《工程力学B》教学大纲（本科）.docx

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1、工程力学B教学大纲课程英文名Mechanics of Engineering B课程代码A0817K01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限选先修课程高等数学，大学物理适用专业机械电子工程，热能与动力工程开课学院机电工程学院执笔人审定人制定时间2018年5月一、课程地位与课程目标（一）课程地位工程力学是工科院校各专业必修的技术基础课，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。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

2、计与计算能力，并为后续课程做必要的准备。（二）课程目标（1）理解工程力学的基本概念，明确认识静力学和材料力学的基本分析方法；（2）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。（3）掌握直杆在常见载荷作用下的变形计算方法，熟练掌握杆件的内力分析方法，能绘制相应 的内力图；计算简单压杆的临界载荷和临界应力，并能对简单压杆进行稳定校核；常用材料的基 本力学性能；了解电测实验应力分析的基本原理和方法。（4）熟练掌

3、握杆件的应力计算方法与强度计算方法，掌握杆件变形计算和刚度计算方法；掌握 求解一次静不定问题（拉、压、弯曲）；应力状态理论和强度理论，掌握组合变形下的强度计算 方法；掌握压杆稳定性的计算方法。二、课程目标达成的途径与方法工程力学B课程教学以课堂教学为主，结合自主学习和实验教学，培养学生具备工程力学问 题的必要知识，并对静力学的基本概念，受力分析，杆件在各种变形时的强度、刚度和稳定性问 题有明确的基本概念、一定的计算能力以及初步的分析能力和实验能力，为解决工程技术问题提 供必要的建模及分析计算基础。（1）课堂教学主要讲述静力学和材料力学的基本概念，基本原理、建模和计算方法。结合实际 课程内容，将

4、机械工程中静力学和材料力学的实例融入理论教学中，使学生能够更加容易理解抽 象的理论知识，形成良好的思维方式和学习方法。（2）针对某些较为容易或和实际应用联系密切的知识点，列出部分内容作为学生自主学习环节,训练，培养学生自主学习意识和解决工程问题的能力。（3）设计验证性、设计性实验，采用实验教学方式，训练实验技能，培养理论知识的应用能力、 实验数据分析、判断和处理能力。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对课程归属专业毕业要求的支撑程度毕业要求1毕业要求2课程目标（1）M/课程目标（2）/M课程目标（3）H/课程目标（4）/H注：1.支撑强度分别填写H、M或L （其中H表示支撑程

5、度高、M为中等、L为低）;2 毕业要求须根据课程所在专业培养方案进行描述。四、课程主要内容与基本要求知识点主要内容基本要求静力学的基本概念，受力图力的概念；刚体的概念；静力学公理L1约束与约束反力；物体的受力分析；受力图L3汇父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L2汇交力系合成的解析法；空间汇交力系平衡方程及其应 用L2力偶系力对点的矩矢；力偶与力偶矩矢；力偶的等效L2力偶系的合成与平衡条件L3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；L2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

6、的平衡方程L3静定与静不定问题；物体系的平衡；摩擦平衡问题；L1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L1材料力学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L1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L2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L3连接部分的强计算L2知识点主要内容基本要求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L2圆轴

7、扭转时的应力与变形；圆轴扭转时的强度与刚度计 算L3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L3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L1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L2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L3弯拉（压）组合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L1用叠加法求梁的变形；梁的刚度校核；静不定梁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L3空间应力状态；广义胡克定律L2复杂应力状态下的强度问题关于

8、断裂的强度理论，关于屈服的强度理论L1弯曲扭转组合与弯拉（压）扭组合L3承压薄壁圆筒的强度计算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L2压杆的稳定计算与合理设计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L1基本要求：L1-理解，L2-掌握，L3-熟练掌握五、课程学时安排章节 号教学内容学时 分配学生任务对应课 程目标作业要求自学要求讨论11-1静力学基本概念1-2约束与约束反力1-3受力图21-11-21-31-4温习高中物理知 识，预习约束力 的性质课程目标122-1汇

9、交力系的合成2-2汇交力系平衡条件22-22-62-7预习力系的合成课程目标133-1力对点之矩矢3-2力对轴的矩3-3力偶矩矢23-23-4预习力偶系课程目 标23-4力偶的等效条件 和性质3-5力偶系的合成3-6力偶系平衡条件23-53-8课程目 标344-1力线平移4-2平面任意力系向一 点简化4-3平血任意力系平衡 条件24-44-6预习平面一般力 系课程目 标24-4刚体系的平衡4-5静定与静不定问题24-164-20课程目 标255-1空间任意力系的简化5-2空间力系的平衡方程25-256预习空间任意力 系静力学 问题的 讨论与 交流课程目 标2课程目标166-1桁架6-2摩擦6-

10、3重心26-36 66-15复习静力学课程目标1课程目 标277-1材料力学研究对象7-2材料力学基本假设7-3外力与内力7-4正应力与切应力7-5正应变与切应变27-17-27-3预习材料力学绪 论课程目 标38 8-1引言 8-2轴力与轴力图 8-3拉压杆的应力与圣 维南原理 8-4材料在拉伸与压缩 时的力学性能28-18-2预习截面法，内 力图的求解课程目 标28-5应力集中的概念8-6失效、许用应力与 强度条件28-58-98-11课程目 标2 8-7胡克定律与拉压杆 变形8-8简单拉压静不定问 题28-198-208-268-27预习简单拉压静 不定问题课程目 标2 8-9连接部分强

11、度计算8-10应变能的概念28-328-338-34预习连接部分强 度校核拉压问 题的结 论讨论课程目 标399-1引言 9-2动力传递与扭矩 9-3切应力互等定理与 剪切胡克定理9-4圆轴扭转时的应力 9-5极惯性矩与抗扭截 面系数29 49-79-8预习扭转课程目 标29-6圆轴扭转时的强度 条件9-7圆轴扭转时的变形 与刚度计算29-169-179-18预习扭转变形计 算和刚度分析课程目 标41010-1引言10-2梁的计算简图10-3剪力与弯矩210-110-2复习截面法，预 习弯曲内力课程目 标2, 310-4剪力、弯矩方程与 剪力、弯矩图 10-5剪力、弯矩和分布 载荷集度间的关系

12、210-310-410-510-6课程目 标211 11-3惯性矩与平行轴定 理 11-1引言对称弯曲正应力 11-4对称弯曲切应力211-111-2116预习弯曲应力课程目 标211-5梁的强度条件11-6梁的合理强度设计211-1411-17弯曲内 力问题 的结论 与讨论课程目 标4 11-7双对称截面梁的非 对称弯曲 11-8弯拉（压）组合211-2211-2311-25预习弯拉组合变 形，复习应力公 式课程目标11212-1引言 12-2挠曲线近似微分 方程 12-3计算梁位移的积 分法212-112-212-3预习弯曲变形课程目标1 12-4计算梁位移的叠 加法 12-5简单静不定梁

13、 12-6梁的刚度条件与 合理刚度设计212-812-1512-1812-19预习弯曲刚度校 核和静不定问题弯曲变 形问题 的讨论课程目 标213 13-1引言13-2平面应力状态分析 13-3极值应力与主应力213-113-7预习主应力的求 解课程目 标2, 3 13-4复杂应力状态的最 大应力 13-5广义胡克定律213-1213-14预习广义胡克定 律课程目 标21414-1引言 14-2关于断裂强度理论14-3关于屈服强度理论214-514-1614-18预习强度理论课程目 标414-4薄壁圆筒强度问题 14-5弯扭组合与弯拉 （压）扭组合214 6 14-8 14-12 14-13预

14、习组合变形组合变 形讨论课程目 标415 15-1稳定性概念 15-2临界载荷欧拉公式 15-3中、小柔度杆的临 界应力215-215415-7预习压杆稳定性课程目 标3 15-4压杆稳定条件与 合、理设计215-1415-15杆件组合变形强度问题 的综合分析与总结1复习基本变形课程口 标4六、实践环节及基本要求序 号实验项目学时基本要求实验 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；验证必做4弯扭组合变形

15、实验2测定梁在弯扭组合变形下应力分布规 律验证必做实验学时7学时注：1 .实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。七、考核方式及成绩评定考核形式考核内容评定标准占比过程考核考核课堂教学各知识点的复习程度、听 课效果和掌握熟练度。以点验到课率，课堂互动回答问题等形 式，检验学生学习态度。中国计量学院学生课 程平时成绩考核细则20%期末考核考核各知识点的基本概念、机构设计基 本方法、特性分析、设计方法。题型为 填空、判断和计算等。试卷参考答案和评分 标准70%课内实验考核各知识点的实际应用情况，通过学 习测量、分析和处理实验数据方法等实 验技能。以实验报告形式，验证

16、知识点 理论上的正确性。实验报告10%考核类别考试成绩登记方式百分制八、课程目标达成度评价方法课程目标教学环节成绩评定课程目标1讲授作业Aio期末考试Bi。实验一实验成绩Cio目标达成度 l=(O.2/l)*Ai/Aio+(O.7/l)*Bi/Bio+(O.l/l) *Ci/C10)课程目标2讲授作业A2o期末考试B2o实验二实验成绩C2o目标达成度 2=(O.2/1)*A2/A2o+(O.7/1) *B2/ B2o+(O.1/1) *C2/ C20)课程目标3讲授作业A30期末考试B3o实验三实验成绩C3o目标达成度 3=(O.2/1)*A3/A3o+(O.7/1) *B3/ B30+(0.

17、1/l) *C3/ C3o)课程目标3讲授作业A4o期末考试B4o实验三实验成绩C40目标达成度 3=(O.2/1)*A4/A4o+(O.7/1) *B B4o+(O.1/1) *C C4o)九、推荐教材与主要参考书推荐教材：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工程力学（I）范钦珊、王琪主编，高等教育出版社2002,6材料力学实验指导书，张竞，中国水利水电出版社2010.7主要参考书：工程力学，原方，清华大学出版社，2006,1简明工程力学教程，范本隽等，科学出版社，2005,3附件一、作业评分标准表考核内容A (90-100)B (80-89)C (70-7

18、9)D (60-69)E (60)知识及概念 掌握程度 （权重30%）知识及概念 掌握全面，运 用得当知识及概念 掌握较全 面，能正确运 用知识及概念 掌握较全面， 能够运用，但 没有考虑约 束条件知识及概念 掌握程度一 般,并不能正 确运用没有掌握知 识及概念，不 会运用公式解题过程的 正确性、完整 性（权重70%）解题过程正 确、完整，逻 辑性强，答案 正确率超过 90%,书写清 晰解题过程较 正确、完整， 逻辑性较强， 答案正确率 超过80%,书 写清晰解题过程较 基本正确、完 整，答案正确 率超过70%解题过程中 存在错误，答 案正确率超 过60%解题过程错 误且不完整， 答案正 确率

19、低于 60%二、实验考核标准表考核内容A (90-100)B (80-89)C (70-79)D (60-69)E (60)现场操作流试验操作流试验操作流试验操作流试验操作流试验操作流程熟练性程正确、熟练程基本正确、程基本正确、程正确性失程错误，不熟(权重40%)程度高熟练程度较 高会有小失误， 熟练程度尚 可误较多，不够 熟练练，实验原理 和目的不清试验结果正试验结果正试验结果较试验结果较试验结果合试验结果不确性和试验确，完整，数合理、完整，合理、完整性理、完整性欠合理，存在明报告规范性据分析合理，数据分析较欠缺，数据分缺，数据分析显错误，数据(权重60%)试验报告书 写规范、内容 清晰合理

20、，试验报 告书写较规 范、内容较清 晰析不够合理， 试验报告书 写较清晰不合理，试验 报告书写不 够规范、清晰分析错误，试 验报告书写 不规范、不清 晰三、课程试卷设计方案序号课程目标，考察点占比期末期末备注1理解工程力学的基本概 念，明确认识静力学和材 料力学的基本分析方法；工程力学的基本概念和 基本原理杆件在各种变形时的强 度、刚度和稳定性问题的 基本概念常用材料的基本力学性 能20%题型：填空题、选择题 难度分为：容易、中等 偏易、中等偏难三个等 次，其比例构成近似为 30： 40： 302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

21、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 系的平衡问题的求解；基 木掌握空间力系的平衡问 题的求解方法。空间力系的平衡问题的 求解约束与约束反力的确定 受力分析和受力图绘制 汇交力系、力偶系、平面 一般力系的力的合成20%题型：选择题、计算题 难度分为：容易、中等 偏易、中等偏难三个等 次，其比例构成近似为 30： 40： 303掌握直杆在常见载荷作用 下的变形计算方法，熟练 掌握杆件的内力分析方 法，能绘制相应的内力图； 计算简单压杆的临界载荷 和临界应力，并能对简单 压杆进行稳定校核；常用 材料的基本力学性能；了 解电测实验应力分析的基 本

22、原理和方法。绘制内力图、计算简图 杆类变形计算方法和内 力分析方法简单压杆的临界载荷和 临界应力简单压杆的稳定校核30%题型：计算题难度分为：容易、中等 偏易、中等偏难、难四 个等次，其比例构成近 似为 10： 40： 20： 304熟练掌握杆件的应力计算 方法与强度计算方法，掌 握杆件变形计算和刚度计 算方法；掌握求解一次静 不定问题（拉、压、弯曲）； 应力状态理论和强度理 论，掌握组合变形下的强 度计算方法；掌握压杆稳 定性的计算方法。杆件的应力计算和强度 计算杆件的变形计算和刚度 计算一次静不定问题应力状态强度和强度理 论组合变形下的强度计算 动载荷状态夏的强度计 算30%题型：计算题难度分为：容易、中等 偏易、中等偏难、难四 个等次，其比例构成近 似为 10： 40： 20： 30