《工程力學(xué)2》課程教學(xué)大綱

工程力學(xué)2編碼：ES04003Code:ES04003課程名稱：工程力學(xué)CourseTitle:EngineeringMechanics課程類別：學(xué)類核心 Coursecategory:CoreCourseinGeneralCategory學(xué)分：2 Credit（s）:2開課單位：機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院OfferingCollege/School:CollegeofMechanical&VehicleEngineering課程描述：本課程是一門為工科學(xué)生開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠進(jìn)行剛體的靜力學(xué)分析，能夠掌握變形固體力學(xué)的基本概念及一維問題——桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的計(jì)算，為學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)的后續(xù)專業(yè)課程。通過工程力學(xué)的教學(xué)過程逐步培養(yǎng)學(xué)生分析、概括以及解決問題的能力。主要內(nèi)容為固體靜力學(xué)、桿件的四個基本變形、組合變形、壓桿穩(wěn)定、應(yīng)力應(yīng)變分析、強(qiáng)度理論。Coursedescription:EngineeringMechanicsisarequiredbasicspecializedcourseforEngineeringMechanicsspeciality.Throughthiscourse,studentsarerequiredtomasterthecalculatingskillsonthestrength,stiffnessandthestabilityofbarsandthefundamentaltheoriesforthefollow-upspecializedcoursessuchasElasticity,Plasticity,FiniteElementMethodandExperimentalStressAnalysis,andtodeveloptheabilitytoanalyzeandresolveproblems.Themaincontentsofthecourseincludesolidstaticmechanics,fourbasicdeformations,combineddeformations,thestabilityforcompressionbars,thestressandstrainanalysis,strengththeories,basicanalysismethodsfordynamicloadsandfatigueproblemsaswellasenergymethods.課程內(nèi)容（一）課程教學(xué)目標(biāo)工程力學(xué)是一門技術(shù)基礎(chǔ)課。通過對工程力學(xué)這門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生增強(qiáng)工程意識，培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)基礎(chǔ)理論及應(yīng)用能力。為學(xué)生今后學(xué)習(xí)各門專業(yè)課奠基必要的基礎(chǔ)。通過工程力學(xué)教學(xué)，使學(xué)生理解強(qiáng)度、剛度的概念及有關(guān)計(jì)算，讓學(xué)生了解工程力學(xué)的理論基礎(chǔ)。建立桿件的各種基本變形的強(qiáng)度、剛度條件，從而學(xué)會對受力桿件進(jìn)行各種計(jì)算和設(shè)計(jì)。在工程力學(xué)學(xué)習(xí)過程中，不斷提高學(xué)生對工程中的構(gòu)件——桿的分析計(jì)算能力。為培養(yǎng)社會主義高素質(zhì)技術(shù)人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（畢業(yè)要求2）（二）基本教學(xué)內(nèi)容第一章、靜力學(xué)基本概念受力圖教學(xué)目的：了解受力分析、靜力學(xué)基本公理，掌握受力分析基本方法教學(xué)重點(diǎn)：二力平衡公理、加減平衡力系公理、力的平行四邊形法則、作用反作用定律及其推論：力的可傳性原理教學(xué)難點(diǎn)：約束與約束反力、二力構(gòu)件的概念及其受力分析教學(xué)內(nèi)容：（1）了解力、剛體的概念。（2）理解二力平衡公理、加減平衡力系公理、力的平行四邊形法則、作用反作用定律及其推論：力的可傳性原理、三力平衡匯交原理；掌握二力構(gòu)件的概念及其受力分析。（3）理解約束與約束反力的概念；掌握常見約束及約束反力的確定。（4）掌握物體的受力分析，能熟練畫出物體的受力圖。學(xué)時(shí)分配：課堂教學(xué)2學(xué)時(shí)，小班討論2學(xué)時(shí)第二章、平面匯交力系教學(xué)目的：使學(xué)生掌握平面匯交力學(xué)的基本概念及匯交力系的分析方法教學(xué)重點(diǎn)：平面匯交力系合成與平衡的幾何法、三力平衡匯交定理教學(xué)難點(diǎn)：平面匯交力系合成與平衡的解析法教學(xué)內(nèi)容：（1）了解工程中的平面匯交力系問題。（2）了解平面匯交力系合成與平衡的幾何法。（3）掌握三力平衡匯交定理。（4）掌握合力投影定理，平面匯交力系合成與平衡的解析法，能熟練運(yùn)用平面匯交力系平衡方程求解工程中的相關(guān)問題。學(xué)時(shí)分配：課堂教學(xué)2學(xué)時(shí)第三章、平面力偶系教學(xué)目的：使學(xué)生掌握平面力偶的概念及平面力偶系的平衡條件教學(xué)重點(diǎn)：平面力偶的等效條件，平面力偶系的合成結(jié)果及平衡條件教學(xué)難點(diǎn)：平面力偶系平衡方程求解教學(xué)內(nèi)容：（1）理解力對點(diǎn)之矩、力偶與力偶矩的概念。（2）了解平面力偶的等效條件，平面力偶系的合成結(jié)果及平衡條件；能熟練運(yùn)用平面力偶系平衡方程求解相關(guān)問題。學(xué)時(shí)分配：課堂教學(xué)2學(xué)時(shí)第四章、平面一般力系教學(xué)目的：使學(xué)生掌握平面一般力系的合成方法，平面力系的平衡條件及方程求解教學(xué)重點(diǎn)：平面一般力系的簡化結(jié)果；主矢與主矩、合力矩定理教學(xué)難點(diǎn)：平面一般力系的平衡條件與平衡方程、平面一般力系的平衡方程求解工程實(shí)際問題。教學(xué)內(nèi)容：（1）了解工程中的平面一般力系問題。（2）理解力線平移定理。（3）了解平面一般力系的簡化結(jié)果；理解主矢與主矩。（4）掌握合力矩定理。（5）理解平面一般力系的平衡條件與平衡方程。（6）理解平面平行力系的平衡方程。（7）會熟練運(yùn)用平面一般力系的平衡方程求解工程實(shí)際問題。（8）了解靜定與靜不定問題的概念。（9）能熟練求解物體系的平衡問題。學(xué)時(shí)分配：課堂教學(xué)4學(xué)時(shí)，小班討論2學(xué)時(shí)第五章、軸向拉伸和壓縮教學(xué)目的：使學(xué)生掌握桿件軸向拉壓的變形形式和相關(guān)的強(qiáng)度、剛度和變形計(jì)算方法教學(xué)重點(diǎn)：內(nèi)力的方法——截面法，能運(yùn)用截面法熟練計(jì)算軸向拉伸和壓縮時(shí)的軸力并作軸力圖，安全系數(shù)、許用應(yīng)力的概念；能運(yùn)用軸向拉壓時(shí)桿的強(qiáng)度條件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)：材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能；理解彈性與塑性、比例極限、屈服極限、名義屈服極限、強(qiáng)度極限、延伸率、截面收縮率及拉壓彈性模量的概念，應(yīng)力集中和變形能的概念教學(xué)內(nèi)容：（1）了解工程實(shí)際中的軸向拉伸和壓縮問題。（2）掌握計(jì)算內(nèi)力的方法——截面法，能運(yùn)用截面法熟練計(jì)算軸向拉伸和壓縮時(shí)的軸力并作軸力圖。（3）理解橫截面上某點(diǎn)的應(yīng)力概念；了解求解拉壓桿橫截面上應(yīng)力的思路和步驟，會計(jì)算軸向拉壓桿橫截面上的應(yīng)力。（4）理解軸向拉壓時(shí)桿件變形的概念；掌握材料虎克定律和桿件虎克定律，會計(jì)算橫向應(yīng)變、縱向變形及應(yīng)變；理解彈性模量和泊松比的概念。（5）了解材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能；理解彈性與塑性、比例極限、屈服極限、名義屈服極限、強(qiáng)度極限、延伸率、截面收縮率及拉壓彈性模量的概念。（6）了解安全系數(shù)、許用應(yīng)力的概念；能運(yùn)用軸向拉壓時(shí)桿的強(qiáng)度條件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。（7）了解靜不定問題的概念和解法；能求解簡單拉壓靜不定問題。（8）了解應(yīng)力集中和變形能的概念。學(xué)時(shí)分配：課堂教學(xué)4學(xué)時(shí)，小班討論2學(xué)時(shí)第六章、剪切教學(xué)目的：使學(xué)生掌握桿件剪切變形形式和相關(guān)的強(qiáng)度的計(jì)算方法教學(xué)重點(diǎn)：剪切與擠壓的概念；剪切面、擠壓面的判斷教學(xué)難點(diǎn)：掌握聯(lián)接件剪切、擠壓強(qiáng)度的實(shí)用計(jì)算教學(xué)內(nèi)容：（1）了解工程實(shí)際中的剪切問題。（2）理解剪切與擠壓的概念；會判斷剪切面、擠壓面；掌握聯(lián)接件剪切、擠壓強(qiáng)度的實(shí)用計(jì)算。學(xué)時(shí)分配：課堂教學(xué)2學(xué)時(shí)第七章、扭轉(zhuǎn)教學(xué)目的：使學(xué)生掌握桿件扭轉(zhuǎn)變形形式和相關(guān)的強(qiáng)度、剛度理論和計(jì)算方法教學(xué)重點(diǎn)：用截面法求軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的扭矩并會作扭矩圖，圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和變形的計(jì)算；受扭圓軸進(jìn)行強(qiáng)度與剛度計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)：薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力；理解剪應(yīng)力互等定理；理解剪切虎克定律教學(xué)內(nèi)容：（1）了解工程實(shí)際中的扭轉(zhuǎn)問題。（2）會通過功率、轉(zhuǎn)速與外力偶矩的關(guān)系計(jì)算外力偶矩；能用截面法求軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的扭矩并會作扭矩圖。（3）了解薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力；理解剪應(yīng)力互等定理；理解剪切虎克定律。（4）掌握圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和變形的計(jì)算；會對受扭圓軸進(jìn)行強(qiáng)度與剛度計(jì)算。（5）了解極慣性矩的概念及計(jì)算；掌握實(shí)心與空心圓軸橫截面對其形心的極慣性矩的計(jì)算公式。學(xué)時(shí)分配：課堂教學(xué)4學(xué)時(shí)第八章、彎曲內(nèi)力教學(xué)目的：使學(xué)生掌握桿件彎曲變形形式和彎曲內(nèi)力的計(jì)算方法教學(xué)重點(diǎn)：剪力和彎矩的概念，計(jì)算梁上任一指定橫截面上的剪力和彎矩，并作剪力圖教學(xué)難點(diǎn)：剪力、彎矩和分布載荷集度間微分關(guān)系教學(xué)內(nèi)容：（1）了解工程實(shí)際中的彎曲問題。（2）理解剪力和彎矩的概念；能熟練計(jì)算梁上任一指定橫截面上的剪力和彎矩，并作剪力圖、彎矩圖；了解剪力、彎矩和分布載荷集度間微分關(guān)系。并能熟練地運(yùn)用此微分關(guān)系作剪力圖和彎矩圖。學(xué)時(shí)分配：課堂教學(xué)4學(xué)時(shí)第九章、彎曲應(yīng)力教學(xué)目的：使學(xué)生掌握桿件彎曲變形形式和的應(yīng)力分布規(guī)律及應(yīng)力計(jì)算理論教學(xué)重點(diǎn)：彎曲時(shí)橫截面上正應(yīng)力公式推導(dǎo)過程，梁的正應(yīng)力強(qiáng)度條件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)：靜矩、慣性矩的定義及平位移軸公式，常見截面梁的彎曲剪應(yīng)力教學(xué)內(nèi)容：（1）了解梁彎曲時(shí)橫截面上正應(yīng)力公式推導(dǎo)過程。（2）理解靜矩、慣性矩的定義及平位移軸公式，會計(jì)算簡單截面及組合截面的慣性矩。（3）能熟練運(yùn)用梁的正應(yīng)力強(qiáng)度條件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。（4）了解提高梁的強(qiáng)度的措施。（5）了解工程常見截面梁的彎曲剪應(yīng)力。學(xué)時(shí)分配：課堂教學(xué)4學(xué)時(shí)第十章、彎曲變形教學(xué)目的：使學(xué)生掌握桿件彎曲變形形式和相關(guān)的彎曲撓度、轉(zhuǎn)角和彎曲變形校核計(jì)算方法教學(xué)重點(diǎn)：撓度、轉(zhuǎn)角及撓曲線的概念；梁的撓曲線近似微分方程推導(dǎo)過程教學(xué)難點(diǎn)：積分法和疊加法計(jì)算梁的變形、梁的剛度條件并進(jìn)行剛度計(jì)算教學(xué)內(nèi)容：（1）了解工程實(shí)際中的彎曲變形問題。（2）理解撓度、轉(zhuǎn)角及撓曲線的概念；了解梁的撓曲線近似微分方程推導(dǎo)過程。（3）會用積分法和疊加法計(jì)算梁的變形。（4）掌握梁的剛度條件并進(jìn)行剛度計(jì)算。（4）了解用變形比較法來求解簡單超靜定梁。學(xué)時(shí)分配：課堂教學(xué)4學(xué)時(shí)，小班討論2學(xué)時(shí)考核方式總評成績=期末考試成績+期中考試成績+平時(shí)成績+實(shí)驗(yàn)成績期末成績占50%；期中成