工程力学课程教学大纲

工程力学课程教学大纲一、课程基本信息1.课程代码：[具体代码]2.课程名称：工程力学3.课程类型：专业基础课4.学分/学时：[X]学分，[X]学时（理论教学[X]学时，实验教学[X]学时）5.适用专业：[专业名称]6.先修课程：高等数学、大学物理二、课程目标本课程旨在使学生掌握工程力学的基本概念、基本理论和基本方法，培养学生的力学分析能力和解决实际工程问题的能力，为后续专业课程的学习和今后从事工程技术工作打下坚实的基础。具体目标如下：1.知识目标理解静力学、材料力学的基本概念、基本原理和基本公式。掌握受力分析、力系简化与平衡计算的方法。掌握杆件内力、应力、变形的计算方法以及强度、刚度和稳定性计算准则。2.能力目标能够对简单工程结构进行受力分析，画出受力图。能够运用平衡方程求解平面力系的平衡问题。能够熟练计算杆件的内力，绘制内力图。能够计算杆件的应力和变形，进行强度、刚度和稳定性校核。具备一定的实验操作能力，能够进行与工程力学相关的实验，并对实验结果进行分析和处理。3.素质目标培养学生严谨的科学态度和实事求是的工作作风。提高学生的创新意识和团队协作精神。增强学生运用力学知识解决实际工程问题的能力和工程素养。三、课程内容与要求静力学1.静力学基本概念教学内容力的概念、性质和表示方法。刚体、平衡的概念。静力学公理。教学要求理解力、刚体、平衡等基本概念。掌握静力学公理的内容和应用。2.平面汇交力系教学内容平面汇交力系的合成与平衡条件。力多边形法则。平面汇交力系平衡方程的应用。教学要求掌握平面汇交力系合成的几何法和解析法。熟练运用平面汇交力系的平衡方程求解未知力。3.平面力偶系教学内容力偶、力偶矩的概念。平面力偶系的合成与平衡条件。力偶的性质。教学要求理解力偶和力偶矩的概念。掌握平面力偶系的合成方法和平衡条件的应用。4.平面一般力系教学内容平面一般力系向一点简化。主矢和主矩的概念及计算。平面一般力系的平衡方程及应用。物体系统的平衡问题。教学要求掌握平面一般力系向一点简化的方法，计算主矢和主矩。熟练运用平面一般力系的平衡方程求解各类平衡问题。能正确选取研究对象，分析物体系统的受力情况，建立平衡方程并求解。5.摩擦教学内容滑动摩擦和滚动摩擦的概念。滑动摩擦力的计算。考虑摩擦时物体的平衡问题。教学要求理解滑动摩擦和滚动摩擦的基本概念。掌握滑动摩擦力的计算方法。能够分析考虑摩擦时物体的平衡问题，求解临界平衡状态下的未知力。材料力学1.材料力学的基本概念教学内容材料力学的任务和研究对象。变形固体的基本假设。外力及其分类。内力、截面法和应力的概念。教学要求了解材料力学的任务和研究对象。掌握变形固体的基本假设。理解外力、内力、截面法和应力的概念。2.轴向拉伸与压缩教学内容轴向拉压杆的受力分析与内力计算。轴力和轴力图。拉压杆的应力计算。拉压杆的变形计算。胡克定律。材料的力学性能。强度计算和刚度计算。教学要求熟练掌握轴向拉压杆的受力分析方法，正确绘制轴力图。掌握拉压杆应力和变形的计算方法，理解胡克定律的应用条件。熟悉材料的力学性能指标，能够根据材料的拉伸试验结果分析材料的力学性能。能够进行拉压杆的强度和刚度计算。3.剪切和挤压教学内容剪切和挤压的概念。剪切和挤压的实用计算。教学要求理解剪切和挤压的概念。掌握剪切和挤压强度的实用计算方法。4.扭转教学内容扭转的概念和实例。外力偶矩的计算。扭矩和扭矩图。圆轴扭转时的应力和变形计算。扭转强度和刚度计算。教学要求掌握外力偶矩的计算方法，正确绘制扭矩图。理解圆轴扭转时的应力和变形分析方法，掌握扭转强度和刚度的计算方法。5.弯曲内力教学内容平面弯曲的概念。梁的分类和计算简图。剪力和弯矩的概念及计算。剪力方程和弯矩方程，剪力图和弯矩图。弯矩、剪力与分布载荷集度之间的关系。教学要求理解平面弯曲的概念，掌握梁的简化方法。熟练掌握剪力和弯矩的计算方法，能够正确绘制剪力图和弯矩图。掌握弯矩、剪力与分布载荷集度之间的关系，并能利用该关系校核剪力图和弯矩图。6.弯曲应力教学内容纯弯曲和横力弯曲的概念。梁纯弯曲时的正应力计算。梁横力弯曲时的正应力和切应力计算。梁的正应力强度条件和切应力强度条件及其应用。教学要求理解纯弯曲和横力弯曲的概念。掌握梁纯弯曲时正应力的计算方法，理解横力弯曲时正应力和切应力的分布规律。能够运用梁的正应力强度条件和切应力强度条件进行强度计算和设计。7.弯曲变形教学内容梁弯曲变形的概念。挠曲线近似微分方程。用积分法计算梁的变形。用叠加法计算梁的变形。梁的刚度计算。教学要求理解梁弯曲变形的概念。掌握挠曲线近似微分方程的建立和应用。能够用积分法和叠加法计算梁的变形，进行梁的刚度计算。8.应力状态和强度理论教学内容应力状态的概念。平面应力状态分析的解析法和图解法。主应力和主平面的概念。强度理论的概念。常用强度理论及其应用。教学要求理解应力状态的概念，掌握平面应力状态分析的方法。掌握主应力和主平面的计算方法。了解强度理论的基本概念，能够运用常用强度理论进行强度计算。9.组合变形教学内容组合变形的概念。拉伸（压缩）与弯曲组合变形。弯曲与扭转组合变形。组合变形杆件的强度计算。教学要求理解组合变形的概念。掌握拉伸（压缩）与弯曲、弯曲与扭转组合变形杆件的受力分析和强度计算方法。实验教学1.拉伸试验教学内容了解拉伸试验的目的、原理和方法。测定材料的弹性模量E、屈服极限σs、强度极限σb等力学性能指标。观察材料在拉伸过程中的变形现象，绘制应力应变曲线。教学要求熟悉拉伸试验设备的操作方法。正确记录试验数据，绘制应力应变曲线。能够根据试验结果计算材料的力学性能指标。2.压缩试验教学内容了解压缩试验的目的、原理和方法。测定材料的压缩强度极限σbc。观察材料在压缩过程中的变形现象。教学要求掌握压缩试验设备的操作。记录试验数据，分析材料的压缩性能。3.梁的弯曲实验教学内容了解梁弯曲实验的目的、原理和方法。测量梁在弯曲载荷作用下的变形，绘制梁的挠曲线。通过实验数据验证梁的弯曲变形理论。教学要求正确安装和使用实验装置。准确测量和记录梁的变形数据。对实验结果进行分析和讨论，验证相关理论。四、教学方法与手段1.教学方法课堂讲授：系统讲解工程力学的基本概念、理论和方法，突出重点，剖析难点。案例教学：通过实际工程案例分析，引导学生运用所学知识解决实际问题，培养学生的工程应用能力。讨论式教学：组织学生对一些重点和难点问题进行讨论，激发学生的思维，促进学生之间的交流与合作。启发式教学：通过提问、引导等方式启发学生自主思考，培养学生的创新思维和学习能力。2.教学手段多媒体教学：利用PPT、动画、视频等多媒体资源，直观形象地展示教学内容，提高教学效果。网络教学平台：借助网络教学平台，提供课程资料、作业、测试等教学资源，方便学生自主学习和交流。实验教学：通过实验教学，让学生亲身体验力学现象，加深对理论知识的理解，培养学生的实践能力和动手能力。五、课程考核1.考核方式本课程采用过程考核与期末考试相结合的方式进行考核。过程考核占总成绩的[X]%，期末考试占总成绩的[X]%。2.过程考核平时作业：占总成绩的[X]%。作业应注重对基本概念、基本方法的理解和应用，要求学生按时完成，教师认真批改，及时反馈。课堂表现：占总成绩的[X]%。包括出勤情况、课堂参与度、回答问题等方面，考察学生的学习态度和积极性。实验成绩：占总成绩的[X]%。根据学生在实验过程中的操作技能、数据处理能力、实验报告质量等方面进行综合评定。3.期末考试期末考试采用闭卷形式，占总成绩的[X]%。考试内容涵盖课程的基本概