《工程力学》B课程教学大纲.doc

工程力学课程教学大纲一、基本信息课程代码课程名称工程力学B课程类型专业基础课英文名称Engineering Mechanics（B）总学时48理论学时48实践学时学分3课程负责人姚文斌预修课程高等数学、大学物理适用对象环境工程专业课程简介（200字内）工程力学是为工程类专业开设的一门专业基础课，主要研究物体机械运动一般规律和构件承载能力的科学。其任务是：为简单结构的静力分析，构件的强度，刚度和稳定问题提供最基本的力学理论和计算方法。为后续有关专业课的教学打下良好的力学基础。 二、教学目标通过本课程的教学，应使学生对本课程的基本内容有较系统的理解，并能掌握基本概念、基本理论和基本方法。具体应达到下列要求：1能从简单机构或结构中选取分离体，画出受力图。2能对构件进行静力分析，并能正确确定约束力。3能正确应用截面法确定内力，并绘制简单内力图。对应力分析的方法有所了解。4正确掌握应力、应力状态、变形、位移、应变、强度、刚度、稳定性等基本概念，并能正确应用各种基本公式。5能分析和解决简单受力构件的强度、刚度、稳定性问题。6掌握复杂应力状态下构件强度基本理论。7掌握拉压、弯组合变形和弯、扭组合变形的强度计算。8了解交变应力、疲劳极限有关概念。三、教学内容与教学要求绪论内容要求：了解工程力学的任务，主要内容及研究方法。静力学篇1静力学的基本概念 受力图内容要求：了解力的概念：力的运动效应与变形效应。刚体与变形体。加减平衡力系原理，力的可传性及限制。了解平衡的概念：二力构件与二力平衡条件，三力平衡条件。掌握约束的概念与约束力分析：几种典型约束及相应的约束力。掌握静力分析的基本方法：分离体与受力图。重点：分离体的选取，典型约束和约束反力。难点：典型约束和约束反力。2平面汇交力系内容要求：了解平面汇交力系合成的几何法与平衡的几何条件。掌握平面汇交力系合成的解析法、平衡方程及其应用。重点：平面汇交力系合成的解析法、平衡方程及其应用。3力矩 平面力偶系内容要求：了解力对点之距、力偶和力偶矩的基本概念，掌握力偶的等效、力偶系的合成和平衡条件。重点：力偶的等效、力偶系的合成和平衡条件。难点：利用力偶平衡条件解题，约束反力方向的确定。4平面一般力系内容要求：理解力的平移定理。理解平面任意力系的简化及简化结果。掌握平面任意力系的平衡方程及应用。掌握简单物体系统平衡问题的解法，熟悉简单平面桁架的内力计算。重点：力线平移定理；求解平衡问题的方法步骤；平衡条件与平衡方程；灵活求解物系的平衡问题。难点：灵活求解物系的平衡问题。5摩擦内容要求：掌握静滑动摩擦力的计算，考虑摩擦的平衡问题计算；理解摩擦角及自锁的概念。重点：考虑摩擦的平衡问题计算；摩擦角及自锁的概念。难点：考虑摩擦的平衡问题计算。6空间力系 重心内容要求：理解力在空间坐标轴上的投影，力对轴之矩。掌握空间力系的平衡方程及其应用。了解重心的概念。重点：简单空间力系的计算。材料力学篇材料力学绪论内容要求：了解强度、刚度、稳定性的基本概念；理解变形固体的基本假设；了解构件四种基本变形形式。重点：变形固体的基本假设。1轴向拉伸和压缩内容要求：理解轴向拉伸与压缩的概念，许用应力概念，低碳钢和铸铁的力学性能；掌握截面法、轴力与轴力图，横截面和斜截面上的应力计算，虎克定律的应用，强度条件及其应用，一次静不定问题的求解。重点：截面法，轴力图的画法，强度条件及其应用。难点：超静定问题的求解。2剪切内容要求：了解剪切、挤压概念。掌握剪切面积，有效挤压面积及剪应力、挤压应力计算。会设计连接件尺寸与强度校核。重点：剪应力、挤压应力计算。难点：剪应力、挤压应力计算。3扭转内容要求：了解纯剪切变形、剪应变、剪应力互等定理及剪切胡克定律，圆轴扭转时横截面上的内力分析，圆轴扭转时的应力和强度、刚度计算。重点：圆轴扭转时的应力和强度、刚度计算。4弯曲内力内容要求：了解弯曲变形的基本概念，掌握剪力和弯矩的计算及剪力图和弯矩图的画法。重点：剪力图和弯矩图的画法。难点：剪力图和弯矩图的画法。5弯曲应力内容要求：了解构件弯曲变形，横截面上正应力、剪应力的分布规律。掌握惯性矩的计算，平行移轴公式的应用，构件弯曲变形时横截面上正应力与剪应力的计算方法及强度条件。重点：梁弯曲时的强度计算。难点：组合截面惯性矩的计算。6弯曲变形 静不定梁内容要求：了解弯曲变形，横截面的挠度、转角及挠曲线等基本概念。掌握积分法，叠加法计算梁的变形，梁的刚度校核，简单超静定梁计算。重点：叠加法求梁的变形，梁的刚度校核。7应力状态和强度理论内容要求：理解应力状态概念，主应力和主平面，掌握用解析法分析平面应力状态下一点处的应力，主应力和最大剪应力表达式，常用的四种强度理论，了解广义虎克定律。重点：主平面、主应力的概念，解析法分析平面应力状态下一点处的应力，四种强度理论的应用。难点：平面应力状态的分析，强度理论的应用。8组合变形构件的强度内容要求：理解组合变形研究思路，掌握拉压与弯曲组合变形计算，弯扭组合变形计算。重点：拉压与弯曲组合变形计算，弯扭组合变形计算。难点：弯扭组合变形计算。9压杆稳定内容要求：理解压杆弹性平衡稳定性的概念。掌握细长压杆的临界载荷欧拉公式、超过比例极限时压杆的临界力经验公式，临界应力总图。掌握压杆稳定性计算、提高压杆稳定性的措施。重点：压杆的稳定计算。难点：欧拉公式的适用范围中、小柔度杆的临界应力。四、实践内容1实验教学目的与要求实验是本课程的重要教学环节之一。通过实验能巩固和深刻理解工程力学的基本理论，掌握实验的基本操作技能和技巧，熟悉常用仪器的工作原理和方法，培养学生进行科学实验的能力。此外，通过对实验现象的观察、实验数据的分析和处理，可以提高学生分析问题和解决问题的能力。学生可在工程力学实验室完成实验，并按要求填写实验报告。每个实验后还配有关于实验现象的思考练习题，学生可通过完成这些练习题，进一步加深对实验现象及内容的了解。2实验项目的设置与要求序号项目名称实验内容实验学时实验要求实验类型每组人数1材料拉伸时的机械性质掌握液压式万能试验机的使用，测定低碳钢的屈服应力、强度极限、延伸率和断面收缩率，观察低碳钢拉伸过程中的各种现象。2必做验证682梁(纯弯曲)的正应力测定通过梁纯弯曲正应力电测实验,验证经过简化得出纯弯段横截面上正应力计算公式的正确性,并学会电测法的原理与方法。2选做验证683圆轴扭转实验掌握扭转试验机的工作原理及使用方法，测定低碳钢的剪切屈服极限和剪切强度极限。2必做验证684弯扭组合变形薄壁圆筒应力与内力的测定测定薄壁圆筒四个指定点上的主应力大小和主方向，同时测定指定截面上的3个内力，并与理论值比较。2选做综合235梁-桁架在不同约束条件下的内力测定测定梁-桁架混合模型在铰接、固接和有装配应力时各杆的内力。3选做设计236压杆稳定性试验理解理想压杆是实际压杆的一种抽象，并正确认识两者之间的联系与区别，观察压杆的失稳现象2选做设计23五、学时分配本课程计划52学时，其中讲课48学时。课程主要内容和学时分配见课程学时分配表。 课程学时分配表课程内容讲课习题课讨论课实验其他合计工程力学绪论22静力学基本概念22平面汇交力系22平面力偶系22平面一般力系44摩擦22空间力系22材料力学引言11轴向拉压527剪切22扭转426弯曲1010应力状态和强度理论44组合变形44压杆稳定22合计48452六、教学方法与手段本课程教学内容的选取应注意三个方面，一是精选内容以减少与己学课程大学物理的重叠现象；二是采用分层次和模块式的课程结构，授课内容安排由广而深，由易到难；三是新增目前工程上常用的新型材料的力学性能分析，与时代保持同步。 改革原有考试制度，使一成不变的闭卷式考试多样化。充分利用学校先进教学设备，开展形式多样化、生动、趣味化的教学方法。研制或引进课程的多媒体教学软件，采用多媒体课程教学。七、考核方式与要求课程考核内容为本大纲规定内容，期末考试方式为闭卷考试。课程总评成绩=30%平时成绩+70%期末考试卷面成绩。平时成绩由实验成绩（占10%）、课外作业成绩（占10%）和考勤（占10%）组成。八、推荐教材及教学参考书教 材：工程力学，北京科技大学、东北大学编著，高等教育出版社，1997。参考书：理论力学，哈尔滨工业大学理论力学教研室编著，高等教育出版社，2000。材料力学，刘鸿文编著，高等教育出版社，2001。大纲制定人： 大纲审定人：教研室主任： 系（部）主任： 制定日期：2013年月日