工程力学课程教学大纲

1、工程力学课程教学大纲一、课程名称1、中文名称：工程力学（72学时）2、英文名称：Engineering Mechanics3、课程号： 21102410二、学时 总学时  72   学时   其中：授课   68  学时   实验  4  学时   三、考核方式（考试或考查） 1、 考核方式：考试2、 考核范围：全部教学内容3、 成绩评定标准：平时成绩（包括作业、实验、课堂表现）占20%，考试成绩占80%。4、 是否采用试题库：是四、适

2、用专业 热能与动力工程、工业工程、工业设计、物流工程、物流管理。五、课程简介本课程是一门基础必修课。是一门由基础理论向工程技术过渡的课程。本课程的作用是使学生具备一定的力学知识，培养和锻炼学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力。本课程的任务是使学生掌握和理解本课程的基本内容、基本概念和分析问题的基本方法，具备将不太复杂的工程实际问题抽象成力学模型，进行分析和计算的能力，能对工程问题中的构件进行强度、刚度和稳定性计算及设计；掌握材料力学的实验方法从而提高理论联系实际的能力和动手能力。六、本门课程在教学计划中的地位、作用和任务 本课程是一门基础必修课。是一门由基础理论向工程技术过渡的课程。是考

3、试课。本课程的作用是使学生具备一定的力学知识，培养和锻炼学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力。本课程的任务是使学生掌握和理解本课程的基本内容、基本概念和分析问题的基本方法，具备将不太复杂的工程实际问题抽象成力学模型，进行分析和计算的能力，能对工程问题中的构件进行强度、刚度和稳定性计算及设计；掌握材料力学的实验方法从而提高理论联系实际的能力和动手能力。七、课程内容和教学要求（一）静力学部分1、力学基本概念、受力图 主要内容: 刚体、力、平衡概念；二力平衡条件、不平行三力平衡条件、加减平衡力系原理；约束与约束反力；物体的受力分析与受力图。 教学要求：正确建立平衡的概念，约束的概念，能熟练判断

4、常见约束的约束反力方向，正确进行受力分析画受力图。2、简单力系主要内容: 汇交力系简化的几何法、解析法，汇交力系平衡条件的几何形式、解析形式；力偶；力对点之矩；力偶性质；力偶系的简化与平衡条件。教学要求：掌握汇交力系简化的方法和结果；掌握平面汇交力系平衡的几何条件，并据此求解平衡问题；掌握力矩的计算方法；熟悉力偶的概念及性质；掌握平面力偶的合成与平衡条件；了解空间力偶系的计算方法。3、平面任意力系主要内容：力线平移法、平面任意力系向任一点的简化及简化结果；合力的概念及确定合力作用线的方法；合力矩定理；固定端约束；平面力系的平衡条件；刚体系统的平衡问题；静定静不定的概念及判断；考虑有摩擦时的平衡

5、问题。教学要求：掌握力线平移法；掌握平面任意力系向一点简化的方法；能求出作用线位置；能熟练运用平衡条件解单个物体和物体系的平衡问题；熟练掌握有摩擦的平衡问题的解法。4、空间任意力系主要内容：力对轴之矩；力对点之矩与力对过该点的轴之矩的关系；空间力系简化结果的解析表达式；空间力系的平衡条件。教学要求：掌握力对轴之矩的计算方法；能熟练运用平衡条件解空间力系的平衡问题。（二）材料力学部分1、轴的拉伸与压缩主要内容：变形固体及其基本假设；外力、内力、截面法、内力图、正应力；拉压时杆件横截面上的正应力；拉压杆的变形、胡克定律；线应变；横向变形系数（泊松比），材料拉压时的机械性质；应力应变图；材料的几个力

6、学性质指标的概念；许用应力和安全系数；强度条件及应用；拉压静不定问题的解法；应力集中的概念；蠕变形和应力松弛的概念。教学要求：熟练掌握截面法，会画拉压时内力图；掌握低碳钢拉压时材料的应力应变图；能熟练应用强度条件进行强度校核；计算许可载荷和设计杆件截面；能计算静不定问题。2、剪切实用计算主要内容：剪切的概念、剪力、剪力面、切应力的概念、剪切的实用计算；挤压力、能熟练进行剪切和挤压的实用计算。3、扭转主要内容：扭转变形；外力偶矩、扭转、扭转图、切应互等定理；已知转速、电动机功率、计算可传递的外力偶矩；圆轴扭转时横截面上的切应力分布规律；切应变概念；剪切胡克定律；剪切弹性模量；圆轴扭转时的强度计算

7、；极惯性矩、抗扭截面模量、抗扭刚度、相对扭转角；圆轴扭转时的强度条件和刚度条件。教学要求：掌握根据功率、转速计算外力偶炬公式；掌握由截面法画扭矩图的方法；掌握切应力互等定律和剪切应变的计算方法，能熟练应用扭转时的强度条件和刚度条件进行圆轴的强度计算、刚度计算；根据扭转时的强度条件和刚度条件计算许可载荷和设计载面。4、弯曲应力分析与强度计算主要内容：弯曲梁的概念、平面弯曲的概念、梁横截面上的内力；剪力和弯矩；剪力方程和弯矩方程；剪力图和弯矩图；剪力、弯矩与分布载荷集度间的关系；纯弯曲时梁横截面上的正应力、惯性矩、简单图形惯性矩计算；平行移轴公式，组合图形的惯性矩计算，矩形截面的弯曲剪应力；弯曲强

8、度条件提高梁强度的措施。教学要求：掌握由剪应力方程、弯矩方程画内力图的方法；掌握根据剪力、弯矩、分布载荷集度三者关系确定内力图的方法；能熟练运用弯曲正应力公式进行应力计算和强度计算。5、弯曲的位移分析主要内容：梁弯曲时的挠度、转角、挠度方程；挠度与转角的关系；挠曲线微分方程；积分法求梁的位移；叠加法求梁的位移；变形比较法求静不定问题；梁的刚度条件；提高梁刚度的主要措施。教学要求：掌握挠度、转角概念；掌握挠度与转角间的关系；掌握挠度曲线微分方程；会以此用积分法求梁的位移；能用叠加法查变形表计算梁的位移；会用梁的刚度条件进行刚度校核；确定梁的截面形状和尺寸、计算许可载荷；会用变形比较法解梁的静不定

9、问题。6、应力状态及强度理论主要内容：一点的应力状态概念、微单元体；平面一般应力状态中斜截面上的应力分析；主应力、主平面与最大切应力；应力圆方程；应力圆应用；复杂应力状态下的应力应变关系，广义胡克定律；强度理论的概念、最大拉应力理论第一强度理论；最大切应力理论第三强度理论；形状畸变能理论第四强度理论；强度理论的应用。教学要求：掌握平面应力状态下斜截面上的应力表达式；掌握主应力、主平面的概念；并能确定主应力和主平面的方向；掌握最大切应力的计算公式；会画应力圆；会用应力圆确定主应力大小和主平面方向；了解广义胡克定律；了解各个强度理论；会计算各个强度理论的相当应力7、组合变形：主要内容：组合变形的概

10、念；主轴的概念、斜弯曲的概念；斜弯曲的内力计算；斜弯曲应力的计算；斜弯曲的强度计算；拉压与组合应变的强度计算；偏心载荷引起的拉压与弯曲组合变形的强度计算；弯曲与扭转组合变形的强度变形。教学要求：对弯曲要求掌握主轴的概念、斜弯曲的概念；会分析弯曲时横截面上最大拉应力和最大正应力的位置及大小；掌握斜弯曲的应力计算公式和强度条件；掌握弯曲与扭转组合变形的强度条件。8、压杆稳定主要内容：压杆稳定的概念、稳定平衡与不稳定平衡；临界载荷；细长压杆临界载荷的欧拉公式；支撑对压杆临界载荷的影响；长度折算系数；临界应力；柔度、欧拉公式使用范围；中柔杆临界应力的经验公式；临界应力总图；压杆稳定条件的安全系数发法；

11、提高压杆承载能力的措施。教学要求：掌握压杆稳定的概念掌握临界载荷的欧拉公式；掌握临界应力总图；掌握压杆稳定条件；会进行稳定计算。（三）课时安排周次周学时内容教学时数课外时数教学组织方式说明第1周4绪论、基本概念与受力图，力系简化48上课第2周4力系简化，平面任意力系48上课第3周4平面任意力系，摩擦48上课第4周4物体系统的平衡，空间任意力系48上课第5周4空间任意力系，材料力学绪论、基本概念48上课第6周4轴向拉压低碳钢和铸铁拉伸（压缩）的机械性质测定48上课实验第7周4剪切，扭转48上课第8周4扭转，弯曲内力48上课第9周4弯曲内力，期中复习48上课第10周4期中考试，截面的几何性质48考核上课第11周4弯曲应力48上课第12周4弯曲正应力实验 弯曲变形48实验上课第13周4弯曲变形48上课第14周4应力状态48上课第15周4应力状态，强度理论48上课第16周4强度理论，组合变形48上课第17周4组合变形，压杆稳定48上课第18周4压杆稳定，复习48上课八、实验内容1、低碳钢和铸铁拉伸（