《工程力学 第2版》-(教案大纲)

《工程力学》课程教学大纲课程编码：1207Z1412课程名称：工程力学课程类型：专业必修课英文名称：EngineeringMechanics总学时数：48学时学分数：3学分适用对象：**专业本科生授课学期：第4学期先修课程：《高等数学》一、课程性质、目的和任务工程力学是工程管理专业的一门重要的专业基础课程。随着社会的不断发展，工程领域对于人才的要求越来越高，进而促进高校的专业课程设置越来越细化。工程力学课程的任务就是通过阶段性的学习，使学生能初步掌握力学的基本原理和方法，为后面课程打下相应的力学基础，以适应工程领域工作的需要。二、教学基本要求1、掌握静力学的基本概念和公理、简单物体的约束和受力图，能熟练计算力的投影、力矩和形心。2、掌握平面力系的合成及平衡条件，能熟练这用平衡方程求解平衡问题。3、掌握构件两种基本变形的分析方法，内力计算方法和内力图的画法。4、理解构件强度、刚度、稳定性的条件，掌握构件的强度校核、截面设计、允许承载力三类问题的方法。5、掌握平面体系的几何组成规律，并具备分析常见杆件结构几何组成的能力。6、掌握常见的静定结构和简单超静定结构内力计算的能力。三、教学内容及要求1.力学的基本概念教学内容：静力学的基本概念和公理、约束和约束反力、受力图。教学要求：理解静力学基本概念和公理；掌握常见约束反力的画法；掌握物体及简单物体系受力图的画法。思政元素：介绍中国的力学大师们为祖国做出的贡献，树立为国家、社会在工程方面的发展做贡献的理想、信念和信心，树立民族自豪感，增强学生的爱国情怀。2.平面力系教学内容：力的平移定理、平面任意力系的简化、平面任意力系的平衡方程、物体系统的平衡、空间任意力系平衡问题的平面解法、汇交力系合成与平衡的解析法、力矩、力偶。教学要求：理解力的平移定理；理解平面任意力系的简化及简化结果；掌握平面任意力系的平衡方程及应用；掌握简单物体系统平衡问题的解法；了解空间任意力系平衡问题的平面解法；理解力在直角坐标轴上的投影和合力投影定理；理解力矩的概念和合力矩定理；理解力偶的概念、性质、力偶系的合成与平衡。思政元素：引入工程案例，促使学生做事要具有严谨的科学态度、扎实踏实的工匠精神。3.杆件结构的内力分析教学内容：杆件的基本变形、杆件横截面上的内力及计算、杆件的内力图、静定平面桁架的内力计算、多跨静定梁及斜梁结构的内力计算、静定平面刚架内力计算。教学要求：理解轴向拉伸与压缩的概念；掌握截面法、轴力与轴力图；掌握横截面和斜截面上的应力计算、用内力方程法、用微分关系法、叠加法绘制剪力图和弯矩图；掌握结点法和截面法计算桁架内力；掌握多跨静定梁及平面刚架的内力图绘制。思政元素：分析问题要分清主次，抓住主要因素，忽略次要因素，特别是工程实例中建筑结构传力路径的正确分析。4.影响线教学内容：影响线的基本概念、静力法作影响线、机动法绘制影响线。教学要求：理解影响线的概念；掌握用静力法作静定梁内力影响线；掌握用机动法作影响线；会用影响线求最不利荷载位置。5.截面的几何性质教学内容：形心、静矩、惯性矩、惯性半径、极惯性矩、惯性积。教学要求：了解静矩、惯性矩、惯性积、主轴、形心主轴、主惯性矩和形心主惯性矩的定义；会计算矩形和圆形截面的形心主惯性矩；正确应用惯性矩的平行移轴公式；会计算简单组合截面的形心主惯性矩。6.杆件的应力与强度教学内容：材料在拉伸、压缩时的力学性能、拉（压）杆的应力与强度计算、平面弯曲梁的应力与强度计算、梁的合理强度设计。教学要求：掌握低碳钢拉伸时的应力-应变曲线；理解杆件的应力与强度计算；熟练掌握平面弯曲梁的应力与强度计算。思政元素：建筑结构的安全性关系到人民的生命安全，以人民为中心，秉承认真踏实的大国工匠精神保证结构的安全性、舒适性和经济性。7.杆件结构的变形计算教学内容：杆件拉（压）、扭转和弯曲变形、胡克定律求拉（压）杆的变形、微分方程求扭转变形；求解给定边界条件下的微分方程、计算杆件的弯曲变形、能量法、单位荷载法、静定结构由于支座位移和温度变化所引起的位移计算。教学要求：掌握轴向拉伸、压缩时的变形及胡克定律；了解梁弯曲后的挠曲线挠度与转角；了解用积分法计算梁挠度和转角；掌握用叠加法计算梁的变形；掌握功的互等定理运用；会用单位荷载法求位移；熟练运用图乘法；掌握虚功原理。8.压杆稳定教学内容：细长压杆的临界力、临界应力、欧拉公式的适用范围、压杆的稳定计算、提高压杆稳定性的措施。教学要求：掌握压杆稳定的概念；了解临界力和临界应力的概念；掌握欧拉公式，会计算压杆的临界力和临界应力；会应用稳定条件对压杆进行稳定计算。思政元素：从压杆临界应力、压杆稳定性的计算，让学生思考作为一名大学生应该如何自律。9.平面体系的几何组成分析教学内容：几何组成分析的概念、平面几何不变体系的组成规则、瞬变体系和常变体系。教学要求：理解基本概念；掌握几何组成分析的基本规则和基本方法。思政元素：培养有责任心工程师的重要性和使命感，使其对建筑造型、结构构造具备正确的判断力和分析能力。10.力法教学内容：力法的基本原理、超静定次数的判断、基本体系的选择、力法典型方程、对称性的运用。教学要求：掌握力法的基本原理和用力法计算超静定结构在荷载、支座移动、温变作用下的内力；熟练绘制其内力图；会用对称性简化结构计算；了解超静定结构的力学特性。思政元素：培养学生对基本知识的储备，做一名合格的工程师，回归初心，满足人民的生活和精神需求。11.位移法教学内容：位移法的基本原理、形常数和载常数、位移法典型方程。教学要求：掌握位移法的基本原理，正确判断结构的未知位移的数量；能够用位移法熟练计算无侧移刚架和有侧移刚架在荷载作用下的内力计算；会用对称性简化结构计算。思政元素：培养学生对科学严谨的态度，对结构计算的一丝不苟，对结构安全的责任意识，以大国工匠的精神要求自己。12.力矩分配法教学内容：转动刚度、分配系数、传递系数、不平衡力矩、单结点力矩分配、多结点力矩分配、剪力分配法。教学要求：理解力矩分配法的适用条件；正确计算转动刚度和分配系数；用力矩分配法熟练计算多结点连续梁和无侧移刚架在荷载作用下的内力。思政元素：在力矩传递分配的过程中，顺势介绍力学大师的严谨治学故事，培养学生的爱国情怀，一丝不苟的工匠精神。四、各教学环节学时分配教学环节教学时数课程内容讲课上机实验习题课讨论课其它备注力学的基本概念41平面力系41杆件结构的内力分析41影响线2截面的几何性质1杆件的应力与强度41杆件结构的变形计算41压杆稳定2平面体系的几何组成分析1力法41位移法41力矩分配法41矩阵位移法2合计40848五、考核方式总评成绩＝考勤成绩+作业成绩+期