输电线路力学基础一课程教学大纲

输电线路力学基础一课程教学大纲课程中文名称：输电线路力学基础（一）课程英文名称：EngineeringMechanicsofTransmissionLineI课程编号：204T0656学分：2学时：32（其中：讲课学时：32实验学时：0，单独开课）先修课程：高等数学、线性代数、大学物理适用专业：电气工程及其自动化（输电线路工程方向）课程类别：专业核心课程/必修使用教材：李旭.输电线路力学基础.北京：中国电力出版社，2022.开课单位：电气与新能源学院课程简介：该课程是电气工程及其自动化(输电线路工程）专业核心课程，主要包括理论力学、材料力学和基础力学。基本上能让学生掌握力学的基础知识，为以后的《架空输电线路设计》、《输电杆塔及基础设计》等课程打下坚实的基础。同时也为学生解决输电线路相关的力学问题提供了保障。一、课程性质本课程是电气工程及其自动化（输电线路工程方向）的专业核心课程，是各门力学课程及结构设计类课程的基础，具有理论严密、逻辑性强的特点，对培养学生的辩证思维能力、树立理论联系实际的科学作风和提高学生分析问题解决问题的能力，都有重要的作用。二、课程目标：课程目标1：通过本课程学习，强化学生的“四个自信”，帮助学生初步掌握科学的方法论和认识论，塑造学生正确的世界观、人生观和价值观。课程目标2：能将工程力学的专业知识用于分析输电线路复杂工程问题，针对输电线缆、杆塔及基础等设计、施工及运维各环节问题进行分析描述。课程目标3：能认识到解决与工程力学相关的输电线路实际工程问题需要从具体到抽象来进行提炼，通过专业文献阅读、课题研讨、虚拟仿真、实验测试等手段，掌握针对具体问题进行分解抽象的基本手段，并针对抽象模型进分析计算。课程目标4：能够运用工程力学学科的基本原理，通过输电线路系统模型构建，判别输电线路复杂工况中的关键科学问题，并在分析及解决方案中体现创新意识。三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求毕业要求指标点课程目标对毕业要求的支撑关系1.工程知识1.1：能将数学、自然科学、工程科学的语言工具用于输电线路工程问题的表述。1.2：能够运用数学、自然科学、工程科学的知识对输电线路工程的具体对象问题建立数学模型并求解。课程目标1课程目标22.问题分析2.1：能运用相关科学原理，识别和判断输电线路复杂工程问题的关键环节。课程目标1课程目标3课程目标4四、教学内容及要求第一章静力学基础1.教学内容（1）了解力的概念，力的运动效应与变形效应。了解刚体与变形体，加减平衡力系原理，力的可传性及限制；（2）了解平衡的概念：二力构件与二力平衡条件，三力平衡条件；（3）掌握约束的概念与约束力分析：几种典型约束及相应的约束力；（4）掌握静力分析的基本方法：分离体与受力图。2.重点难点：分离体的选取，典型约束和约束反力。3.课程思政融入点：将力学中固有的对称、和谐、简单、统一等力学之美展示给学生，使学生在获得知识的同时，品尝和欣赏自然之美、结构之美、力学之美。这种美的熏陶，能激发学生学习工程力学的兴趣，在潜移默化中提高自身的美学修养和品位。4.考核要点：约束的概念与约束力分析：几种典型约束及相应的约束力；受力图。5.教学方法：课堂教授6.作业安排：习题1-1。第二章力系简化理论1.教学内容：（1）了解平面汇交力系合成的几何法与平衡的几何条件。（2）掌握平面汇交力系合成的解析法、平衡方程及其应用。2.重点难点：平面汇交力系合成的解析法、平衡方程及其应用。3.课程思政融入点：将力学中固有的对称、和谐、简单、统一等力学之美展示给学生，使学生在获得知识的同时，品尝和欣赏自然之美、结构之美、力学之美。这种美的熏陶，能激发学生学习工程力学的兴趣，在潜移默化中提高自身的美学修养和品位。4.考核要点：平面汇交力系合成的解析法、平衡方程及其应用。5.教学方法：课堂教授6.作业安排：习题2-3、习题2-4第三章力系的平衡1.教学内容：（1）了解力对点之距、力偶和力偶矩的基本概念；（2）掌握力偶的等效、力偶系的合成和平衡条件。2.重点难点：力偶的等效、力偶系的合成和平衡条件。3.课程思政融入点：将力学中固有的对称、和谐、简单、统一等力学之美展示给学生，使学生在获得知识的同时，品尝和欣赏自然之美、结构之美、力学之美。这种美的熏陶，能激发学生学习工程力学的兴趣，在潜移默化中提高自身的美学修养和品位。4.考核要点：力偶的等效、力偶系的合成和平衡条件。5.教学方法：课堂教授6.作业安排：习题3-4、习题3-5、习题3-7第四章轴向拉伸和压缩1.教学内容：（1）掌握材料力学的基本概念；（2）理解轴向拉伸与压缩的概念，许用应力概念，低碳钢和铸铁的力学性能；（3）掌握截面法、轴力与轴力图，横截面和斜截面上的应力计算；（4）掌握虎克定律的应用，强度条件及其应用，一次静不定问题的求解。2.重点难点：截面法，轴力图的画法，强度条件及其应用；超静定问题的求解。3.课程思政融入点：1940年造价800万美元的美国Tacoma海峡大桥，因为对空气动力学和桥梁结构分析的不严密造成桥梁在每小时40英里的“微风”作用下被吹垮。通过力学史上失败案例，培养学生严谨求实的科学态度，扎实踏实的工作作风。4.考核要点：截面法，轴力图的画法，强度条件及其应用。5.教学方法：课堂教授。6.作业安排：习题4-11、习题4-12、习题4-16第五章圆轴扭转1.教学内容（1）了解纯剪切变形、剪应变、剪应力互等定理及剪切胡克定律；（2）了解圆轴扭转时横截面上的内力分析，圆轴扭转时的应力和强度、刚度计算。2.重点难点：圆轴扭转时的应力和强度、刚度计算。3.课程思政融入点：韩国三丰百货大楼因为擅自修改原设计造成垮塌，原设计为四层办公楼设计，后来擅自修改为百货大楼，并增设五楼的韩国餐厅（为了取暖，增设一层加热设备），为了安装自动扶梯，擅自减少了大楼支撑柱的数量，施工中更是偷工减料，减少支撑柱的数量和直径。大楼建成后又将整栋楼的大型水冷式冷气机组从地面移动至楼顶，其间又因为噪声遭投诉在楼顶移动位置，在移动这些大型设备时，没有使用起重设备，而是直接拖曳造成楼顶裂痕。这些为了利益任意多次修改原设计的不诚信、不严谨行为，导致曾经是韩国标志性的建筑在20秒内夷为平地，造成502人伤亡的重大人为事故。引入力学史上成功和失败案例，强化学生社会责任感与忧患意识，培养学生的科学精神、求真务实精神、工程伦理意识。4.考核要点：圆轴扭转时的应力和强度、刚度计算。5.教学方法：课堂教授。6.作业安排：习题5-7、习题5-8第六章弯曲1.教学内容（1）了解弯曲变形的基本概念；（2）掌握剪力和弯矩的计算及剪力图和弯矩图的画法；（3）了解构件弯曲变形，横截面上正应力、剪应力的分布规律。（4）掌握惯性矩的计算，平行移轴公式的应用，构件弯曲变形时横截面上正应力与剪应力的计算方法及强度条件。（5）了解弯曲变形，横截面的挠度、转角及挠曲线等基本概念。（6）掌握积分法，叠加法计算梁的变形，梁的刚度校核，简单超静定梁计算。2.重点难点：剪力图和弯矩图的画法；梁弯曲时的强度计算；组合截面惯性矩的计算；3.课程思政融入点：2013年4月24日，孟加拉国达卡市萨瓦乡的一栋8层大楼倒塌，经过19天连日搜索，确定死亡人数达1,127人、约2,500人受伤。整栋大楼第五层至第八层是未经允许而私自建造。建筑从原本的商业用途被用作了工业用途，重型机械的重量和振动加剧了建筑结构的过载。引入力学史上成功和失败案例，强化学生社会责任感与忧患意识，培养学生的科学精神、求真务实精神、工程伦理意识。4.考核要点：剪力图和弯矩图的画法；梁弯曲时的强度计算；5.教学方法：课堂教授。6.作业安排：习题6-9、习题6-14、习题6-16、习题6-19章节教学内容学时分配支撑的课程目标讲课实验实践第一章静力学基础41、2第二章力系简化理论41、2、3第三章力系的平衡41、2、3、4第四章轴向拉伸和压缩61、2、3、4第五章圆轴扭转41、2、3、4第六章弯曲101、2、3、4五、教学内容对课程目标的支撑关系六、考核方式及成绩评定标准1.课程考核方式：闭卷考试占40%，平时成绩占60%。平时成绩包括课堂表现和雨课堂15%、课堂讨论5%、课程作业10%、单元测试10%，其中课程作业和单元测试在线上完成。支撑毕业要求课程目标考核与评价方式合计平时成绩（40%）期末考试（60%）课堂表现15%课堂讨论5%课程作业10%单元测试10%闭卷考试课程目标155指标点1.1课程目标2153045指标点1.2课程目标3102030指标点2.1课程目标4101020总分占比%40601002.课程考核评分标准课程目标考核要求评分标准高于预期达到预期低于预期优秀良好合格不合格1.通过本课程学习，强化学生的“四个自信”，帮助学生初步掌握科学的方法论和认识论，塑造学生正确的世界观、人生观和价值观。（5分）平时表现课堂讨论543<32.能将工程力学的专业知识用于分析输电线路复杂工程问题，针对输电线缆、杆塔及基础等设计、施工及运维各环节问题进行分析描述。（45分）平时表现课程作业单元测试课堂讨论课程考试41-4536-4027-35<273.能认识到解决与工程力学相关的输电线路实际工程问题需要从具体到抽象来进行提炼，通过专业文献阅读、课题研讨、虚拟仿真、实验测试等手段，掌握针对具体问题进行分解抽象的基本手段，并针对抽象模型进分析计算。（30分）平时表现课程作业单元测试课堂讨论课程考试27-3024-2618-23<184.能够运用工程力学学科的基本原理，通过输电线路系统模型构建，判别输电线路复杂工况中的关键科学问题，并在分析及解决方案中体现创新意识。（20分）平时表现课程作业单元测试课堂讨论课程考试18-2016-1712-15<12七、参考书目：1.结构力学教程.龙驭球，包世