工程力学

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《工程力学》是工科专业本(专)科生的一门必修专业基础课程。培养学生在工程中认识、提出力学问题,并利用力学知识研究、解决工程问题的素质和能力。
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课程介绍

一、教学目的和任务

《工程力学》是工科专业本(专)科生的一门必修专业基础课程。通过本课程的学习,使学生建立对于工程力学的整体认识,掌握力学的基本概念、理论和方法了解力学在工程中的作用。为学生提供必备的现代力学基本素质教育,培养学生在工程中认识、提出力学问题,并利用力学知识研究、解决工程问题的素质和能力。

、教学内容

1.静力学基础

静力学概述;、刚体、力系、平面力对点之矩的概念;合力矩定理;静力学公理;约束与约束反力;物体的受力分析。

2.平面汇交力系

平面汇交力系的概念与实例;平面汇交力系合成与平衡的几何法;平面汇交力系合成与平衡的解析法

3.平面力偶系

平面力偶的概念;力偶的等效条件;平面力偶系的合成与平衡

4.平面任意力系

平面任意力系的概念与实例;力的平移定理;平面任意力系简化;平面任意力系的简化结果分析;平面任意力系的平衡条件和平衡方程;平面平行力系的平衡方程;物体系统的平衡静定和静不定问题

5.静力学在工程中的应用

平面桁架的概念与实例;平面简单桁架的内力计算滑动摩擦;摩擦角和自锁现象;考虑摩擦时物体的平衡问题

6.材料力学基础

材料力学的任务变形固体的基本假设内力、截面法应力和应变的概念杆件变形的基本形式。

7.轴向拉伸压缩

轴向拉伸与压缩的概例念实例轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力材料在拉伸压缩时的力学性能失效、安全系数和强度计算轴向拉伸或压缩时的变形*简单拉伸压缩超静定问题。

8.剪切与挤压

剪切的概念实例,剪力剪切面和剪应力挤压力挤压面和挤压应力

9.平面图形的几何性质

静矩与形心;惯性矩;极惯性矩;惯性积;平行移轴公式;*转轴公式。

10.扭转

扭转的概念与实例;扭矩和扭矩图;薄壁圆通的扭转;(剪)应力互等定理剪切胡克定律;圆轴扭转时的应力强度计算;圆轴扭转时的变形刚度计算。

11.弯曲内力

弯曲的概念实例受弯杆件的简化剪力和弯矩剪力方程和弯矩方程剪力图和弯矩图弯矩剪力和载荷集度间的关系。

12.弯曲应力

纯弯曲时的正应力;横力弯曲时正应力及正应力强度条件;弯曲切(剪)应力及切(剪)应力强度条件;*提高梁弯曲强度的措施。

13.弯曲变形

挠度和转角的概念;挠曲线近似微分方程;用积分求弯曲变形;用叠加求弯曲变形;梁的刚度条件;*简单静不定问题*提高梁弯曲刚度的措施

14.*应力状态分析

应力状态概述二向应力状态分析的解析法二向应力状态分析的图解法*三向应力状态;广义胡克定律。

15.压杆稳定

压杆稳定性的概念与实例;细长压杆的临界力公式;临界应力;欧拉公式的适用范围  经验公式;压杆稳定性的计算;*提高压杆稳定性的措施。

、教学基本要求

1.静力学

(1)对工程力学中的基本概念有明确认识。

(2)对平面力系下的物体系统,能正确的进行受力分析和用平衡程求解

2.材料力学

1)熟练掌握截面法能分析杆件基本变形时的内力和绘制内力图,确定危险截面。

2)掌握杆杆基本变形的应力与变形的计算,进行强度与刚度计算

3)掌握低碳钢试件在轴向拉伸过程中的力学性质与现象。

4)掌握简单压杆的稳定性计算。

四、教学目标与任务

1.教学目标的层次

1)掌握:要求学生能够全面、较深入理解和熟练掌握所学内容,并能够用其分析、初步处理和解答与应用相关的问题,能够举一反三。

2)理解:要求学生能够较好地理解所学内容,并且能够进行简单分析和判断。

3)了解:要求学生能够一般地了解所学内容。

2.模块教学目标与任务

(1)静力学基础

掌握静力学基本概念;掌握静力学公理;掌握常见约束的约束反力;掌握物体的受力分析及受力图的绘制。

(2)平面汇交力系

理解平面汇交力系合成与平衡的几何法;掌握平面汇交力系合成与平衡的解析法;

(3)平面力偶系

掌握力偶的概念;掌握力偶的等效条件;掌握平面力偶系的平衡条件;

(4)平面任意力系

掌握力的平移定理;掌握平面任意力系的平衡条件和平衡方程;掌握物体系统的平衡理解平面平行力系的平衡条件;了解静定和超静定的概念

(5)静力学在工程中的应用

掌握平面桁架的内力分析的节点法;掌握平面桁架的内力分析的截面法;掌握摩擦角与自锁现象;理解考虑摩擦时物体的平衡

(6)材料力学基础

了解材料力学的任务;理解变形固体的基本假设;掌握内力、截面法和应力的概念;掌握变形与应变的概念;了解杆件变形的基本形式。

(7)轴向拉伸与压缩

掌握轴向拉伸与压缩的概念;掌握轴向拉伸与压缩时横截面上的内力;掌握轴向拉伸或压缩时截面上的应力;掌握轴向拉伸或压缩时的强度计算;掌握轴向拉伸与压缩时的变形;了解简单超静定问题。

(8)剪切与挤压

掌握剪切的实用计算;掌握挤压的实用计算。

(9)平面图形的几何性质

理解静矩和形心的概念;掌握惯性矩;掌握惯性积;掌握平行移轴公式;*了解转轴公式。

(10)扭转

理解扭转的概念;理解外力偶矩与扭矩的计算;掌握圆轴扭转时的应力及强度计算;了解薄壁圆筒的扭转;掌握圆轴扭转时的变形及刚度计算。

(11)弯曲内力

掌握弯曲的概念;理解梁横截面上的内力;掌握剪力图和弯矩图;理解弯矩、剪力和载荷集度间的关系

(12)弯曲应力

掌握平面弯曲时的正应力;掌握弯曲正应力的强度条件;理解弯曲切应力及其强度条件*了解提高梁强度的措施。

(13)弯曲变形

掌握积分法和叠加法;理解梁的刚度条件;*了解提高梁弯曲刚度的措施。

(14)*应力状态分析

掌握二向应力状态分析的解析法;理解二向应力状态分析的图解法;掌握广义胡克定律;了解三向应力状态

(15)压杆稳定

掌握压杆稳定的概念;掌握细长压杆的临界压力;掌握压杆的临界应力;掌握压杆的稳定性计算;*了解提高压杆稳定性的措施。

、教学方法和教学形式建议

本课程采用远程教学和面授辅导相结合的方式开展教学。远程教学包括要求学生收看教学录像网上的电子教案(PPT)和网上教学辅导等多种教学形式;面授辅导应考虑学生在职和成人的特点和需求,在业余时间进行有针对性的学习指导。

平时作业既是学生自我检验学习水平的一种形式,也是很重要的形成性考核手段,各教学点应配面授辅导教师督促学生独立完成并及时批改和反馈。

、教学环节

1.辅导与自学

辅导课依据教学大纲,密切配合录像和教材,采用重点讲解和辅导答疑等方式,通过解题思路分析和基本方法训练,培养学生分析问题和解决问题的能力。学生出勤占课程总成绩的20%。

2.形成性考核(作业/在线测试

本课程的形成性考核由作业/在线测试成绩两部分构成,占课程总成绩的20%。

本课程形成性考核手册中规定必做的平时作业既可以帮助学生强化对课程教学内容的理解,同时能够培养学生分析和解决问题的能力。作业题型与终结性考试题型基本一致,主要包括选择题、填空题、判断题、简答题和计算题等。

3.终结性考试

本课程每学期末组织一次终结性考试,考试成绩占课程总考试成绩的60%。平时作业未完成者不得参加终结性考试。形成性考核成绩与终结性考试成绩共同评定为课程总成绩。

、学时分配

、教材

于月民主编,《工程力学案例教材》,中国电力出版社2013.7