工程力學(xué)課程教學(xué)大綱

1、工程力學(xué)課程教學(xué)大綱一、簡要說明工程力學(xué)是一門面向工科專業(yè)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。本大綱主要是為土木建筑類專業(yè)編寫的，其它開設(shè)工程力學(xué)課程的專業(yè)也可參照本大綱。本大綱的計劃學(xué)時數(shù)為90學(xué)時。二、課程的性質(zhì)、地位和任務(wù)工程力學(xué)是一門理論性、系統(tǒng)性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是后續(xù)其它各門力學(xué)課程和相關(guān)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，同時在許多工程技術(shù)領(lǐng)域中有著廣泛的直接應(yīng)用。本課程的任務(wù)是使學(xué)生能夠?qū)ξ矬w及簡單的物體系統(tǒng)進(jìn)行正確的受力分析、畫出受力圖并進(jìn)行相關(guān)計算；掌握受力構(gòu)件變形及其變形過程中構(gòu)件內(nèi)部應(yīng)力的分析和計算方法，掌握構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性分析理論在工程設(shè)計、事故分析等方面的應(yīng)用，為經(jīng)濟(jì)合理地設(shè)計構(gòu)件提供必要的理

2、論基礎(chǔ)和計算方法，并為有關(guān)的后續(xù)課程打下必要的基礎(chǔ)，而且，通過學(xué)習(xí)工程力學(xué)可以有效培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的全面提高。三、教學(xué)基本要求和方法1、基本要求（1）靜力學(xué)部分 理解靜力學(xué)的基本公理和基本概念，能夠?qū)ξ矬w及簡單的物體系統(tǒng)進(jìn)行正確的受力分析、畫出受力圖并進(jìn)行相關(guān)計算。對平面一般力系的平衡問題，能熟練地選取分離體和應(yīng)用各種形式的平衡方程求解。求解物體系統(tǒng)的平衡問題是靜力學(xué)的重點。（2）材料力學(xué)部分對材料力學(xué)的基本概念和基本分析方法有明確的認(rèn)識，具有將桿類構(gòu)件簡化為力學(xué)簡圖的初步能力，能分析桿件的內(nèi)力，并繪出相應(yīng)的內(nèi)力圖，能分析桿件的應(yīng)力、位移，進(jìn)行強(qiáng)度和剛度計算，并會處理簡單

3、的一次超靜定問題，對應(yīng)力狀態(tài)理論與強(qiáng)度理論有初步的認(rèn)識，并能進(jìn)行組合變形下桿件的強(qiáng)度計算，能分析簡單壓桿的臨界載荷，并進(jìn)行穩(wěn)定性校核等計算。2、教學(xué)方法采用課堂講授（含討論課），并安排適當(dāng)?shù)恼n外作業(yè)，同時積極引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)。四、授課教材和主要參考書目授課教材：1.重慶建筑大學(xué)理論力學(xué)（建筑力學(xué)第1分冊）北京：高等教育出版社，20062.干光瑜，秦惠民.材料力學(xué)（建筑力學(xué)第2分冊）.北京：高等教育出版社，2006主要參考書目：1.王 鐸理論力學(xué)解題指導(dǎo)及習(xí)題集北京：高等教育出版社，20022.茍文選材料力學(xué)導(dǎo)教、導(dǎo)學(xué)、導(dǎo)考西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，20023.趙志崗材料力學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)與提高北京：北京

4、航空航天大學(xué)出版社，20034.范欽珊工程力學(xué)北京：高等教育出版社，20005.孫訓(xùn)方材料力學(xué)北京：高等教育出版社，2002五、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配本課程計劃總學(xué)時數(shù)為90學(xué)時，具體分配如下。第一篇 靜力學(xué) (20學(xué)時)緒論 (1學(xué)時)1 目的要求 了解國內(nèi)外力學(xué)發(fā)展史及概況，并對其發(fā)展與展望作簡單介紹，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。2 要點(1) 工程力學(xué)課程的性質(zhì)、任務(wù)和要求 (2) 力學(xué)在科技發(fā)展與工程應(yīng)用中的作用與地位 (3) 國內(nèi)外力學(xué)發(fā)展與展望簡介第一章 靜力學(xué)基本知識與物體的受力分析 (3學(xué)時)1 目的要求 理解靜力學(xué)的基本概念和基本公理，并能對物體進(jìn)行正確的受力分析并畫出受力圖。2 要點第一

5、節(jié) 基本概念1力、剛體、力系、平衡2靜力學(xué)研究的兩個基本問題第二節(jié) 靜力學(xué)公理1力的平行四邊形法則2作用與反作用定律3二力平衡公理4加減平衡力系公理5推論(力的可傳性、三力平衡匯交定理)第三節(jié) 約束與約束反力1柔索約束2光滑接觸表面約束3光滑圓柱鉸鏈約束4鏈桿約束5固定鉸支座6可動鉸支座7軸承8球鉸鏈第四節(jié) 物體的受力分析和受力圖1受力分析2畫受力圖的步驟與方法第二章 匯交力系 (2學(xué)時)1 目的要求 掌握平面匯交力系合成的幾何法和解析法。2 要點第一節(jié) 匯交力系合成與平衡幾何法1合成的幾何法力多邊形法則2平衡的幾何條件第二節(jié) 力在坐標(biāo)軸上的投影1力在軸上和平面上的投影2力在直角坐標(biāo)軸上的投影

6、3投影與分力的比較第三節(jié) 匯交力系合成與平衡的解析法1合成的解析法2平衡的解析條件平衡方程第三章 一般力系的簡化 (7學(xué)時)1 目的要求掌握平面一般力系的簡化方法。2 要點第一節(jié) 力對點之矩1平面力系中力對點之矩2平面匯交力系合力之矩定理第二節(jié) 力對軸之矩1力對軸之矩的概念2力對直角坐標(biāo)軸之矩的解析表達(dá)式第三節(jié) 力偶及其性質(zhì) 力偶系的合成與平衡1力偶2力偶的性質(zhì)3力偶系的合成4力偶系的平衡第四節(jié) 力向一點平移1力的平移定理第五節(jié) 平面一般力系的簡化1簡化中心2主矢和主矩3簡化結(jié)果分析4固定端約束第六節(jié) 物體的重心、質(zhì)心與形心1重心及重心坐標(biāo)公式2質(zhì)心及質(zhì)心坐標(biāo)公式3組合法求形心第四章 一般力系

7、的平衡 (7學(xué)時)1 目的要求 掌握平面一般力系的平衡方程和滑動摩擦定律，并能用它們求解物體系統(tǒng)的平衡問題。2 要點第一節(jié) 空間一般力系的平衡方程1空間一般力系的平衡條件2空間一般力系的平衡方程第二節(jié) 平面一般力系的平衡方程1平面一般力系的平衡條件2平衡方程的幾種形式3特殊情形第三節(jié) 一般力系平衡方程應(yīng)用舉例1求解單個物體平衡問題的要點2相關(guān)例題第四節(jié) 物體系統(tǒng)的平衡1物體系統(tǒng)平衡問題的解題要點2相關(guān)例題第五節(jié) 滑動摩擦1靜滑動摩擦定律2動滑動摩擦定律3摩擦角與自鎖現(xiàn)象4考慮摩擦?xí)r物體的平衡問題第六節(jié) 靜定與靜不定問題的概念1靜定問題2靜不定問題第二篇 材料力學(xué) (70學(xué)時)第一章 緒論（2學(xué)

8、時）1、目的要求明確材料力學(xué)的研究對象和任務(wù)，掌握變形固體的基本假設(shè)，了解桿件變形的基本形式，學(xué)習(xí)方法等。2、要點第一節(jié) 材料力學(xué)的研究對象，主要任務(wù)及研究方法1.材料力學(xué)的研究對象2.材料力學(xué)任務(wù)3.材料力學(xué)研究方法第二節(jié) 材料力學(xué)的基本假設(shè)1.材料力學(xué)的基本假設(shè)第三節(jié) 了解桿件變形的基本形式1.基本變形形式2.組合變形第四節(jié) 內(nèi)力 截面法 應(yīng)力 應(yīng)變1.內(nèi)力的概念2.截面法3.應(yīng)力與應(yīng)變的概念第二章 軸向拉伸、壓縮（8學(xué)時）1、的要求掌握求桿件軸力的截面法，熟練畫出軸向拉壓桿的軸力圖；會應(yīng)用強(qiáng)度條件對軸向拉壓桿件進(jìn)行強(qiáng)度計算；掌握胡克定律及其應(yīng)用，會計算軸向各拉壓桿件的軸向變形；了解超靜定

9、的概念，會解簡單的一次拉壓超靜定問題；了解低碳鋼和鑄鐵在拉伸、壓縮時的基本力學(xué)性質(zhì)。2、要點第一節(jié) 軸向拉伸和壓縮及工程實例1.軸向拉伸和壓縮的概念2.工程實例: 機(jī)構(gòu)連桿、螺栓、桁架、房屋立柱、橋墩第二節(jié) 軸向拉壓桿的內(nèi)力·截面法1.軸向拉(壓)桿的內(nèi)力軸力2.截面法求軸力3.軸力圖的繪制第三節(jié) 軸向拉壓桿的應(yīng)力1.應(yīng)力的概念2.軸向拉壓桿橫截面和斜截面上的應(yīng)力第四節(jié) 軸向拉壓桿的變形·胡克定律1.縱向變形,橫向變形,線應(yīng)變2.胡克定律3.彈性模量,抗拉（壓）剛度,泊松比第五節(jié) 材料拉伸、壓縮時的力學(xué)性質(zhì)1.低碳鋼的拉伸試驗概述2.應(yīng)力應(yīng)變曲線圖及其特征點(比例極限,彈性

10、極限,屈服極限,強(qiáng)度極限)3.鑄鐵的拉伸試驗概述4. 低碳鋼和鑄鐵的壓縮試驗概述及應(yīng)力應(yīng)變圖第六節(jié) 許用應(yīng)力、拉壓強(qiáng)度條件1.許用應(yīng)力的確定2.拉壓強(qiáng)度條件第七節(jié) 簡單拉壓超靜定問題1.靜定問題與超靜定問題概念2.超靜定問題的解題思路3.簡單拉壓超靜定問題解法舉例第三章 剪切和擠壓的實用計算（2學(xué)時）1、目的要求會對鉚釘?shù)冗B接件進(jìn)行受力分析和進(jìn)行剪切與擠壓的強(qiáng)度計算；了解剪切胡克定律和剪應(yīng)力互等定理。2、要點第一節(jié) 剪切和擠壓的實用計算1.剪切和擠壓的工程實例2.剪切和擠壓的受力特點3.名義切應(yīng)力的計算,剪切強(qiáng)度條件4.有效擠壓面積,擠壓強(qiáng)度條件第二節(jié) 拉（壓）桿連接部分的強(qiáng)度計算1.連接處破

11、壞三種形式2.拉（壓）桿連接部分的強(qiáng)度計算第三節(jié) 剪切胡克定律和剪應(yīng)力互等定理1.剪切胡克定律介紹2.剪應(yīng)力互等定理介紹第四章 扭轉(zhuǎn)（8學(xué)時）1、目的要求會用截面法求桿件橫截面的扭矩，熟練畫出桿件的扭矩圖；會計算圓桿扭轉(zhuǎn)時橫截面上的剪應(yīng)力和對桿進(jìn)行強(qiáng)度計算；會計算圓桿扭轉(zhuǎn)時橫截面的扭轉(zhuǎn)角和對桿進(jìn)行剛度計算。2、要點第一節(jié) 扭轉(zhuǎn)·扭矩和扭矩圖1.扭轉(zhuǎn)的受力與變形特點2.功率、轉(zhuǎn)速與力偶矩之間的關(guān)系3.扭矩的概念4.扭矩圖的繪制第二節(jié) 圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力·強(qiáng)度條件1.圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力計算2.剪切彈性模量3.極慣性矩4.扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件第三節(jié) 圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形·剛度條件1.相

12、對扭轉(zhuǎn)角的計算2.抗扭截面模量3.抗扭剛度條件第四節(jié) 簡單的扭轉(zhuǎn)超靜定問題1.扭轉(zhuǎn)超靜定問題概述2.簡單的扭轉(zhuǎn)超靜定問題解法舉例第五章 梁的內(nèi)力（6學(xué)時）1、目的要求會用直接計算法求梁任意橫截面的剪力和彎矩；會列梁的剪力方程和彎矩方程，并畫出剪力圖和彎矩圖；掌握彎矩、剪力、荷載集度間的關(guān)系及由此得出的剪力圖和彎矩圖的一些規(guī)律；掌握畫剪力圖和彎矩圖的疊加法和簡便法。2、要點第一節(jié) 工程中的彎曲問題1.平面彎曲的概念2.平面彎曲的工程實例第二節(jié) 梁的內(nèi)力1.梁的內(nèi)力求法2.梁的內(nèi)力符號約定第三節(jié) 剪力圖和彎矩圖1.剪力圖的繪制2.彎矩圖的繪制第四節(jié) 利用彎矩、剪力、荷載集度間的關(guān)系繪內(nèi)力圖1.彎矩

13、、剪力、荷載集度間的關(guān)系推導(dǎo)2.利用彎矩、剪力、荷載集度間的關(guān)系作內(nèi)力圖的方法3.簡便方法繪內(nèi)力圖舉例第六章 截面的幾何性質(zhì)（2學(xué)時）1、目的要求了解靜矩、慣性矩、慣性積、主軸、形心主軸、主慣性矩和形心主慣性矩的定義；會計算矩形和圓形截面的形心主慣性矩；正確應(yīng)用慣性矩的平行移軸公式，會計算簡單組合截面的形心主慣性矩。2 要點第一節(jié) 靜矩、慣性矩、慣性積1.靜矩的概念2.慣性矩的概念3.慣性積的概念第二節(jié) 慣性矩的平行移軸公式1.慣性矩的平行移軸公式推導(dǎo)第三節(jié) 簡單組合圖形慣性矩的計算1.簡單組合圖形慣性矩的計算方法2.簡單組合圖形慣性矩的計算舉例第七章 梁的應(yīng)力與強(qiáng)度計算（8學(xué)時）1、目的要求

14、正確使用彎曲正應(yīng)力公式，熟練計算梁上各點的彎曲應(yīng)力，并掌握彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件及其應(yīng)用；學(xué)會計算矩形截面、工字形截面和圓形截面上的彎曲正應(yīng)力，并掌握切應(yīng)力強(qiáng)度條件及其應(yīng)用；了解提高梁的抗彎強(qiáng)度的措施及選擇合理截面。2、要點第一節(jié) 梁的正應(yīng)力1.純彎曲的正應(yīng)力公式2.抗彎截面模量3.純彎曲理論的推廣第二節(jié) 梁的正應(yīng)力強(qiáng)度條件1.梁的正應(yīng)力強(qiáng)度條件2.梁的正應(yīng)力強(qiáng)度條件應(yīng)用舉例第三節(jié) 梁的剪應(yīng)力1.梁的剪應(yīng)力公式2.梁的剪應(yīng)力計算舉例第四節(jié) 梁的合理截面形狀及變截面梁1.梁的合理截面形狀2.變截面梁第八章 梁的變形（8學(xué)時）1、目的要求了解撓度與轉(zhuǎn)角間的關(guān)系和梁的撓曲線近似微分方程；會用疊加法求梁的

15、某些特定截面的轉(zhuǎn)角和撓度；了解梁的剛度條件。2、要點第一節(jié) 撓度和轉(zhuǎn)角1.平面彎曲梁的撓度2.平面彎曲梁的轉(zhuǎn)角第二節(jié) 撓曲線的近似微分方程1.撓曲線的近似微分方程的建立第三節(jié) 積分法計算梁的位移1.計算梁的位移的積分法2.積分法計算梁的位移舉例第四節(jié) 疊加法計算梁的位移1.計算梁的位移疊加法2.疊加法應(yīng)用舉例第五節(jié) 梁的剛度條件1.梁的剛度條件2.梁的剛度條件應(yīng)用舉例第六節(jié) 超靜定梁1.超靜定梁的概念2.超靜定梁的解法舉例第九章 應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論（8學(xué)時）1、目的要求了解應(yīng)力狀態(tài)的概念及其研究方法；會從具體受力桿件中截取單元體并標(biāo)明單元體上的應(yīng)力情況；會計算平面應(yīng)力狀態(tài)下斜截面上的應(yīng)力及主應(yīng)

16、力；了解空間應(yīng)力狀態(tài)的概念和空間應(yīng)力狀態(tài)下三個主應(yīng)力1、2、3；掌握廣義胡克定律，會計算復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的線應(yīng)變或正應(yīng)力；了解強(qiáng)度理論的概念，會應(yīng)用強(qiáng)度理論對桿件進(jìn)行強(qiáng)度校核。2、要點第一節(jié) 應(yīng)力狀態(tài)的概念1.主應(yīng)力的概念2.主平面的概念3.主單元體的概念4.應(yīng)力狀態(tài)的分類第二節(jié) 平面應(yīng)力狀態(tài)分析解析法1.解析法概述2.主應(yīng)力和主平面的方位3.剪應(yīng)力的極值及其所在的平面的方位第三節(jié) 平面應(yīng)力狀態(tài)分析圖解法1.應(yīng)力圓方程2.應(yīng)力圓的作法第四節(jié) 廣義虎克定律1.廣義虎克定律介紹第五節(jié) 強(qiáng)度理論1.第一強(qiáng)度理論介紹2.第二強(qiáng)度理論介紹3.第三強(qiáng)度理論介紹4.第四強(qiáng)度理論介紹第十章 桿件在組合變形時的強(qiáng)

17、度計算（8學(xué)時）1、目的要求了解組合變形的概念，會將組合變形問題分解為基本變形的組合；會分析斜彎曲、拉（壓）彎、偏心拉伸（壓縮）等組合變形桿件的內(nèi)力、應(yīng)力和對桿件進(jìn)行強(qiáng)度計算；會應(yīng)用強(qiáng)度理論對彎扭等組合變形桿件進(jìn)行強(qiáng)度校核。2、要點第一節(jié) 組合變形的概念1.組合變形的概念2.常見的組合變形3.組合變形的一般研究方法第二節(jié) 斜彎曲1.斜彎曲的概念2.斜彎曲問題解法3.中性軸第三節(jié) 拉伸（壓縮）與彎曲的組合變形1.拉伸（壓縮）與彎曲的組合變形概念2.拉伸（壓縮）與彎曲的組合變形解法第四節(jié) 偏心拉伸（壓縮）1.偏心拉伸（壓縮）2.偏心拉伸（壓縮）解法3.截面核心第五節(jié) 彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合變形1.彎曲與

18、扭轉(zhuǎn)的組合變形2.彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合變形的解法3.相當(dāng)應(yīng)力第十一章 壓桿穩(wěn)定（8學(xué)時）1、目的要求掌握壓桿穩(wěn)定的概念；了解臨界力和臨界應(yīng)力的概念；掌握歐拉公式，會計算壓桿的臨界力和臨界應(yīng)力；了解柔度的物理意義，掌握柔度在壓桿穩(wěn)定計算中的應(yīng)用。會應(yīng)用穩(wěn)定條件對壓桿進(jìn)行穩(wěn)定計算。2、要點第一節(jié) 壓桿穩(wěn)定的概念1.平衡穩(wěn)定性的概念2.壓桿穩(wěn)定的概念第二節(jié) 細(xì)長壓桿的臨界力1.兩端鉸支細(xì)長壓桿的臨界力計算公式推導(dǎo)2.細(xì)長壓桿的臨界力普遍公式歐拉公式3.長度系數(shù)第三節(jié) 臨界應(yīng)力、歐拉公式的適用范圍1.細(xì)長壓桿的臨界應(yīng)力計算公式2.壓桿的柔度3.歐拉公式的適用范圍第四節(jié) 三類壓桿、臨界應(yīng)力總圖1.三類壓桿的

19、概念2.臨界應(yīng)力總圖第五節(jié) 壓桿的穩(wěn)定性校核1.壓桿的穩(wěn)定條件2.穩(wěn)定安全系數(shù)3.折減系數(shù)4.壓桿穩(wěn)定條件的應(yīng)用5.試算法第六節(jié) 提高壓桿穩(wěn)定性的措施1.減小壓桿長度2.改善壓桿的約束條件3.合理選擇截面4.合理選用材料機(jī)動（課程復(fù)習(xí)）（2學(xué)時）理論力學(xué)課程教學(xué)大綱Theoretical Mechanics課程編號：學(xué)    分：4學(xué)    時：64     （其中：講課學(xué)時：64    實驗學(xué)時：0  上機(jī)學(xué)時：0   ）先修課程：

20、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理后續(xù)課程：材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計適用專業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)開課部門：機(jī)械工程系  一、課程的性質(zhì)與目標(biāo)理論力學(xué)是一門理論性較強(qiáng)的專業(yè)必修課。它是各門力學(xué)的基礎(chǔ)，并在許多工程技術(shù)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。本課程的任務(wù)是在原來學(xué)生已有高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等知識的基礎(chǔ)上使學(xué)生掌握質(zhì)點、質(zhì)點系和剛體機(jī)械運動（包括平衡）的基本規(guī)律和研究方法，為學(xué)習(xí)有關(guān)的后繼課程打好必要的基礎(chǔ)，并為將來學(xué)習(xí)和掌握新的科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造條件，使學(xué)生初步學(xué)會應(yīng)用理論力學(xué)的理論和方法分析、解決一些簡單的工程實際問題；并結(jié)合本課程的特點、培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義世界觀，培養(yǎng)學(xué)生的能力。二、課程的主要內(nèi)容及基本要求第1章  靜力學(xué)公理和物體的受力分析（4 學(xué)時）知 識 點平衡、剛體和力的概念，靜力學(xué)公理，約束和約束力，物體的受力分析和受力圖