《工程力学B》教学大纲.docx

工程力学B教学大纲课程英文名Engineering Mechanics B课程代码01M0039学分4总学时64理论学时57实验/实践学时 7课程类别学科基础课课程性质选修先修课程高等数学、大学物理适用专业安全工程开课学院质量与安全工程学院一、课程地位与课程目标（-）课程地位工程力学是工科院校各专业必修的学科基础课，该课程对培养学生的工程意识与能力 有着极其重要的地位，是工程类学生的核心课程之一。（-）课程目标通过学习，要求学生掌握构件受力时的基本概念和分析研究方法，对工程中的力学问 题具备必要的知识，并能对杆件的强度、刚度和稳定性等问题具有一定的设计与计算能力， 并为后续课程做必要的准备。1 .理解力的概念；刚体的概念；静力学公理；约束与约束反力；物体的受力分析；受 力图；能够利用力系平衡条件，建立力的平衡方程，解决工程实际问题。2 .掌握工程实际中的轴向拉伸与压缩问题；轴向拉伸与压缩时的内力；横截面与斜截 面上的应力；拉伸与压缩时材料的力学性能；应力集中的概念；轴向拉伸与压缩时的变形; 失效、许用应力与强度计算；拉伸与压缩静不定问题；连接部分的强计算。并能够解决弯 曲、扭转及组合变形等复杂应力状态的实际工程问题。3 .理解压杆稳定的概念；细长压杆的临界力；欧拉公式的适用范围中小柔度杆的临界 应力；压杆的稳定计算与合理设计。4 ,掌握循环应力与疲劳破坏；S-N曲线与材料的疲劳极限；影响构件疲劳极限的主要 因素；对称循环应力下的疲劳强度计算。（三）思政教育目标1 .通过对工程力学B这门课的学习，可以培养具备力学基础理论知识、计算和试 验能力，能在各种工程（如机械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等） 中从事与力学有关的科研、技术开发、工程设计和力学教学工作的高级工程科学技术人才。2 .目前工程力学在各领域的应用愈发广泛，通过对工程力学基础知识的讲授，并有选 择性的介绍部分有代表性的新理念，使同学们了解工程力学领域的发展趋势，培养同学们 对于新形势下工程力学研究的新思想、新方法进行科学探索的创新精神。3 .通过展示我国改革开放以来在工程力学领域发展上取得的成绩，让同学们明白建国 70年以来的成就已充分证明了中国所选择的道路的正确性，要对我们所选择道路充满自 信。4 .通过讲授工程力学的历史和发展，了解中国在工程力学领域发展史上的地位和所做 的贡献，培养学生的爱国情怀，并为学生树立科学的世界观奠定基础。5,摒弃传统教学方式，在某些章节采用小组合作、PPT汇报等形式，让每一位同学更 好的参与到课程中，共同解决一些承压设备方面的复杂问题，培养学生团队协作精神。二、课程目标达成的途径和方法以课堂教学为主，结合自学、课堂讨论、课外作业、小组大作业等。课堂教学以ppt结合板书教学为主，理论和实践相结合。其中融入实际工程实例讲解, 提高学生的学习兴趣，使学生能够更加容易理解抽象的力学计算理论知识点，熟悉该课程 理论知识体系，形成良好的思维方式和学习方法。充分引入互动环节，提高教学效果。要求学生提高自学能力、布置适量的课外作业，有时可配合小组大作业的情况。三、课程目标与相关专业要求的对应关系课程目标毕业要求（支撑程度H、M、L）毕业要求1毕业要求4毕业要求7课程目标（1）HLM课程目标（2）HLM课程目标（3）HLL课程目标（4）HLL毕业要求分解指标点支撑权重毕业要求1：工程知识：能够将数 学、自然科学、工程基础和专业 知识用于解决安全工程领域的复 杂工程问题。1-2掌握工程图学、热工基础、 工程力学等工程基础知识，并能 用于解决安全工程领域的相关问 题。0.15四、课程主要内容及基本要求（-）课程主要内容静力学部分第一章静力学的基本概念，受力图力的概念；刚体的概念；静力学公理；约束与约束反力；物体的受力分析；受力图；第二章汇交力系工程中的汇交力系问题；汇交力系合成的几何法；汇交力系平衡的几何条件；汇交力 系合成的解析法；空间汇交力系平衡方程及其应用；第三章力偶系力对点的矩矢；力偶与力偶矩矢；力偶的等效；力偶系的合成与平衡条件；第四章平面一般力系工程中的平面一般力系问题；力线平移定理；平面一般力系向一点简化主矩与主矢； 简化结果分析 合力矩定理；平面一般力系的平衡条件与平衡方程；平面平行力系的平衡方 程；静定与静不定问题；物体系的平衡；摩擦平衡问题；第五章空间力系空间任意力系的简化；力对轴的矩；空间任意力系的平衡条件。第六章静力学专题桁架、摩擦和重心材料力学部分第七章绪论材料力学的研究对象；基本假设；外力与内力；正应力与切应力；正应变与切应变 第八章轴向拉伸与压缩工程实际中的轴向拉伸与压缩问题；轴向拉伸与压缩时的内力；横截面与斜截面上的 应力；拉伸与压缩时材料的力学性能；应力集中的概念；轴向拉伸与压缩时的变形；失效、 许用应力与强度计算；拉伸与压缩静不定问题；连接部分的强计算。第九章扭转工程实际中的扭转问题；动力传递与扭矩；切应力互等定律与剪切胡克定律；扭转时 的内力；圆轴扭转时的应力与变形；圆轴扭转时的强度与刚度计算；非圆截面轴的扭转介 绍。第十章弯曲内力工程实际中的弯曲问题；剪力与弯曲；剪力图与弯矩图；剪力、弯矩和分布载荷集度 间的关系；非均布载荷梁的剪力与弯矩。第十一章弯曲应力梁弯曲时的正应力；惯性矩的计算；对称梁弯曲时的切应力；梁弯曲时的强度计算； 梁的合理强度设计；双对称截面梁的非对称弯曲；弯拉（压）组合。第十二章弯曲变形工程实际中的弯曲变形问题；梁的挠曲线近似微分方程；用积分法求梁的变形；用叠 加法求梁的变形；梁的刚度校核；静不定梁第十三章应力状态分析应力状态的概念；平面应力状态分析；极值应力与主应力；复杂应力状态下的最大应 力；空间应力状态；广义胡克定律。第十四章 复杂应力状态下的强度问题关于断裂的强度理论，关于屈服的强度理论；弯曲扭转组合与弯拉（压）扭组合；承 压薄壁圆筒的强度计算。第十五 章 压杆的稳定压杆稳定的概念；细长压杆的临界力；欧拉公式的适用范围中小柔度杆的临界应力; 压杆的稳定计算与合理设计。第十六章疲劳强度问题循环应力与疲劳破坏；S-N曲线与材料的疲劳极限；影响构件疲劳极限的主要因素； 对称循环应力下的疲劳强度计算。（二）课程的基本要求静力学部分掌握力、刚体的概念，理解静力学公理，熟练掌握约束与约束反力的确定、能正 确的对物体进行受力分析和受力图绘制；掌握汇交力系、力偶系、平面一般力系的力的合成方法，掌握各种力系和物体系统的 平衡问题的求解；基本掌握空间力系的平衡问题的求解方法。与毕业要求的对应关系通过学习静力学基本知识，培养学生对物体进行受力分析，解决物体平衡问题。为后 期正确认识工程对于客观世界和社会的影响打好基础。材料力学部分掌握将杆类构件简化为计算简图的方法；掌握直杆在常见载荷作用下的变形形式，并 能熟练地分析杆件的内力，绘制相应的内力图；熟练掌握杆件在基本变形下的应力计算方 法，掌握杆件变形的计算方法；熟练掌握杆件在基本变形下的强度计算方法，掌握杆件刚 度的计算方法。了解一次静不定问题（拉、压、扭转和弯曲）的求解方法；掌握应力状态理论和强度 理论；掌握组合变形下的强度计算；掌握计算简单压杆的临界载荷和临界应力，掌握简单压杆的稳定校核问题。了解交变应力下材料的破坏特性；了解材料的各种基本力学性能，了解电测实验应力 分析的基本原理和方法。通过学习杆件在几种基本变形下的内力分析、强度计算，以及复杂应力作用下的强度 计算、压杆稳定、断裂疲劳等知识，培养学生职业和行业的生产、设计、研究与开发、环 境保护以及可持续发展等方面的方针、政策和法律、法规，能正确认识工程对于客观世界 和社会的影响。五、课程学时安排章节号教学内容学时 数学生任务（作业、自学、讨 论等任务要求）对应课程 目标第一章静力学的基本概念，受力图4完成章节后作业课程目标1第二章汇交力系2完成章节后作业课程目标1第三章力偶系2完成章节后作业课程目标1第四章平面任意力系4完成章节后作业课程目标1第六章静力学专题4安排静力学专题讨论课程目标1第七章材料力学绪论2预习材力内容，完成作业课程目标2第八章轴向拉伸与压缩4完成章节后作'也，实验1课程目标2第九章扭转4完成章节后作业，实验2课程目标2第十章弯曲内力4完成章节后作业课程目标2第十一章弯曲应力6完成章节后作业，实验3课程目标2第十二章弯曲变形4完成章节后作业课程目标2第十三章应力状态分析6完成章节后作业课程目标2第十四章复杂应力状态强度问题5完成章节后作业，实验4课程目标2第十五章压杆稳定问题4完成章节后作业课程目标3第十六章疲劳强度问题2课程大讨论课程目标4六、实践环节及基本要求序号实验项目学时基本要求学生任务实验 性质实验 类别1金属材料拉伸实验2测定低碳钢的弹性模量E；测定低碳钢的力学性能实验报告验证必做2金属材料扭转实验1测定低碳钢的扭转的弹 性模量G测定金属材料扭转时的 变形性能实验报告验证必做3弯曲正应力实验2测定梁在纯弯曲下的弯 曲正应力分布规律；实验报告验证必做4弯扭组合变形实验2测定梁在弯扭组合变形 下应力分布规律实验报告验证必做5两种不同材料组成 的胶接叠梁的弯曲 实验2测定由两种不同材料组 成的胶接叠梁正应力分 布规律实验报告验证选修七、考核方法及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、课堂讨论发言、平时 作业、实验等实验10%,到课率、课 堂表现、平时作业20%30%期末考核闭卷考核各知识点的基本概 念及实际应用70%考核类别考试成绩登记方式百分制八、推荐教材与主要参考书推荐教材：(1)工程力学(静力学与材料力学)单辉祖、谢传锋，高等教育出版社2004.1(2)材料力学实验，张竞等编，中国计量学院内部编印主要参考书：(1)工程力学，原方，清华大学出版社，2006.1(2)简明工程力学教程，范本隽等，科学出版社，2005.3(3)工程力学，赵卫兵等，电子科技大学出版社，2016.5