《工程力学Ⅱ 》课程教学大纲

1、工程力学 课程教学大纲课程编号： 01120120英文名称： Engineering Mechanics课程类别：必修课课程性质：专业基础 课授课专业（考试、考查）：材料物理、材料成型 专业 （考试）学时： 90 学分： 4.5 实验学时： 课内上机学时：预修课程： 高等数学 、 工程制图 、物理学。课程内容：本课程的主要任务是使学生掌握质点、质点系和刚体平衡的基本规律和分析方法，明确杆件的内力、应力、应变、强度、刚度和稳定性等基本概念，掌握必要的基础知识、一定的分析计算能力和初步的试验能力。为学习有关的后继课程打好必要的基础，并为将来学习和掌握新的科学技术创造条件；初步学会利用工程力学的理论

2、和方法分析、解决一些工程实际问题，结合本课程的特点，培养学生的辩证唯物主义世界观。工程力学课程教学大纲学时数： 90 学分数： 4.5开课学期： 第 3 学期课程类别：必修课课程性质：专业基础 课一、课程的性质和目的工程力学 是 高等学校 工学科类本科的 一门重要 技术基础课。在许多工程技术领域中有着广泛的用。本课程的任务是使学生对工程中杆件的平衡，强度，刚度和稳定性问题具有明确的基本概念，必要的基础知识和初步的计算能力，从而使学生能对简单工程实际问题进行定性和定量的力学分析。二 . 课程的教学内容第 1 章、 绪论基本内容和要求： 了解工程力学的研究对象、目的、内容：静力学和材料力学； 受力

3、分析，平衡规律介绍； 内力和外力、刚度、强度和稳定性概念介绍； 了解变形固体的基本假设，杆件变形的四种基本形式，理解构件的承载能力的概念。教学重点：1 、了解内力、应力和应变的概念；2 、掌握内力的计算、截面法的概念。教学难点：截面法的运用。第 2 章、物体的受力分析基本内容和要求： 理解静力学基本概念和公理；2 、理解约束和约束反力概念，掌握常见约束反力的画法；3 、掌握物体及物体系受力图的画法。教学重点： 约束的性质； 物体系受力图的画法。教学难点：物体系受力图的画法。第 3 章、基本力系基本内容和要求：1 、汇交力系合成与平衡的解析法：理解力在直角坐标轴上的投影和合力投影定理；2 、理解

4、力矩的概念和合力矩定理，理解力偶的概念、性质，掌握力偶系的合成与平衡条件。教学重点： 平衡问题的解析法； 力矩的计算和力偶的性质。教学难点：力矩的计算和力偶的性质。第 4 章、一般力系基本内容和要求： 理解力的平移定理，理解平面任意力系的简化方法及简化结果； 掌握平面任意力系的平衡方程及应用； 了解静定和超静定的概念，掌握简单物体系统平衡问题的解法； 了解考虑摩擦时平衡问题的解法。教学重点： 平面任意力系的平衡方程； 物体系统的平衡分析和计算。教学难点：物体系统的平衡。第 5 章、空间力系基本内容和要求： 了解空间任意力系的平衡方程； 了解空间平衡问题的解法和思路。教学重点： 空间任意力系的平

5、衡方程。教学难点： 空间力的投影计算和力矩计算。第 6 章、轴向拉伸、压缩与剪切基本内容和要求： 理解 轴向拉伸与压缩的概念，掌握截面法、轴力与轴力图； 掌握轴向拉伸与压缩时的应力计算，掌握 横截面和斜截面上的应力计算，掌握虎克定律； 了解 材料在拉压时的力学性能，理解低碳钢和铸铁的力学性能； 掌握拉压杆的强度计算，理解许用应力 概念， 掌握强度条件及其应用； 掌握 拉伸、压缩超静定问题的分析思路和方法； 介绍拉压与剪切应变能的计算和应力集中的概念； 理解剪切和挤压的概念，掌握剪切和挤压的实用计算。教学重点： 轴向拉伸与压缩时横截面上的内力和应力； 轴向拉伸或压缩时的变形； 胡克定律。教学难点

6、：静不定问题及其求解思路和方法 .第 7 章、圆轴扭转基本内容和要求：1 、 理解 圆轴扭转的概念 , 扭矩和扭矩图，掌握扭矩和扭矩图 的计算和画法； 2 、掌握 圆轴扭转时横截面上的应力计算和强度条件及其应用；3 、掌握圆轴扭转时的变形计算和刚度条件及其应用 ； 简单介绍非圆截面轴扭转及薄壁杆扭转。教学重点： 圆轴扭转时的应力和强度计算；2 、 扭转时的变形和刚度计算。教学难点：圆轴扭转时的扭矩正负规定与应力分布规律。第 8 章、弯曲 内力基本内容和要求： 理解平面弯曲的概念，掌握剪力和弯矩的计算、剪力方程和弯矩方程的建立方法； 理解剪力图和弯矩图的概念，掌握弯矩、剪力与载荷集度间的关系，熟

7、练绘制剪力图和弯矩图；3 、介绍刚架和平面曲杆的内力计算方法和弯矩图的画法。教学重点： 弯曲的剪力和弯矩及其计算方法； 剪力图和弯矩图的画法；教学难点：利用载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系的几何意义直接绘制剪力图和弯矩图。第 9 章、 弯曲应力和强度基本内容和要求： 截面几何性质； 掌握梁弯曲时横截面正应力分布与计算， 掌握梁的强度条件及其应用； 了解横截面切应力计算方法 ； 介绍提高弯曲梁强度的措施。教学重点：梁在纯弯曲时的正应力计算，梁的强度条件及其应用。教学难点：脆性材料梁弯曲时危险截面的判断和强度分析。第 10 章、梁的变形基本内容和要求： 掌握挠度和转角 的两种 计算方法：积分法和叠

8、加法； 理解 提高弯曲梁强度和刚度的措施； 了解简单超静定梁的分析方法。教学重点：梁的挠曲线近似微分方程，用积分法、叠加法求梁的挠度和转角。教学难点：积分法计算梁挠度时积分边界条件的确定。第 11 章、 应力和应变分析、强度理论基本内容和要求： 理解应力状态、主应力和主平面概念； 熟练掌握平面应力状态下应力、应变计算方法，熟练计算主应力； 理解应力圆概念和画法，掌握三向应力状态下的最大应力计算方法； 理解广义虎克定律，、 m 之间的关系； 掌握常用的四个强度理论及其应用。教学重点： 应力状态、主应力和主平面的概念，； 主应力和最大剪应力的解析法计算； 四种常用强度理论及其应用。教学难点：应力状

9、态概念、应力圆的概念和画法。第 12 章、组合变形基本内容和要求： 理解拉压与弯曲组合变形概念，理解组合变形研究思路； 掌握拉压与弯曲组合变形计算方法，掌握弯扭组合变形计算方法。教学重点：弯扭组合时的强度计算问题。教学难点：求解扭转与弯曲的组合的原理和方法。第 13 章、压杆稳定基本内容和要求：1 、压杆稳定性概念，两端铰支细长压杆临界载荷的欧拉公式，两端非铰支细长压杆的临界载荷；2 、长度系数与柔度，欧拉公式的应用范围，中柔度杆临界应力的经验公式，临界应力总图； 压杆稳定性计算，提高压杆稳定性的措施； 介绍 提高压杆稳定性的措施。教学重点： 压杆稳定性概念，压杆临界力计算的欧拉公式，压杆稳定

10、性校核。教学难点：用安全系数法进行压杆稳定性校核。第 14 章、动载荷基本内容和要求： 理解动载荷的 概述； 掌握动静法的应用，掌握能量法计算杆件受冲击时的应力和变形。教学重点：动静法的应用，自由落体冲击载荷下的动应力和变形。教学难点：自由落体冲击载荷下的动应力和变形。第 15 章、交变应力与疲劳失效基本内容和要求： 理解 交变应力与疲劳失效的概念； 掌握 应力比， S-N 曲线，持久极限及其影响因素等； 了解提高疲劳强度的主要措施。教学重点： 交变应力与疲劳失效的概念， 持久极限及其影响因素。教学难点：用安全系数法对构件疲劳强度进行计算。第 16 章、能量方法基本内容和要求： 能量法的概念和

11、分析方法介绍； 杆件应变能的计算，外力功与应变能的一般表达式； 卡氏第二定理，单位载荷法、莫尔积分。教学重点： 应变能的概念、卡氏第二定理和 单位载荷法 。教学难点：利用单位载荷法计算结构位移。第 17 章、超静定结构基本内容和要求： 超静定结构概述； 用力法分析静不定问题 ( 内静不定问题和外静不定问题 ) ，对称与反对称静不定问题分析。教学重点：用力法分析静不定问题。教学难点：对称与反对称静不定问题分析三、课程教学的基本要求1. 课堂授课教学方法采用： 以课堂教学 为主；安排一定学时组织学生自学和课堂讨论，并至少安排二个单元课外时间观看录像和多媒体课件。轴向拉压、圆截面轴的扭转、弯曲正应力

12、三个实验。2. 作业方面作业习题随堂布置，习题数量随教学内容而定，定期讲解作业问题，以便结合习题巩固和深化所学内容。答疑每周至少一单元时间。3. 考核方式本课程的考核方式以闭卷考试为主，题型有名词解释、填空题、选择题、判断题、简答题和计算题等。统一出题，统一阅卷，统一评分。百分制打分，平时成绩可占 20% 。四、课程学时分配讲 课 内 容学 时1 、 绪论22 、基本概念、 物体的受力分析43 、简单力系44 、平面任意力系85 、空间力系26 、轴向拉伸、压缩与剪切107 、 扭转68 、弯曲内力69 、弯曲应力和强度1010 、弯曲变形411 、 应力和应变分析、强度理论812 、组合变形413 、压杆稳定414 、动载荷415 、交变应力216 、能量方法417 、超静定结构418 、机动4合 计90五、建议教