工程力學(xué)大綱.doc

工程力學(xué)教學(xué)大綱【課程編碼】JZZB0030 【課程名稱】工程力學(xué)【英文名稱】Engineering Mechanics【總 學(xué) 時(shí)】68【學(xué) 分】4【理論學(xué)時(shí)】62【實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐學(xué)時(shí)】6【課程類別】專業(yè)必修 【適用專業(yè)】土木工程、工程管理、給排水工程【課程性質(zhì)、目標(biāo)和要求】 （課程性質(zhì)）工程力學(xué)是一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，是工程類專業(yè)的必修課。是結(jié)構(gòu)力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、鋼結(jié)構(gòu)等專業(yè)課程的基礎(chǔ)，是所有結(jié)構(gòu)計(jì)算的基礎(chǔ)。包括兩部分內(nèi)容：理論力學(xué)和材料力學(xué)。 （教學(xué)目標(biāo)）通過教學(xué)，使學(xué)生了解和掌握物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律及其研究方法，并能初步運(yùn)用這些規(guī)律對(duì)簡(jiǎn)單的實(shí)際問題進(jìn)行分析、科學(xué)的抽象，進(jìn)而予以解決；學(xué)生應(yīng)具有工程構(gòu)件強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的概念及計(jì)算能力；掌握桿件結(jié)構(gòu)的計(jì)算原理和方法，了解本專業(yè)有關(guān)結(jié)構(gòu)的受力特性，為學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程以及進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和科學(xué)研究打好力學(xué)基礎(chǔ)，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算等方面的能力。（教學(xué)要求）（1）具有把簡(jiǎn)單的實(shí)際問題抽象為力學(xué)模型的能力。對(duì)常用的桿件結(jié)構(gòu)具有選擇計(jì)算簡(jiǎn)圖的能力。（2）對(duì)簡(jiǎn)單的物體系統(tǒng)能進(jìn)行受力分析，正確畫出其中任一物體的受力圖。（3）能正確地運(yùn)用各種力系的平衡方程求解物體和簡(jiǎn)單物體系統(tǒng)的平衡問題（包括考慮摩擦的問題）。（4）初步獲得課程有關(guān)的工程概念。提高相應(yīng)的數(shù)字計(jì)算能力、文字和圖象的表達(dá)能力。（5）熟練運(yùn)用強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性條件對(duì)桿件進(jìn)行校核。（6）有初步的設(shè)計(jì)構(gòu)件的能力。（7）具有對(duì)各種靜定、超靜定結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算的能力，具有對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核，對(duì)內(nèi)力分布的合理性作出判斷的能力。（8）掌握本課程實(shí)驗(yàn)的基本原理和方法。（9）初步了解結(jié)構(gòu)計(jì)算程序在房屋建筑工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用?！窘虒W(xué)內(nèi)容和要求】緒論一、學(xué)習(xí)目的要求通過緒論的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解理論力學(xué)的課程性質(zhì)，理論力學(xué)的研究對(duì)象、目的和任務(wù)，掌握理論力學(xué)的主要內(nèi)容和基本線索。明確理論力學(xué)和普通物理力學(xué)的聯(lián)系與區(qū)別，及理論力學(xué)對(duì)后續(xù)理論物理課程的作用。二、主要教學(xué)內(nèi)容1、力學(xué)的研究對(duì)象和內(nèi)容2、理論力學(xué)的研究方法3、學(xué)習(xí)理論力學(xué)的目的第一章 一、學(xué)習(xí)目的要求1、要求深入理解力、剛體、平衡等重要概念2、靜力學(xué)公理是靜力學(xué)的理論基礎(chǔ)，要求熟練掌握二、主要教學(xué)內(nèi)容1、靜力學(xué)公理2、約束和約束力3、物體的受力分析和受力圖第二章 一、學(xué)習(xí)目的要求1、掌握平面匯交力系合成（分解）的幾何法。能應(yīng)用平面的幾何條件求解平面匯交力系的平衡問題2、能正確地將力沿坐標(biāo)軸分解和求力在坐標(biāo)軸上的投影。對(duì)合力投影定理應(yīng)有清晰的理解3、能熟練的運(yùn)用平衡方程求解平面匯交力系的平衡問題4、掌握平面任意力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化的方法5、會(huì)應(yīng)用解析法求主矢和主矩6、熟知平面任意力系簡(jiǎn)化的結(jié)果7、深入理解平面任意力系的平衡條件及平衡方程的三種形式5、能夠熟練解決平面任意力系的平衡問題8、能熟練的計(jì)算平面任意力系作用下物體和物體系的平衡問題9、了解靜定和超靜定問題10、理解簡(jiǎn)單桁架的簡(jiǎn)化假設(shè)11、掌握計(jì)算簡(jiǎn)單桁架桿件內(nèi)力的節(jié)點(diǎn)法和截面法二、主要教學(xué)內(nèi)容1、平面匯交力系2、平面力偶系3、平面任意力系4、平面桁架的內(nèi)力計(jì)算5、摩擦第三章 一、學(xué)習(xí)目的要求1、了解空間匯交力系、力對(duì)點(diǎn)的矩的概念2、能熟練的計(jì)算力在空間直角坐標(biāo)軸上的投影3、能應(yīng)用平衡條件求解空間匯交力系4、能熟練的計(jì)算力對(duì)軸的矩5、對(duì)空間力偶的性質(zhì)及其作用效應(yīng)有清晰的理解6、能應(yīng)用平衡條件求解空間力偶系7、了解空間力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化的方法和結(jié)果8、能應(yīng)用平衡條件求解空間任意力系的平衡問題9、能正確的畫出各種常見空間約束的約束反力10、對(duì)平行力系中心和重心應(yīng)有清晰的概念11、能熟練的應(yīng)用組合法求物體的重心二、主要教學(xué)內(nèi)容1、空間匯交力系2、力對(duì)點(diǎn)之矩和力對(duì)軸之矩3、空間力偶系4、空間任意力系5、重心第四章 一、學(xué)習(xí)目的要求了解材料力學(xué)的任務(wù)及研究對(duì)象。掌握變形固體的基本假設(shè)，外力與內(nèi)力、截面法與應(yīng)力的概念。線變形和角變形。桿件變形的基本形式。 二、主要教學(xué)內(nèi)容1、材料力學(xué)的任務(wù) 2、變形固體的基本假設(shè)3、外力及其分類4、內(nèi)力、截面法和應(yīng)力的概念 5、桿件變形的基本形式 第五章 一、學(xué)習(xí)目的要求1、理解軸向拉伸與壓縮的概念與實(shí)例。2、掌握直桿橫截面上的內(nèi)力、應(yīng)力及斜截面上的應(yīng)力計(jì)算，剪應(yīng)力互等定理。掌握安全系數(shù)與許用應(yīng)力的應(yīng)用、拉壓桿件的強(qiáng)度計(jì)算。3、掌握軸向拉伸與壓縮時(shí)桿件的縱向變形、線應(yīng)變、橫向變形計(jì)算，泊松比、虎克定律、彈性模量，抗拉(壓剛度、應(yīng)力集中的概念。4、熟悉金屬材料拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能。5、熟悉簡(jiǎn)單拉(壓)超靜定問題、熱應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力的解法。6、掌握剪切和擠壓概念、剪切和擠壓時(shí)的應(yīng)力計(jì)算及聯(lián)接件的設(shè)計(jì)。二、主要教學(xué)內(nèi)容1、軸向拉伸與壓縮的概念和實(shí)例；2、軸向拉伸與壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力；3、材料在軸向拉壓時(shí)的力學(xué)性能；4、軸向拉伸或壓縮時(shí)的變形；5、失效、安全系數(shù)和強(qiáng)度計(jì)算；6、應(yīng)力集中的概念；7、超靜定問題； 8、剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算。 第六章 一、學(xué)習(xí)目的要求1、掌握扭轉(zhuǎn)、純剪切、剪應(yīng)變、剪切虎克定律、扭矩的概念及功率、轉(zhuǎn)速和外力偶的關(guān)系。2、熟悉扭矩圖的作法。3、掌握?qǐng)A軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面剪應(yīng)力計(jì)算公式、斜截面上應(yīng)力的分析。4、掌握扭轉(zhuǎn)變形的計(jì)算、極慣性矩和抗扭截面模量的概念。5、掌握建立軸的強(qiáng)度條件和剛度條件、進(jìn)行軸的強(qiáng)度設(shè)計(jì)。二、主要教學(xué)內(nèi)容1、扭轉(zhuǎn)的概念和實(shí)例；2、外力偶矩的計(jì)算 扭矩和扭矩圖；3、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和強(qiáng)度計(jì)算；4、扭轉(zhuǎn)時(shí)的剛度。第七章 一、學(xué)習(xí)目的要求1、牢固掌握梁的內(nèi)力剪力和彎矩的特點(diǎn)2、熟練畫剪力和彎矩圖3、掌握常見截面慣性矩的計(jì)算4、掌握彎曲正應(yīng)力的特點(diǎn)及彎曲強(qiáng)度和變形的計(jì)算二、主要教學(xué)內(nèi)容1、平面彎曲的概念、梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖；2、梁的內(nèi)力剪力、彎矩；3、剪力方程和彎矩方程、剪力圖與彎矩圖；4、剪力、彎矩、載荷集度之間的關(guān)系；5、純彎曲正應(yīng)力；6、常見截面慣性矩的計(jì)算；7、彎曲切應(yīng)力；8、強(qiáng)度條件及其應(yīng)用；9、彎曲變形的概念10、撓曲線的近似微分方程11、用積分法和疊加法計(jì)算梁的變形12、彎曲剛度條件及其應(yīng)用13、梁的合理設(shè)計(jì)14、靜不定梁。第八章 一、學(xué)習(xí)目的要求1、掌握應(yīng)力狀態(tài)的概念，主應(yīng)力和主平面，平面應(yīng)力分析(解析法，圖解法)三向應(yīng)力圓，最大剪應(yīng)力，廣義虎克定律，體積應(yīng)變，彈性比能，體積改變和形狀改變比能，強(qiáng)度理論的概念。2、掌握組合變形的概念與實(shí)例，拉（或壓）彎組合變形、斜彎曲，彎扭組合變形，組合變形桿件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)。二、主要教學(xué)內(nèi)容1、應(yīng)力狀態(tài)的概念；2、二向應(yīng)力狀態(tài)分析；3、三向應(yīng)力狀態(tài)的最大應(yīng)力；4、廣義虎克定律；5、強(qiáng)度理論；6、組合變形的概念；7、幾種常見的組合變形。第九章 一、學(xué)習(xí)目的要求1、了解平衡穩(wěn)定性的概念。2、掌握細(xì)長(zhǎng)桿臨界載荷的歐拉公式，桿端約束的影響，柔度，超過比例極限壓桿的臨界力經(jīng)驗(yàn)公式，臨界應(yīng)力總圖，桿件的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，提高壓桿穩(wěn)定性的措施。二、主要教學(xué)內(nèi)容1、壓桿穩(wěn)定及臨界載荷2、歐拉公式的適用范圍3、壓桿穩(wěn)定校核【教學(xué)時(shí)間安排】序號(hào)課程內(nèi)容課時(shí)備注1緒論1理論課2第一章 靜力學(xué)公理和物體的受力分析7理論課3第二章 平面力系12理論課4第三章 空間力系6理論課5第四章 材料力學(xué)基礎(chǔ)理論2理論課6第五章 軸向變形和剪切10理論課7第六章 圓軸扭轉(zhuǎn)4理論課8第七章 彎曲變形12理論課9第八章 強(qiáng)度理論 組合變形2理論課10第九章 壓桿穩(wěn)定4理論課11總復(fù)習(xí)2理論課12拉伸試驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)課13壓縮試驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)課14彎曲實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)課合 計(jì)68【實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)】序號(hào)實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）名稱課時(shí)實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）內(nèi)容要點(diǎn)實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）要求場(chǎng)地1拉伸試驗(yàn)2（1）測(cè)定低碳鋼在拉伸過程中的幾個(gè)力學(xué)性能指標(biāo)：屈服極限s、強(qiáng)度極限b、延伸率、斷面收縮率。鑄鐵的b 。（2）觀察低碳鋼、鑄鐵在拉抻過程中的各種現(xiàn)象，繪制拉伸圖(PL圖)由此了解試件變形過程中變形隨荷載變化規(guī)律，以及有關(guān)的一些物理現(xiàn)象。（3）觀察斷口，比較低碳錒和鑄鐵兩種材料的拉伸性能。（4）了解拉仲試驗(yàn)原理和方法，掌握萬能材料試驗(yàn)機(jī)的操作要領(lǐng)、鍛煉實(shí)驗(yàn)技能。教師演示實(shí)驗(yàn)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室2壓縮試驗(yàn)2測(cè)定壓縮時(shí)的屈服極限s。驗(yàn)證低碳鋼在壓縮時(shí)的虎克定律。教師演示實(shí)驗(yàn)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室3彎曲試驗(yàn)2（1）掌握鋼筋彎曲變形的形態(tài)（2）測(cè)定梁在純彎曲時(shí)橫截面上正應(yīng)力大小和分布規(guī)律；（選作）（3）驗(yàn)證純彎曲梁的正應(yīng)力計(jì)算公式。（選作）教師演示實(shí)驗(yàn)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室【成績(jī)?cè)u(píng)定辦法】 1、成績(jī)?cè)u(píng)定總則 學(xué)生成績(jī)=考勤成績(jī)+平時(shí)成績(jī)+期末考試成績(jī)，其中考勤成績(jī)占20%，平時(shí)成績(jī)占20%，期末考試成績(jī)占60%。 2、平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定平時(shí)成績(jī)包括：課堂提問、平時(shí)作業(yè)等。 3、期末考核評(píng)定期末考試采用閉卷形式，滿分100分，期末考試成績(jī)?yōu)榫砻娉煽?jī)。 【推薦教材】（書名，作者，出版社，出版時(shí)間） 工程力學(xué) 原方 清華大學(xué)出版社【參考書目】 1、工程力學(xué) 王振發(fā) 高等教