《工程力學Ⅱ 》課程教學大綱

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1、《工程力學II》課程教學大綱 課程編號：01120120 英文名稱：Engineering Mechanics 課程類別：必修課 課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課 授課專業(yè)（考試、考查）：材料物理、材料成型專業(yè)（考試） 學時：90 學分：4.5 實驗學時： 課內(nèi)上機學時： 預修課程：《高等數(shù)學》、《工程制圖》、《物理學》。 課程內(nèi)容： 本課程的主要任務(wù)是使學生掌握質(zhì)點、質(zhì)點系和剛體平衡的基本規(guī)律和分析方法, 明確桿件的內(nèi)力、應(yīng)力、應(yīng)變、強度、剛度和穩(wěn)定性等基本概念，掌握必要的基 礎(chǔ)知識、一定的分析計算能力和初步的試驗?zāi)芰?。為學習有關(guān)的后繼課程打好必 要的基礎(chǔ)，并為將來學習和掌握新的

2、科學技術(shù)創(chuàng)造條件；初步學會利用工程力學 的理論和方法分析、解決一些工程實際問題，結(jié)合本課程的特點，培養(yǎng)學生的辯 證唯物主義世界觀。 《工程力學》課程教學大綱 學時數(shù)：90 學分數(shù)：4.5 開課學期：第3學期 課程類別：必修課 課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課 一、 課程的性質(zhì)和目的 《工程力學》是高等學校工學科類本科的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課。在許多工 程技術(shù)領(lǐng)域中有著廣泛的用。本課程的任務(wù)是使學生對工程中桿件的平衡，強度， 剛度和穩(wěn)定性問題具有明確的基本概念，必要的基礎(chǔ)知識和初步的計算能力，從 而使學生能對簡單工程實際問題進行定性和定量的力學分析。 二. 課程的教學內(nèi)容 第I章、緒

3、論 基本內(nèi)容和要求： -了解工程力學的研究對象、目的、內(nèi)容：靜力學和材料力學； -受力分析，平衡規(guī)律介紹； -內(nèi)力和外力、剛度、強度和穩(wěn)定性概念介紹； -了解變形固體的基本假設(shè)，桿件變形的四種基本形式，理解構(gòu)件的承載 能力的概念。 教學重點： 1、 了解內(nèi)力、應(yīng)力和應(yīng)變的概念； 2、 掌握內(nèi)力的計算、截面法的概念。 教學難點：截面法的運用。 第2章、物體的受力分析 基本內(nèi)容和要求： -理解靜力學基本概念和公理； 2、 理解約束和約束反力概念，掌握常見約束反力的畫法； 3、 掌握物體及物體系受力圖的畫法。 教學重點： ?約束的性質(zhì)； -物體系受力圖的畫法。

4、 教學難點：物體系受力圖的畫法。 第3章、基本力系 基本內(nèi)容和要求： 1、 匯交力系合成與平衡的解析法：理解力在直角坐標軸上的投影和合力投影定 理； 2、 理解力矩的概念和合力矩定理，理解力偶的概念、性質(zhì)，掌握力偶系的合成 與平衡條件。 教學重點： -平衡問題的解析法； ?力矩的計算和力偶的性質(zhì)。 教學難點：力矩的計算和力偶的性質(zhì)。 第4章、一般力系 基本內(nèi)容和要求： -理解力的平移定理，理解平面任意力系的簡化方法及簡化結(jié)果； -掌握平面任意力系的平衡方程及應(yīng)用； -了解靜定和超靜定的概念，掌握簡單物體系統(tǒng)平衡問題的解法； -了解考慮摩擦時平衡問題的解法。 教

5、學重點： ?平面M意力系的平衡方程； -物體系統(tǒng)的平衡分析和計算。 教學難點：物體系統(tǒng)的平衡。 第5章、空間力系 基本內(nèi)容和要求： -了解空間任意力系的平衡方程； -了解空間平衡問題的解法和思路。 教學重點：空間任意力系的平衡方程。 教學難點：空間力的投影計算和力矩計算。 第6章、軸向拉伸、壓縮與剪切 基本內(nèi)容和要求： -理解軸向拉伸與壓縮的概念，掌握截面法、軸力與軸力圖； -掌握軸向拉伸與壓縮時的應(yīng)力計算，掌握橫截面和斜截面上的應(yīng)力計算， 掌握虎克定律； -了解材料在拉壓時的力學性能，理解低碳鋼和鑄鐵的力學性能； -掌握拉壓桿的強度計算，理解許用應(yīng)力概念，掌握

6、強度條件及其應(yīng)用； -掌握拉伸、壓縮超靜定問題的分析思路和方法； -介紹拉壓與剪切應(yīng)變能的計算和應(yīng)力集中的概念； -理解剪切和擠壓的概念，掌握剪切和擠壓的實用計算。 教學重點： ?軸向拉伸與壓縮時橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力； -軸向拉伸或壓縮時的變形； ?胡克定律。 教學難點：靜不定問題及其求解思路和方法. 第7章、圓軸扭轉(zhuǎn) 基本內(nèi)容和要求： 1、 理解圓軸扭轉(zhuǎn)的概念，扭矩和扭矩圖，掌握扭矩和扭矩圖的計算和畫法; 2、 掌握圓軸扭轉(zhuǎn)時橫截面上的應(yīng)力計算和強度條件及其應(yīng)用； 3、 掌握圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形計算和剛度條件及其應(yīng)用； -簡單介紹非圓截面軸扭轉(zhuǎn)及薄壁桿扭轉(zhuǎn)。 教學

7、重點： -圓軸'2轉(zhuǎn)時的應(yīng)力和強度計算； 2、 扭轉(zhuǎn)時的變形和剛度計算。 教學難點：圓軸扭轉(zhuǎn)時的扭矩正負規(guī)定與應(yīng)力分布規(guī)律。 第8章、彎曲內(nèi)力 基本內(nèi)容和要求： -理解平面彎曲的概念，掌握剪力和彎矩的計算、剪力方程和彎矩方程的 建立方法； -理解剪力圖和彎矩圖的概念，掌握彎矩、剪力與載荷集度間的關(guān)系，熟 練繪制剪力圖和彎矩圖； 3、 介紹剛架和平面曲桿的內(nèi)力計算方法和彎矩圖的畫法。 教學重點： -彎曲鬲剪力和彎矩及其計算方法； -剪力圖和彎矩圖的畫法； 教學難點：利用載荷集度、剪力和彎矩間的微分關(guān)系的幾何意義直接繪制剪力圖 和彎矩圖。 第9章、彎曲應(yīng)力和強度

8、基本內(nèi)容和要求： ?截面幾何性質(zhì)； -掌握梁彎曲時橫截面正應(yīng)力分布與計算，掌握梁的強度條件及其應(yīng)用； -了解橫截面切應(yīng)力計算方法； -介紹提高彎曲梁強度的措施。 教學重點：梁在純彎曲時的正應(yīng)力計算，梁的強度條件及其應(yīng)用。 教學難點：脆性材料梁彎曲時危險截面的判斷和強度分析。 第1()章、梁的變形 基本內(nèi)容和要求： -掌握撓度和轉(zhuǎn)角的兩種計算方法：積分法和疊加法； -理解提高彎曲梁強度和剛度的措施； -了解簡單超靜定梁的分析方法。 教學重點：梁的撓曲線近似微分方程，用積分法、疊加法求梁的撓度和轉(zhuǎn)角。 教學難點：積分法計算梁撓度時積分邊界條件的確定。 第11章、應(yīng)力和應(yīng)

9、變分析、強度理論 基本內(nèi)容和要求： -理解應(yīng)力狀態(tài)、主應(yīng)力和主平面概念； -熟練掌握平面應(yīng)力狀態(tài)下應(yīng)力、應(yīng)變計算方法，熟練計算主應(yīng)力； -理解應(yīng)力圓概念和畫法，掌握三向應(yīng)力狀態(tài)下的最大應(yīng)力計算方法； -理解廣義虎克定律，E、G、m之間的關(guān)系； -掌握常用的四個強度理論及其應(yīng)用。 教學重點： -應(yīng)力狀態(tài)、主應(yīng)力和主平面的概念，； -主應(yīng)力和最大剪應(yīng)力的解析法計算； -四種常用強度理論及其應(yīng)用。 教學難點：應(yīng)力狀態(tài)概念、應(yīng)力圓的概念和畫法。 第12章、組合變形 基本內(nèi)容和要求： -理解拉壓與彎曲組合變形概念，理解組合變形研究思路； -掌握拉壓與彎曲組合變形計算方法，

10、掌握彎扭組合變形計算方法。 教學重點：彎扭組合時的強度計算問題。 教學難點：求解扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合的原理和方法。 第13章、壓桿穩(wěn)定 基本內(nèi)容和要求： 1、 壓桿穩(wěn)定性概念，兩端餃支細長壓桿臨界載荷的歐拉公式，兩端非釵支細長 壓桿的臨界載荷； 2、 長度系數(shù)與柔度，歐拉公式的應(yīng)用范圍，中柔度桿臨界應(yīng)力的經(jīng)驗公式，臨 界應(yīng)力總圖； -壓桿穩(wěn)定性計算，提高壓桿穩(wěn)定性的措施； -介紹提高壓桿穩(wěn)定性的措施。 教學重點：壓桿穩(wěn)定性概念，壓桿臨界力計算的歐拉公式，壓桿穩(wěn)定性校核。 教學難點：用安全系數(shù)法進行壓桿穩(wěn)定性校核。 第14章、動載荷 基本內(nèi)容和要求： -理解動載荷的概述

11、； ?掌握動靜法的應(yīng)用，掌握能量法計算桿件受沖擊時的應(yīng)力和變形。 教學重點：動靜法的應(yīng)用，自由落體沖擊載荷下的動應(yīng)力和變形。 教學難點：自由落體沖擊載荷下的動應(yīng)力和變形。 第15章、交變應(yīng)力與疲勞失效 基本內(nèi)容和要求： -理解交變應(yīng)力與疲勞失效的概念； ?掌握 應(yīng)力比，S-N曲線，持久極限及其影響因素等； -了解提高疲勞強度的主要措施。 教學重點：交變應(yīng)力與疲勞失效的概念，持久極限及其影響因素。 教學難點：用安全系數(shù)法對構(gòu)件疲勞強度進行計算。 第16章、能量方法 基本內(nèi)容和要求： ,能量法的概念和分析方法介紹； -桿件應(yīng)變能的計算，外力功與應(yīng)變能的一般表達式； -

12、卡氏第二定理，單位載荷法、莫爾積分。 教學重點：應(yīng)變能的概念、卡氏第二定理和單位載荷法。 教學難點：利用單位載荷法計算結(jié)構(gòu)位移。 第17章、超靜定結(jié)構(gòu) 基本內(nèi)容和要求： -超靜定結(jié)構(gòu)概述； ?用力法分析靜不定問題（內(nèi)靜不定問題和外靜不定問題），對稱與反對稱 靜不定問題分析。 教學重點：用力法分析靜不定問題。 教學難點：對稱與反對稱靜不定問題分析 三、 課程教學的基本要求 1. 課堂授課 教學方法采用：以課堂教學為主；安排一定學時組織學生自學和課堂討論，并 至少安排二個單元課外時間觀看錄像和多媒體課件。軸向拉壓、圓截面軸的扭轉(zhuǎn)、 彎曲正應(yīng)力三個實驗。 2. 作業(yè)方

13、面 作業(yè)習題隨堂布置，習題數(shù)量隨教學內(nèi)容而定，定期講解作業(yè)問題，以便結(jié)合習 題鞏固和深化所學內(nèi)容。答疑每周至少一單元時間。 3. 考核方式 本課程的考核方式以閉卷考試為主，題型有名詞解釋、填空題、選擇題、判斷題、 簡答題和計算題等。統(tǒng)一出題，統(tǒng)一閱卷，統(tǒng)一評分。百分制打分，平時成績可 占 20% o 四、 課程學時分配 講課內(nèi)容 學時 1 ＞緒論 2 2、基本概念、物體的受力分析 4 3、簡單力系 4 4、平面任意力系 8 5、空間力系 2 6、軸向拉伸、壓縮與剪切 1() 7、扭轉(zhuǎn) 6 8、彎曲內(nèi)力 6 9、彎曲應(yīng)力和強度 10 10、

14、彎曲變形 4 11、應(yīng)力和應(yīng)變分析、強度理論 8 12、組合變形 4 13、壓桿穩(wěn)定 4 14、動載荷 4 15、交變應(yīng)力 2 16、能量方法 4 17、超靜定結(jié)構(gòu) 4 18、機動 4 合計 90 五、建議教材與教學參改書 1 .浙江大學.《理論力學》.高等教育出版社,2005年4月 2 .范欽珊，施燮琴，孫汝劫.《工程力學》.高等教育出版社,2003年8月 3 .劉鴻文.《材料力學》.高等教育出版社，2004年1月 4 .馮軍剛，陳滿國，李軍強，張光偉.《理論力學》.陜西科學技術(shù)出版社， 制訂者（簽字）：校對者（簽字）: 審定者（簽章）：批準者（簽章）: