体的低速运动。研究物体的高速运动问题,则要用到相对论力学,研究微观粒子的运动问题,则要用到量子力学。
学****该门课程的要求是:认真听讲,多记笔记,多做练****多看参考书。作业每周三交,改一半。
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成绩的评定平时成绩占总成绩的10%,期中考试成绩占总成绩的30%,期末考试成绩占总成绩的60%。
主要参考书:
1、《理论力学》徐燕侯等中国科技大学出版社
2、《理论力学》楚安夫等电子科技大学出版社
3、《理论力学》陕西师范大学出版社
4、《理论力学》朱照宣等北京大学出版社
5、《理论力学****题分析与解答》
6、《理论力学****题指导与题解》石教兴等北京航空航天大学出版社
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学时分配建议
章次
教学内容
学时分配
绪论

一
质点力学

二
质点组力学
7
三
刚体力学
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