《工程力学1》课程教学大纲

工程力学1编码：MS04210Code:MS04210课程名称：工程力学CourseTitle:EngineeringMechanics课程类别：学类核心 Coursecategory:CoreCourseinGeneralCategory学分：3 Credit（s）:3开课单位：机械与运载工程学院OfferingCollege/School:CollegeofMechanical&VehicleEngineering课程描述：本课程是一门为工科学生开设的专业基础课。通过该课程的学习，学生能够进行固体的静力学分析，能够掌握固体力学的基本概念及一维问题——杆件的强度、刚度和稳定性的计算，为学生学习相关的后续专业课程。通过工程力学的教学过程逐步培养学生分析、概括以及解决问题的能力。主要内容为固体静力学、杆件的四个基本变形、组合变形、压杆稳定、应力应变分析、强度理论。Coursedescription:EngineeringMechanicsisarequiredbasicspecializedcourseforEngineeringMechanicsspeciality.Throughthiscourse,studentsarerequiredtomasterthecalculatingskillsonthestrength,stiffnessandthestabilityofbarsandthefundamentaltheoriesforthefollow-upspecializedcoursessuchasElasticity,Plasticity,FiniteElementMethodandExperimentalStressAnalysis,andtodeveloptheabilitytoanalyzeandresolveproblems.Themaincontentsofthecourseincludesolidstaticmechanics,fourbasicdeformations,combineddeformations,thestabilityforcompressionbars,thestressandstrainanalysis,strengththeories,basicanalysismethodsfordynamicloadsandfatigueproblemsaswellasenergymethods.课程内容（一）课程教学目标工程力学是一门技术基础课。通过对工程力学这门课程的学习，使学生增强工程意识，培养学生的力学基础理论及应用能力。为学生今后学习各门专业课奠基必要的基础。通过工程力学教学，使学生理解强度、刚度的概念及有关计算，让学生了解工程力学的理论基础。建立杆件的各种基本变形的强度、刚度条件，从而学会对受力杆件进行各种计算和设计。在工程力学学习过程中，不断提高学生对工程中的构件——杆的分析计算能力。为培养社会主义高素质技术人才打下坚实的基础。（毕业要求2）（二）基本教学内容第一章、静力学基本概念受力图教学目的：了解受力分析、静力学基本公理，掌握受力分析基本方法教学重点：二力平衡公理、加减平衡力系公理、力的平行四边形法则、作用反作用定律及其推论：力的可传性原理教学难点：约束与约束反力、二力构件的概念及其受力分析教学内容：（1）了解力、刚体的概念。（2）理解二力平衡公理、加减平衡力系公理、力的平行四边形法则、作用反作用定律及其推论：力的可传性原理、三力平衡汇交原理；掌握二力构件的概念及其受力分析。（3）理解约束与约束反力的概念；掌握常见约束及约束反力的确定。（4）掌握物体的受力分析，能熟练画出物体的受力图。学时分配：课堂教学4学时第二章、平面汇交力系教学目的：使学生掌握平面汇交力学的基本概念及汇交力系的分析方法教学重点：平面汇交力系合成与平衡的几何法、三力平衡汇交定理教学难点：平面汇交力系合成与平衡的解析法教学内容：（1）了解工程中的平面汇交力系问题。（2）了解平面汇交力系合成与平衡的几何法。（3）掌握三力平衡汇交定理。（4）掌握合力投影定理，平面汇交力系合成与平衡的解析法，能熟练运用平面汇交力系平衡方程求解工程中的相关问题。学时分配：课堂教学4学时第三章、平面力偶系教学目的：使学生掌握平面力偶的概念及平面力偶系的平衡条件教学重点：平面力偶的等效条件，平面力偶系的合成结果及平衡条件教学难点：平面力偶系平衡方程求解教学内容：（1）理解力对点之矩、力偶与力偶矩的概念。（2）了解平面力偶的等效条件，平面力偶系的合成结果及平衡条件；能熟练运用平面力偶系平衡方程求解相关问题。学时分配：课堂教学4学时第四章、平面一般力系教学目的：使学生掌握平面一般力系的合成方法，平面力系的平衡条件及方程求解教学重点：平面一般力系的简化结果；主矢与主矩、合力矩定理教学难点：平面一般力系的平衡条件与平衡方程、平面一般力系的平衡方程求解工程实际问题。教学内容：（1）了解工程中的平面一般力系问题。（2）理解力线平移定理。（3）了解平面一般力系的简化结果；理解主矢与主矩。（4）掌握合力矩定理。（5）理解平面一般力系的平衡条件与平衡方程。（6）理解平面平行力系的平衡方程。（7）会熟练运用平面一般力系的平衡方程求解工程实际问题。（8）了解静定与静不定问题的概念。（9）能熟练求解物体系的平衡问题。学时分配：课堂教学4学时第五章、轴向拉伸和压缩教学目的：使学生掌握杆件轴向拉压的变形形式和相关的强度、刚度和变形计算方法教学重点：内力的方法——截面法，能运用截面法熟练计算轴向拉伸和压缩时的轴力并作轴力图，安全系数、许用应力的概念；能运用轴向拉压时杆的强度条件进行强度计算教学难点：材料在拉伸和压缩时的力学性能；理解弹性与塑性、比例极限、屈服极限、名义屈服极限、强度极限、延伸率、截面收缩率及拉压弹性模量的概念，应力集中和变形能的概念教学内容：（1）了解工程实际中的轴向拉伸和压缩问题。（2）掌握计算内力的方法——截面法，能运用截面法熟练计算轴向拉伸和压缩时的轴力并作轴力图。（3）理解横截面上某点的应力概念；了解求解拉压杆横截面上应力的思路和步骤，会计算轴向拉压杆横截面上的应力。（4）理解轴向拉压时杆件变形的概念；掌握材料虎克定律和杆件虎克定律，会计算横向应变、纵向变形及应变；理解弹性模量和泊松比的概念。（5）了解材料在拉伸和压缩时的力学性能；理解弹性与塑性、比例极限、屈服极限、名义屈服极限、强度极限、延伸率、截面收缩率及拉压弹性模量的概念。（6）了解安全系数、许用应力的概念；能运用轴向拉压时杆的强度条件进行强度计算。（7）了解静不定问题的概念和解法；能求解简单拉压静不定问题。（8）了解应力集中和变形能的概念。学时分配：课堂教学8学时第六章、剪切教学目的：使学生掌握杆件剪切变形形式和相关的强度的计算方法教学重点：剪切与挤压的概念；剪切面、挤压面的判断教学难点：掌握联接件剪切、挤压强度的实用计算教学内容：（1）了解工程实际中的剪切问题。（2）理解剪切与挤压的概念；会判断剪切面、挤压面；掌握联接件剪切、挤压强度的实用计算。学时分配：课堂教学2学时第七章、扭转教学目的：使学生掌握杆件扭转变形形式和相关的强度、刚度理论和计算方法教学重点：用截面法求轴扭转时横截面上的扭矩并会作扭矩图，圆轴扭转时的应力和变形的计算；受扭圆轴进行强度与刚度计算教学难点：薄壁圆筒扭转时的应力；理解剪应力互等定理；理解剪切虎克定律教学内容：（1）了解工程实际中的扭转问题。（2）会通过功率、转速与外力偶矩的关系计算外力偶矩；能用截面法求轴扭转时横截面上的扭矩并会作扭矩图。（3）了解薄壁圆筒扭转时的应力；理解剪应力互等定理；理解剪切虎克定律。（4）掌握圆轴扭转时的应力和变形的计算；会对受扭圆轴进行强度与刚度计算。（5）了解极惯性矩的概念及计算；掌握实心与空心圆轴横截面对其形心的极惯性矩的计算公式。学时分配：课堂教学4学时第八章、弯曲内力教学目的：使学生掌握杆件弯曲变形形式和弯曲内力的计算方法教学重点：剪力和弯矩的概念，计算梁上任一指定横截面上的剪力和弯矩，并作剪力图教学难点：剪力、弯矩和分布载荷集度间微分关系教学内容：（1）了解工程实际中的弯曲问题。（2）理解剪力和弯矩的概念；能熟练计算梁上任一指定横截面上的剪力和弯矩，并作剪力图、弯矩图；了解剪力、弯矩和分布载荷集度间微分关系。并能熟练地运用此微分关系作剪力图和弯矩图。学时分配：课堂教学6学时第九章、弯曲应力教学目的：使学生掌握杆件弯曲变形形式和的应力分布规律及应力计算理论教学重点：弯曲时横截面上正应力公式推导过程，梁的正应力强度条件进行强度计算教学难点：静矩、惯性矩的定义及平位移轴公式，常见截面梁的弯曲剪应力教学内容：（1）了解梁弯曲时横截面上正应力公式推导过程。（2）理解静矩、惯性矩的定义及平位移轴公式，会计算简单截面及组合截面的惯性矩。（3）能熟练运用梁的正应力强度条件进行强度计算。（4）了解提高梁的强度的措施。（5）了解工程常见截面梁的弯曲剪应力。学时分配：课堂教学6学时第十章、弯曲变形教学目的：使学生掌握杆件弯曲变形形式和相关的弯曲挠度、转角和弯曲变形校核计算方法教学重点：挠度、转角及挠曲线的概念；梁的挠曲线近似微分方程推导过程教学难点：积分法和叠加法计算梁的变形、梁的刚度条件并进行刚度计算教学内容：（1）了解工程实际中的弯曲变形问题。（2）理解挠度、转角及挠曲线的概念；了解梁的挠曲线近似微分方程推导过程。（3）会用积分法和叠加法计算梁的变形。（4）掌握梁的刚度条件并进行刚度计算。（4）了解用变形比较法来求解简单超静定梁。学时分配：课堂教学6学时考核方式总评成绩=期末考试成绩+期中考试成绩+平时成绩+实验成绩期末成绩占50%；期中成绩