《工程力學》課程教學大綱

《工程力學》課程教學大綱課程代碼：ABJD0240課程中文名稱: 工程力學課程英文名稱：EngineeringMechanics課程性質：必修課程學分數：2.5課程學時數：40授課對象：能源動力工程專業(yè)本課程的前導課程：大學物理一、課程簡介工程力學是一門理論性較強的技術基礎課，在許多工程技術領域中有著廣泛的應用。其涵蓋了理論力學中靜力學部分和材料力學的大部分內容。基本任務是：靜力學部分研究作用在物體上的力及其關系；材料力學部分將工程結構和機械中的簡單構件簡化為一維桿件，計算桿中的應力、變形并研究桿的穩(wěn)定性，初步了解材料的機械性能及材料力學實驗的基本知識和操作技能，并在滿足強度、剛度及穩(wěn)定性的條件下，設計出既安全又經濟的結構構件和機械零件。通過該課程的學習，使學生分析解決一些簡單的工程實際問題；結合本課程的特點，培養(yǎng)學生的辯證唯物主義世界觀及分析和解決問題的能力。二、教學基本內容和要求第一章

概論課程教學內容：(1)工程力學的主要內容與分析模型(2)工程力學的分析方法(一)靜力學部分1.靜力學基礎(4學時)(1)靜力學公理：合力法則、二力平衡、加減平衡力系、作用與反作用、剛化原理(2)常見約束類型與約束力(3)物體的受力分析與力學模型一、教學要求通過本章的學習，掌握各種常見約束的性質，對簡單的物體系統(tǒng)能熟練地取研究對象，并畫出受力圖。二、教學內容力與力系的概念，力對點之矩，合力矩定理，力偶的性質，力偶系及其合成。約束的概念，約束力的分類，平衡的概念，受力分析與受力圖三、重點、難點提示（一）教學重點：約束力的分類（二）教學難點：研究對象(分離體)和受力圖第二章

力系的簡化（1學時）一、教學要求掌握各種類型力系的簡化方法和簡化結果，能熟練地計算主矢和主矩。二、課程內容等效與簡化的概念，力系的主矢與主矩，平面匯交力系、平面力偶系、平面一般力系的簡化。三、重點、難點提示（一）教學重點：力向一點平移定理（二）教學難點：力系的主矢與主矩第三章靜力學平衡問題（6學時）一、教學要求通過本章的學習會應用各種類型的平衡條件和平衡方程求解單個物體和簡單物體系統(tǒng)的平衡問題。掌握滑動摩擦的概念和摩擦力的特征，會求解考慮滑動摩擦時簡單物體系統(tǒng)的平衡問題。二、教學內容平面匯交力系平衡的幾何條件與解析條件。平面匯交力系的平衡方程。平面力偶系的平衡方程。平面任意力系簡化的各種結果及討論，平面任意力系的平衡方程。平面平行力系的平衡方程。靜定和靜不定問題的概念。簡單剛體系統(tǒng)的平衡問題?？紤]摩擦時的平衡問題。三、重點、難點提示（一）教學重點：平面任意力系（二）教學難點：簡單剛體系統(tǒng)的平衡問題，考慮摩擦時平衡的臨界狀態(tài)和平衡范圍的分析。第二篇

材料力學第四章材料力學的基本概念（1課時）一、教學要求明確材料力學的教學任務與教學主要內容，掌握材料力學研究對象“彈性體”受力與變形特點，了解材料力學模型的建立方法。二、課程內容材料力學的研究對象、任務和目的，變形固體的基本假設，外力及其分類，內力、截面法和應力概念，線應變與角應變，桿件變形的基本形式。三、重點、難點提示（一）教學重點：內力、截面法的概念（二）教學難點：應力與應變的概念第五章軸向拉伸與壓縮（4課時）一、教學要求掌握拉伸與壓縮變形桿件的強度、剛度的計算方法，通過實驗確定材料的力學性能，合理設計拉壓桿件。二、課程內容拉伸與壓縮的內力計算，截面法，內力圖，應力應變計算，材料拉伸與壓縮時的機械性質，許用應力，安全系數概念，強度條件，變形能計算，靜不定系統(tǒng)，應力集中概念。

三、重點、難點提示（一）教學重點：軸向拉伸與壓縮時橫截面上的內力和應力；軸向拉伸或壓縮時的變形；（二）教學難點：靜不定問題及其求解思路和方法第六章圓軸扭轉（4課時）一、教學要求掌握圓軸扭轉的內力計算及圓軸的強度與剛度計算，合理設計圓軸。二、課程內容扭矩計算及扭矩圖，圓軸扭轉時應力計算及強度條件，平面截面假設，扭轉剪應力公式推導，截面的幾何性質，扭轉變形的計算及剛度條件，

三、重點、難點提示（一）教學重點：圓軸扭轉時的強度與剛度的計算。圓軸扭轉時的扭轉角和單位扭轉角的計算；（二）教學難點：圓軸扭轉時的應力公式的推導及其應用；第七章彎曲強度（6課時）一、教學要求掌握利用載荷集度、剪力和彎矩間的微分關系的幾何意義直接繪制剪力圖和彎矩圖，正確運用梁的強度條件設計梁并注意采取合理措施，提高彎曲強度。二、課程內容求解彎曲內力剪力和彎矩，剪力方程與彎矩方程，剪力圖及彎矩，純彎曲時的正應力計算，彎曲強度條件，幾種常見提高彎曲強度的措施。

三、重點、難點提示（一）教學重點：梁的剪力圖和彎矩圖的繪制；純彎曲梁橫截面彎曲正應力公式推導，正應力強度條件應用舉例（二）教學難點：利用載荷集度、剪力和彎矩間的微分關系的幾何意義直接繪制剪力圖和彎矩圖。第八章彎曲剛度（4課時）一、教學要求能夠運用積分法、疊加法正確求解梁的變形，建立變形協調方程求解靜不定問題，依據梁的剛度設計準則對梁的安全性進行校核。二、課程內容彈性撓曲線的近似微分方程，撓度和轉角，剛度條件，用積分法求彎曲變形，用疊加法求彎曲變形，提高彎曲剛度的措施。

三、重點、難點提示（一）教學重點：撓曲線的微分方程的建立；對撓曲線的微分方程進行積分。（二）教學難點：簡單靜不定梁求解的思路和方法.第九章應力狀態(tài)與強度理論（4課時）一、教學要求能夠正確分析桿件在復雜受力情況下危險點的應力壯態(tài)，并依據材料的失效原因，采用合適的強度強度理論進行計算。二、課程內容應力狀態(tài)概念、單元體概念，平面應力狀態(tài)的解析法和圖解法，廣義虎克定律，復雜應力狀態(tài)的變形比能，四種常用強度理論及適用范圍。

三、重點、難點提示（一）教學重點：二向應力狀態(tài)分析——解析法；四種常用強度理。（二）教學難點：二向應力狀態(tài)分析——解析法。第十章組合受力與變形桿件的強度計算（3課時）一、教學要求對于工程實際中常見的拉伸（壓縮）與彎曲組合、扭轉與彎曲組合受力桿件的強度計算問題能夠進行正確分析，進而選擇合適的強度理論進行強度計算。二、課程內容斜彎曲，拉伸（壓縮）與彎曲組合的應力計算及強度條件，扭轉與彎曲組合的應力計算及強度條件，按第三和第四強度理論導出的彎曲與扭轉組合變形的公式，薄壁容器強度設計簡述。

三、重點、難點提示（一）教學重點：求解拉伸或壓縮與彎曲的組合的原理和方法；求解扭轉與彎曲的組合的原理和方法。（二）教學難點：求解扭轉與彎曲的組合的原理和方法。第十一章壓桿的穩(wěn)定性問題（2課時）一、教學要求了解穩(wěn)定性計算的重要性，掌握壓桿穩(wěn)定性計算方法，能夠確定影響壓桿承載能力的因素，知道提高壓桿承載能力的主要途徑。二、課程內容壓桿失穩(wěn)概念，臨界壓力的歐拉公式，柔度系數，歐拉公式適用范圍，臨界壓應力總圖，壓桿穩(wěn)定校核，提高壓桿穩(wěn)定的措施。

三、重點、難點提示（一）教學重點：兩端鉸支細長壓桿的臨界壓力；壓桿穩(wěn)定性校核。（二）教學難點：用安全系數法進行壓桿穩(wěn)定性的校核。課程的重點、難點： (一)靜力學部分 1.靜力學基礎課程教學要求： (一)靜力學部分 1.靜力學基礎三、實驗教學內容及基本要求 無四、教學方法與手段 本課程的教學環(huán)節(jié)主要為理論授課，并通過一系列作業(yè)使學生掌握基本原理與應用方法。講課貫徹“少而精”原則，舉例注意典型性。教學中大部分內容采用黑板板書與計算機多媒體教學手段。五、教學學時分配章節(jié)與內容課時作業(yè)量備注靜力學緒論1習題課1次第一章靜力學基礎44第二章力系的簡化1第三章靜力學平衡問題64材料力學第四章材料力學的基本概念1習題課1次第五章軸向拉伸與壓縮43第六章圓軸扭轉42第七章彎曲強度64第八章彎曲剛度42第九章應力狀態(tài)與強度理論42第十章組合受力與變形桿件的強度計算32第十一章壓桿的穩(wěn)定性問題21合計4024六、考核方式與成績評定標準 1.考核方法：閉卷考試 2.成績評定：平時成績（作業(yè)與考勤）40%、期末考試60%七、教學參考資源 1.教材：范欽珊、唐靜靜編著,《工程力學(靜力學和材料力