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下面是出国留学网整理的“2018年一级结构工程师《理论力学》考点：刚体力学”，欢迎阅读参考，更多有关一级结构工程师考点的内容请继续关注本网站结构工程师栏目。
2018年一级结构工程师《理论力学》考点：刚体力学
一、基本概念和整体认识
1、刚体：特殊质点组，任意两质点的距离保持不变，类似于质点是一种理想情况，相对于所研究的问题，当物体的大小和形状的变化，可以忽视时，则物体可当做刚体。
2、刚体空间位置的确定，只需确定不共线的三点位置坐标，但由于任意两点的位置不变，受到三个约束，所以只需6个即可
3、刚体运动的分类 根据运动时的限制，需要的独立变量数可少于6个，
根据限制的不同，把刚体的运动分为：
(1) 平动：任意两质点的联线在任意两个不同的时刻，都保持平行，各个质点的运动情况完全相同，所以任意一质点的运动即可代表整个刚体的运动，显然只需3个独立变量
(2) 定轴转动：刚体运动时，始终有两点不动的运动，该两点的连线即为固定的转动轴，只需确定刚体绕该定轴转过多少度，所以只需一个独立变量
(3) 平面平行运动：刚体运动时，始终与一固定平面平行的运动，可分解为质心的平面平动和绕统过质心并垂直于该平面的转动(由轴线取向不变，所以相当于一定转动)，因而需要3个独立变量
(4) 定点转动：刚体运动时，只有一个点不动，刚体只能绕通过这个点的轴线转动，显然轴线的取向是可以不断发生变化的，确定轴线的空间取向(三个方向余旋，但三方向余旋平方和为1)，所以只需两个独立变量，但还需一个变量来确定绕轴线转过的角度，因此总共需三个独立变量。通常用三个独立的欧拉角来描述，即进动角
(5) 一般运动：不受任何约束，一般分解为质心的平动和绕质心的定点转动，因而需6个独立变量。
描述刚体运动，最基本的物理量是角速度，即描述刚体绕某个点和轴线转动的快慢，是一矢量(相应于无限小转动，无限小转动是可对易的(交换先后两次的转动顺序，结果不 变)，而有限转动是不可对易的) ，方向用右手螺旋法则来确定。
刚体的欧拉运动学方程，刚体定点转动时，把角速度(注意是状态量)投影到固连在刚体上随刚体一块运动的随动坐标系上(只做为计算的工具，在后面的刚体的平面平行运动学和刚体的定点转动运动学，及非惯性系运动学、动力学，都常常这么做)，但运动参照系仍是地球，而得其分量式，描述了角速度分量随欧拉角及时间之间的变化关系
二、刚体的运动方程与平衡方程
1、 力系的简化
由于刚体受力可能纷繁复杂，所以首先要对刚体的力系进行简化
1) I，非平行共面力系的简化
应用的基本原理是力的可传性原理，力可沿作用线滑移而不改变作用效果(但作用线不能随便移动)。所以可以采用两两相交的办法求得非平行共面力系的合力
II，平行共面力系的简化，采用合力对垂直于该平面的某一轴线的力矩与所有平行力对该轴线的力矩之代数和相等，来求得合力大小和作用点
平面平行力系中存在一特殊情况，即由一对对大小相等，方向相方的平行力所组成，其中的任何一对平行力，我们称为力偶，其唯一的...
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德国留学工程师就业前景分析
提起工程师，你会想到什么呢-由某咨询机构发起的名为“2005年工程师形象”的调查显示，大多数德国人并不了解工程师是做什么的，不过在被调查的人中，10个女性有9个认为工程师很热门，而男性中这一比率更是高达97%。现在的工程师职业已经牢牢确立了自己职业排名"Top 5"的地位。
据调查显示，10个女性中有9个认为工程师在最热门的10种职业之内，而男性则有高达97%的人赞同。在此次调查共有1000个超过14岁的德国人参与。最受欢迎职业第一名由医生夺走。排名在工程师之前的还有教师、建筑师、律师。工程师排名上升到第5。
调查显示，大约四分之一的(24%)父亲会推荐自己的孩子将来做工程师。同时有16%的女性认为工程师是最有趣并且最有前途的学科。平均下来共有20%德国父母看好工程师专业，这也使它在专业排行榜的排名上超过了医学(18%)，经济(15%)，自然科学(12%)以及法律(12%)。
同样，在校的德国工程专业学生和年轻的电子及IT行业工程师们基本上都认为工程师前景看好。同时有75%的被调查者认为此行业能抗风险。几乎所有年轻专家们都认为自己的工作十分有创造性，并且自己可以方便地在不同领域内转换工作。56%的被调查者认为自己为社会做出了很大的贡献。
不过对于很多德国人来说，工程师到底是做什么的，他们还并不是非常了解。例如医疗科技，工厂自动化，纳米技术等的德国在世界范围内领先的领域，德国人知之甚少。根据调查数据显示，德国人大多将工程师理解为在电子或信息领域工作，一般人笼统地认为工程师就是与电脑打交道的。还有将近六成的人认为工程师与微电子，通讯，能源等领域有直接的联系。
工程师形象调查得出结论是，虽然工程师形象很明显有了较大的改善，但是尚未体现出工程师们在国民经济中作为经济发展发动机的地位。
当今德国工程师们不仅要有科技知识，还需要相关的软件、企业管理、市场经营的知识。现在的工程师们经常有机会成为经理人，他们将自己作出决策。
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海外经历能给海归带来什么?
曾留德5年的叶丰，一直在海外关注着中国科研领域的发展状况。“适逢国家鼓励科技创新，国内科研领域的发展空间很大，对于科研人才来说，回国发展的机会非常多。”叶丰谈道，德国的材料研究以基础性研究为主体，而国内材料科学研究的发展趋势则是走向直接应用。“我所认识的从事金属材料研究的留学人员，现在大部分都回来了。在这种大环境下，我觉得自己应该回来为国家贡献点力量。”
海外经历能给海归带来什么?叶丰认为，首先是思维方式的改变。“海外的研究经历给了我更广阔的视野，对于科学研究的思考也达到了更高的层次。”他指出，一个科研人员的学术水平不仅体现在实验方面，更重要的是表现在对问题的看法和思维方式上。因此，有志于...
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注册环保工程师基础知识：理论力学分类
力学
物理学的一个分支学科。它是研究物体的机械运动和平衡规律及其应用的。力学可分为静力学、运动学和动力学三部分。静力学是以讨论物体在外力作用下保持平衡状态的条件为主。运动学是撇开物体间的相互作用来研究物体机械运动的描述方法，而不涉及引起运动的原因。动力学是讨论质点系统所受的力和压力作用下发生的运动两者之间的关系。力学也可按所研究物体的性质分为质点力学、刚体力学和连续介质力学。连续介质通常分为固体和流体，固体包括弹性体和塑性体，而流体则包括液体和气体。
16世纪到17世纪间，力学开始发展为一门独立的、系统的学科。伽利略通过对抛体和落体的研究，提出惯性定律并用以解释地面上的物体和天体的运动。17世纪末牛顿提出力学运动的三条基本定律，使经典力学形成系统的理论。根据牛顿三定律和万有引力定律成功地解释了地球上的落体运动规律和行星的运动轨道。此后两个世纪中在很多科学家的研究与推广下，终于成为一门具有完善理论的经典力学。1905年，爱因斯坦提出狭义相对论，对于高速运动物体，必须用相对力学来代替经典力学，因为经典力学不过是物体速度远小于光速的近似理论。20世纪20年代量子力学得到发展，它根据实物粒子和光子具有粒子和波动的双重性解释了经典力学不能解释的微观现象，并且在微观领域给经典力学限定了适用范围。
经典力学
经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其它力学原理，它是20世纪以前的力学，有两个基本假定：其一是假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时到达的;其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。20世纪以来，由于物理学的发展，经典力学的局限性暴露出来。如第一个假定，实际上只适用于与光速相比的低速运动情况。在高速运动情况下，时间和长度不能再认为与观测者的运动无关。第二个假定只适用于宏观物体。在微观系统中，所有物理量在原则上不可能同时被精确测定。因此经典力学的定律一般只是宏观物体低速运动时的近似定律。
牛顿力学
它是以牛顿运动定律为基础，在17世纪以后发展起来的。直接以牛顿运动定律为出发点来研究质点系统的运动，这就是牛顿力学。它以质点为对象，着眼于力的概念，在处理质点系统问题时，须分别考虑各个质点所受的力，然后来推断整个质点系统的运动。牛顿力学认为质量和能量各自独立存在，且各自守恒，它只适用于物体运动速度远小于光速的范围。牛顿力学较多采用直观的几何方法，在解决简单的力学问题时，比分析力学方便简单。
分析力学
经典力学按历史发展阶段的先后与研究方法的不同而分为牛顿力学及分析力学。1788年拉格朗日发展了欧勒·达朗伯等人的工作，发表了“分析力学”。分析力学处理问题时以整个力学系统作为对象，用广义坐标来描述整个力学系统的位形，着眼于能量概念。在力学系统受到理想约束时，可在不考虑约束力的情况下来解决系统的运动问题。分析力学较多采用抽象的分析方法，...
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注册环保工程师基础知识：理论力学平衡定义
永远遵循一个四字原则：动、等、定、变。
动：平衡不是一潭死水，是动态的。拿一个蓄水池举例，它是有进水和出水的。
等：平衡中得到的与失去的总保持相等。就好像进水总等于出水，才能保持水面高度不变。
定：保持平衡的特点就是，平横总保持稳定。
变：当平衡的一边改变时，另一边也会随之改变以达到新的平衡。
Balance is the ability to keep an upright posture, while either standing still or moving.
People with good balance are likely to be good in activities such as ice skating, windsurfing, and gymnastics.
在力学系统里，平衡是指惯性参照系内，物体受到几个力的作用，仍保持静止状态，或匀速直线运动状态，或绕轴匀速转动的状态，叫做物体处于平衡状态，简称物体的“平衡”。因稳度的不同，物体的平衡分为：稳定平衡、随遇平衡、不稳定平衡三种情况。
①对立的两个方面、相关的几个方面在数量或质量上均等或大致均等：收支平衡|产、供、销总体平衡|生态平衡。②几股互相抵销的力作用于一个物体上，使物体保持相对的静止状态：保持身体平衡|飞机失去了平衡。③平稳安适：心理平衡。
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注册环保工程师基础知识：理论力学刚体的简介
它是力学中的一个科学抽象概念，即理想模型。事实上任何物体受到外力，不可能不改变形状。实际物体都不是真正的刚体。若物体本身的变化不影响整个运动过程，为使被研究的问题简化，可将该物体当作刚体来处理而忽略物体的体积和形状，这样所得结果仍与实际情况相当符合。例如，物理天平的横梁处于平衡状态，横梁在力的作用下产生的形变很小，各力矩的大小都几乎不变。对于形变，实际是存在的，但可不予考虑。为此在研究天平横梁平衡的问题时，可将横梁当作刚体。
在外力作用下,物体的形状和大小(尺寸)保持不变,而且内部各部分相对位置保持恒定(没有形变),这种理想物理模型称之为刚体.
刚体是个理想模型。如果物体的刚性足够大，以致其中弹性波的传播速度比该物体的运动速度大很多，从而可以认为弹性扰动的传播是瞬时的，就可以把该物体当作刚体处理。
在刚体问题中，可将刚体当作一个特殊的质点组(质量连续分布，各质点间的距离保持不变)。将前面学过的关于质点组的动量定理，质心运动定理，角动量定理等用到这一特殊的质点组就可得到有关刚体的一些规律。
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注册环保工程师基础知识：理论力学刚体的分类
平动
任意刚体两点连线保持方向不变,各点的位移,速度,加速度相同,可当作质点来处理.
如果刚体在运动过程中，两个坐标系的各坐标轴永远相互平行，这种运动称为平动。此时刚体上所有质点，都有相同的加速度。故刚体上任意一点的运动都可以代表整个刚体的运动，所以刚体平动时和质点的运动完全一样，其自由度为3，可取c点的三个坐标xyz为广义坐标，平动并不一定是直线运动，如图所示的钢体就是一种平动，这里每一个质点都作圆周运动但图4.1(a)所示的钢体运动就不再是一种平动，这里每个质点都作圆周运动。但图4.1(b)所示的刚体运动就不在是平动，因为在这种运动过程中，固定在刚体上的坐标轴并非始终保持和oxyz 的轴平行。
定轴转动
刚体上每点绕同一轴线做圆周运动,且转轴空间位置及转动方向保持不变.
如果刚体在运动过程中，至少有两个质点保持不动，那么将这两个质点的连线取为两个坐标系的一个公共坐标轴(z)轴，则刚体上各点都饶此轴作圆周运动，这种运动称为定轴转动。刚体再任一时刻的位置可用ox轴相对于ox.转过的角度φ来确定，如图4.2所示，其自由度为1，φ就是广义坐标。
平面平行运动
刚体的质心被限制在同一平面内,转轴可平动,但始终垂直于该平面且通过质心.
如果刚体在运动过程中，刚体中任意一点始终在平行于某一固定平面的平面内运动，则称为平面平行运动，简称平面运动，此时只须研究刚体中任一和固定平面平行的截面运动就够了。
定点转动
刚体上各点都在以某一定点为球心的球面上运动.
在运动过程中有一点永远保持不动。我们可取这个固定点为上述两个坐标系的公共原点，坐标轴之间的夹角则可以任一改变。可以证明，在这种情况下，刚体从一个初位置运动到任意一个新位置时，恒可通过三个独立的角坐标来表示。设t=0时，坐标系oxyz和ox.y.z.重合，如图4.4(a);在时刻t，坐标系oxyz运动到一个新位置，如图4.4(d)。这个运动可以看作三个独立的转动合成。首先，令oxyz平面绕oz.轴转过一个角度φ，使ox轴达到图4.4(d)中oxy平面和ox.y.平面的交线on的位置，变为ox'y'z'如图4.4(b).交线on称为节线。其次，使oy'z'平面绕节线on转过角度θ，使坐标轴达到新位置ox"y"z",使oz"轴和图4.4(d)中oz轴位置重合。最后，令ox"y"平面绕oz"轴转过角度φ，使坐标轴达到图4.4(d)中的最终位置。
上述φθØ三个角坐标称为欧拉角，φ称为进动角，θ称为章动角，Ø称为自转角，这三个角度的变化范围为：
0≤φ≤2π，0≤θ≤π，0≤ψ&l...
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