《工程力學(xué)B》課程教學(xué)大綱

《工程力學(xué)B》教學(xué)大綱課程英文名MechanicsofEngineeringB課程代碼A0817K01學(xué)分4總學(xué)時(shí)64理論學(xué)時(shí)57實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)7課程類別學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)限選先修課程高等數(shù)學(xué)，大學(xué)物理適用專業(yè)機(jī)械電子工程，熱能與動(dòng)力工程開課學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位工程力學(xué)是工科院校各專業(yè)必修的技術(shù)基礎(chǔ)課，該課程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)與能力有著極其重要的地位，是工程類學(xué)生的核心課程之一。通過學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握構(gòu)件受力時(shí)的基本概念和分析研究方法，對(duì)工程中的力學(xué)問題具備必要的知識(shí)，并能對(duì)桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等問題具有一定的設(shè)計(jì)與計(jì)算能力，并為后續(xù)課程做必要的準(zhǔn)備。使學(xué)生在潛移默化中領(lǐng)悟力學(xué)發(fā)展對(duì)科技發(fā)展的作用、體會(huì)科學(xué)家們的科學(xué)精神和中華文明為人類文明所做出的偉大貢獻(xiàn)，激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。（二）課程目標(biāo)（1）理解工程力學(xué)的基本概念，明確認(rèn)識(shí)靜力學(xué)和材料力學(xué)的基本分析方法，引導(dǎo)學(xué)生深刻理解所學(xué)專業(yè)的重要意義，更好地將理論知識(shí)與工程應(yīng)用相聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖鍪聭B(tài)度和對(duì)未來所從事職業(yè)的使命感和責(zé)任心。（2）掌握力、剛體的概念，理解靜力學(xué)公理，熟練掌握約束與約束反力的確定、能正確的對(duì)物體進(jìn)行受力分析和受力圖繪制；掌握匯交力系、力偶系、平面一般力系的力的合成方法，掌握各種力系和物體系的平衡問題的求解；基本掌握空間力系的平衡問題的求解方法。（3）掌握直桿在常見載荷作用下的變形計(jì)算方法，熟練掌握桿件的內(nèi)力分析方法，能繪制相應(yīng)的內(nèi)力圖；計(jì)算簡(jiǎn)單壓桿的臨界載荷和臨界應(yīng)力，并能對(duì)簡(jiǎn)單壓桿進(jìn)行穩(wěn)定校核；常用材料的基本力學(xué)性能；了解電測(cè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析的基本原理和方法。（4）熟練掌握桿件的應(yīng)力計(jì)算方法與強(qiáng)度計(jì)算方法，掌握桿件變形計(jì)算和剛度計(jì)算方法；掌握求解一次靜不定問題（拉、壓、彎曲）；應(yīng)力狀態(tài)理論和強(qiáng)度理論，掌握組合變形下的強(qiáng)度計(jì)算方法；掌握壓桿穩(wěn)定性的計(jì)算方法。二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法《工程力學(xué)B》課程教學(xué)以課堂教學(xué)為主，結(jié)合自主學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生具備工程力學(xué)問題的必要知識(shí)，并對(duì)靜力學(xué)的基本概念，受力分析，桿件在各種變形時(shí)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題有明確的基本概念、一定的計(jì)算能力以及初步的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑸榻鉀Q工程技術(shù)問題提供必要的建模及分析計(jì)算基礎(chǔ)。（1）課堂教學(xué)主要講述靜力學(xué)和材料力學(xué)的基本概念，基本原理、建模和計(jì)算方法。結(jié)合實(shí)際課程內(nèi)容，將機(jī)械工程中靜力學(xué)和材料力學(xué)的實(shí)例融入理論教學(xué)中，使學(xué)生能夠更加容易理解抽象的理論知識(shí)，形成良好的思維方式和學(xué)習(xí)方法。（2）針對(duì)某些較為容易或和實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系密切的知識(shí)點(diǎn)，列出部分內(nèi)容作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)和解決工程問題的能力。（3）設(shè)計(jì)驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)理論知識(shí)的應(yīng)用能力、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、判斷和處理能力。三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對(duì)課程歸屬專業(yè)畢業(yè)要求的支撐程度畢業(yè)要求1畢業(yè)要求2課程目標(biāo)（1）ML課程目標(biāo)（2）HM課程目標(biāo)（3）HH課程目標(biāo)（4）HH注：1.支撐強(qiáng)度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）；2.畢業(yè)要求須根據(jù)課程所在專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行描述。四、課程主要內(nèi)容與基本要求知識(shí)點(diǎn)主要內(nèi)容基本要求靜力學(xué)的基本概念，受力圖力的概念；剛體的概念；靜力學(xué)公理L1約束與約束反力；物體的受力分析；受力圖L3匯交力系工程中的匯交力系問題；匯交力系合成的幾何法；匯交力系平衡的幾何條件L2匯交力系合成的解析法；空間匯交力系平衡方程及其應(yīng)用L2力偶系力對(duì)點(diǎn)的矩矢；力偶與力偶矩矢；力偶的等效L2力偶系的合成與平衡條件L3平面一般力系工程中的平面一般力系問題；力線平移定理；平面一般力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化主矩與主矢；L2簡(jiǎn)化結(jié)果分析合力矩定理；平面一般力系的平衡條件與平衡方程；平面平行力系的平衡方程L3靜定與靜不定問題；物體系的平衡；摩擦平衡問題；L1空間力系空間任意力系的簡(jiǎn)化；力對(duì)軸的矩；空間任意力系的平衡條件L1材料力學(xué)緒論材料力學(xué)的研究對(duì)象；基本假設(shè)；外力與內(nèi)力；正應(yīng)力與切應(yīng)力；正應(yīng)變與切應(yīng)變L1軸向拉伸與壓縮工程實(shí)際中的軸向拉伸與壓縮問題；軸向拉伸與壓縮時(shí)的內(nèi)力；橫截面與斜截面上的應(yīng)力；拉伸與壓縮時(shí)材料的力學(xué)性能L2工程實(shí)際中的軸向拉伸與壓縮問題；軸向拉伸與壓縮時(shí)的內(nèi)力；橫截面與斜截面上的應(yīng)力；拉伸與壓縮時(shí)材料的力學(xué)性能L3連接部分的強(qiáng)計(jì)算L2扭轉(zhuǎn)工程實(shí)際中的扭轉(zhuǎn)問題；動(dòng)力傳遞與扭矩；切應(yīng)力互等定律與剪切胡克定律；扭轉(zhuǎn)時(shí)的內(nèi)力L2圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力與變形；圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度與剛度計(jì)算L3彎曲內(nèi)力工程實(shí)際中的彎曲問題；剪力與彎曲；剪力圖與彎矩圖L3剪力、彎矩和分布載荷集度間的關(guān)系；非均布載荷梁的剪力與彎矩L1彎曲應(yīng)力梁彎曲時(shí)的正應(yīng)力；慣性矩的計(jì)算；對(duì)稱梁彎曲時(shí)的切應(yīng)力L2梁彎曲時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算；梁的合理強(qiáng)度設(shè)計(jì)；雙對(duì)稱截面梁的非對(duì)稱彎曲L3彎拉（壓）組合彎曲變形工程實(shí)際中的彎曲變形問題；梁的撓曲線近似微分方程；用積分法求梁的變形L1用疊加法求梁的變形；梁的剛度校核；靜不定梁應(yīng)力狀態(tài)分析應(yīng)力狀態(tài)的概念；平面應(yīng)力狀態(tài)分析；極值應(yīng)力與主應(yīng)力；復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的最大應(yīng)力L2空間應(yīng)力狀態(tài)；廣義胡克定律L2復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度問題關(guān)于斷裂的強(qiáng)度理論，關(guān)于屈服的強(qiáng)度理論L1彎曲扭轉(zhuǎn)組合與彎拉（壓）扭組合L3承壓薄壁圓筒的強(qiáng)度計(jì)算壓桿的穩(wěn)定壓桿穩(wěn)定的概念；細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界力；歐拉公式的適用范圍中小柔度桿的臨界應(yīng)力L2壓桿的穩(wěn)定計(jì)算與合理設(shè)計(jì)疲勞強(qiáng)度問題循環(huán)應(yīng)力與疲勞破壞；S-N曲線與材料的疲勞極限；影響構(gòu)件疲勞極限的主要因素；對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力下的疲勞強(qiáng)度計(jì)算L1基本要求：L1-理解，L2-掌握，L3-熟練掌握五、課程學(xué)時(shí)安排章節(jié)號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配學(xué)生任務(wù)對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)作業(yè)要求自學(xué)要求討論1§1-1靜力學(xué)基本概念§1-2約束與約束反力§1-3受力圖21-11-21-31-4溫習(xí)高中物理知識(shí)，預(yù)習(xí)約束力的性質(zhì)課程目標(biāo)12§2-1匯交力系的合成§2-2匯交力系平衡條件22-22-62-7預(yù)習(xí)力系的合成課程目標(biāo)13§3-1力對(duì)點(diǎn)之矩矢§3-2力對(duì)軸的矩§3-3力偶矩矢23-23-4預(yù)習(xí)力偶系課程目標(biāo)1§3-4力偶的等效條件和性質(zhì)§3-5力偶系的合成§3-6力偶系平衡條件23-53-8課程目標(biāo)24§4-1力線平移§4-2平面任意力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化§4-3平面任意力系平衡條件24-44-6預(yù)習(xí)平面一般力系課程目標(biāo)1§4-4剛體系的平衡§4-5靜定與靜不定問題24-164-20課程目標(biāo)25§5-1空間任意力系的簡(jiǎn)化§5-2空間力系的平衡方程25-25-6預(yù)習(xí)空間任意力系靜力學(xué)問題的討論與交流課程目標(biāo)1課程目標(biāo)26§6-1桁架§6-2摩擦§6-3重心26－36－66－15復(fù)習(xí)靜力學(xué)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)17§7-1材料力學(xué)研究對(duì)象§7-2材料力學(xué)基本假設(shè)§7-3外力與內(nèi)力§7-4正應(yīng)力與切應(yīng)力§7-5正應(yīng)變與切應(yīng)變27－17－27－3預(yù)習(xí)材料力學(xué)緒論課程目標(biāo)28§8-1引言§8-2軸力與軸力圖§8-3拉壓桿的應(yīng)力與圣維南原理§8-4材料在拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能28－18－2預(yù)習(xí)截面法，內(nèi)力圖的求解課程目標(biāo)3§8-5應(yīng)力集中的概念§8-6失效、許用應(yīng)力與強(qiáng)度條件28－58－98－11課程目標(biāo)2§8-7胡克定律與拉壓桿變形§8-8簡(jiǎn)單拉壓靜不定問題28－198－208－268－27預(yù)習(xí)簡(jiǎn)單拉壓靜不定問題課程目標(biāo)3§8-9連接部分強(qiáng)度計(jì)算§8-10應(yīng)變能的概念28－328－338－34預(yù)習(xí)連接部分強(qiáng)度校核拉壓?jiǎn)栴}的結(jié)論討論課程目標(biāo)29§9-1引言§9-2動(dòng)力傳遞與扭矩§9-3切應(yīng)力互等定理與剪切胡克定理§9-4圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力§9-5極慣性矩與抗扭截面系數(shù)29－49－79－8預(yù)習(xí)扭轉(zhuǎn)課程目標(biāo)2§9-6圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件§9-7圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形與剛度計(jì)算29－169－179－18預(yù)習(xí)扭轉(zhuǎn)變形計(jì)算和剛度分析課程目標(biāo)210§10-1引言§10-2梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖§10-3剪力與彎矩210－110－2復(fù)習(xí)截面法，預(yù)習(xí)彎曲內(nèi)力課程目標(biāo)2§10-4剪力、彎矩方程與剪力、彎矩圖§10-5剪力、彎矩和分布載荷集度間的關(guān)系210－310－410－510－6課程目標(biāo)311§11-3慣性矩與平行軸定理§11-1引言§11-2對(duì)稱彎曲正應(yīng)力§11-4對(duì)稱彎曲切應(yīng)力211－111－211－6預(yù)習(xí)彎曲應(yīng)力課程目標(biāo)3§11-5梁的強(qiáng)度條件§11-6梁的合理強(qiáng)度設(shè)計(jì)211－1411－17彎曲內(nèi)力問題的結(jié)論與討論課程目標(biāo)4§11-7雙對(duì)稱截面梁的非對(duì)稱彎曲§11-8彎拉（壓）組合211－2211－2311－25預(yù)習(xí)彎拉組合變形，復(fù)習(xí)應(yīng)力公式課程目標(biāo)312§12-1引言§12-2撓曲線近似微分方程§12-3計(jì)算梁位移的積分法212-112-212-3預(yù)習(xí)彎曲變形課程目標(biāo)3§12-4計(jì)算梁位移的疊加法§12-5簡(jiǎn)單靜不定梁§12-6梁的剛度條件與合理剛度設(shè)計(jì)212－812－1512－1812－19預(yù)習(xí)彎曲剛度校核和靜不定問題彎曲變形問題的討論課程目標(biāo)313§13-1引言§13-2平面應(yīng)力狀態(tài)分析§13-3極值應(yīng)力與主應(yīng)力213－113－7預(yù)習(xí)主應(yīng)力的求解課程目標(biāo)4§13-4復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的最大應(yīng)力§13-5廣義胡克定律213－1213－14預(yù)習(xí)廣義胡克定律課程目標(biāo)114§14-1引言§14-2關(guān)于斷裂強(qiáng)度理論§14-3關(guān)于屈服強(qiáng)度理論214－514－1614－18預(yù)習(xí)強(qiáng)度理論課程目標(biāo)3§14-4薄壁圓筒強(qiáng)度問題§14-5彎扭組合與彎拉（壓）扭組合214－614－814－1214－13預(yù)習(xí)組合變形組合變形討論課程目標(biāo)315§15-1穩(wěn)定性概念§15-2臨界載荷歐拉公式§15-3中、小柔度桿的臨界應(yīng)力215－215－415－7預(yù)習(xí)壓桿穩(wěn)定性課程目標(biāo)1§15-4壓桿穩(wěn)定條件與合、理設(shè)計(jì)215－1415－15桿件組合變形強(qiáng)度問題的綜合分析與總結(jié)1復(fù)習(xí)基本變形課程目標(biāo)4四、實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目學(xué)時(shí)基本要求實(shí)驗(yàn)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)類別1金屬材料拉伸實(shí)驗(yàn)2測(cè)定低碳鋼的彈性模量E；測(cè)定低碳鋼的力學(xué)性能驗(yàn)證必做2金屬材料扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)1測(cè)定低碳鋼的扭轉(zhuǎn)的彈性模量G測(cè)定金屬材料扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形性能驗(yàn)證必做3彎曲正應(yīng)力實(shí)驗(yàn)2測(cè)定梁在純彎曲下的彎曲正應(yīng)力分布規(guī)律；驗(yàn)證必做4彎扭組合變形實(shí)驗(yàn)2測(cè)定梁在彎扭組合變形下應(yīng)力分布規(guī)律驗(yàn)證必做注：1.實(shí)驗(yàn)性質(zhì)指演示性、驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性等；2.實(shí)驗(yàn)類別指必做、選做等。必做已有7學(xué)時(shí)五、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定考核形式考核內(nèi)容占比評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)平時(shí)作業(yè)和課堂表現(xiàn)成績(jī)考核課堂教學(xué)各知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)程度、聽課效果和掌握熟練度。以點(diǎn)驗(yàn)到課率，課堂互動(dòng)回答問題等形式，檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度。20%中國(guó)計(jì)量學(xué)院學(xué)生課程平時(shí)成績(jī)考核細(xì)則期末考試成績(jī)考核各知識(shí)點(diǎn)的基本概念、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)基本方法、特性分析、設(shè)計(jì)方法。題型為填空、判斷和計(jì)算等。70%試卷參考答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核各知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)