工程力學(xué)教學(xué)大綱(湖大出版社)

1、工程力學(xué)課程教學(xué)大綱 課程編號(hào)： 040003 學(xué) 時(shí)： 52 學(xué)分： 4 適用專業(yè)： 機(jī)械類及其相近專業(yè) 考核要求： 考試 使用教材及主要參考書： 劉小群主編，工程力學(xué)，湖南大學(xué)出版社，2007年顧曉勤主編，工程力學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社，2005年 西安交通大學(xué)主編，理論力學(xué)，高等教育出版社，1986年 劉鴻文主編，材料力學(xué)，高等教育出版社，1992年 一、課程的性質(zhì)和任務(wù) 1 、性質(zhì)：工程力學(xué)是機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。 是一門理論性、系統(tǒng)性較強(qiáng)課程 。 2、任務(wù)：工程力學(xué)的任務(wù)是使學(xué)生掌握物體的受力分析、運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力分析的方法和技能；掌握構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的基本概念及初步計(jì)算，

2、 能對簡單工程問題進(jìn)行定性分析 ，為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程和從事專業(yè)工作打下必要的理論基礎(chǔ)。 二、教學(xué)目的與要求 1）牢固掌握本課程各物理量的概念。 2）掌握靜力學(xué)的基本概念和公理。 3）掌握約束及約束反力性質(zhì)，能從簡單物體系中選取研究對象，正確畫出受力圖。 4）能熟練地計(jì)算力在軸上的投影，力對點(diǎn)、力對軸之矩，正確理解力和力偶的性質(zhì)及對物體的作用效應(yīng)。 5）掌握平面力系的合成及平衡條件，并能熟練地運(yùn)用平衡方程求解物體和簡單物體系的平衡問題。 6）掌握等直桿在荷載作用下的基本變形及組合變形。 7）掌握等直桿四種基本變形的內(nèi)力分析，并能熟練地繪制內(nèi)力圖。 8）掌握軸向拉伸和壓縮、剪切和擠壓、圓軸扭轉(zhuǎn)、直

3、梁彎曲等強(qiáng)度和 變形計(jì)算； 9）能運(yùn)用強(qiáng)度、剛度、條件和強(qiáng)度理論對等直桿進(jìn)行截面設(shè)計(jì)或校核。 10）初步了解材料的機(jī)械性能。 三、建議學(xué)時(shí)分配表 章節(jié) 課程內(nèi)容 課時(shí)分配 講課 實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐） 小計(jì) 第1章理論力學(xué)緒論 44第2章靜力學(xué)的基本概念和公理約束和約束反力 受力分析和受力圖第3章匯交力系力系22第4章平面力偶系22第5章平面一般力系的簡化和平衡方程22第6章 摩擦22第7章空間力系 物體的重心22第8、9章質(zhì)點(diǎn)和剛體運(yùn)動(dòng)力學(xué)66第11章材料力學(xué)緒論6410第12章桿件變形的四種基本形式 軸向拉伸與壓縮時(shí)的內(nèi)力 軸向拉伸與壓縮時(shí)的應(yīng)力 拉壓桿的變形與胡克定律材料在拉壓時(shí)的力學(xué)性能拉壓演示

4、實(shí)驗(yàn) 拉壓桿的強(qiáng)度計(jì)算 拉壓超靜定問題 應(yīng)力集中第13章剪切和擠壓22第14章圓軸扭轉(zhuǎn)的概念 扭矩和扭矩圖 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)力 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形和剛度計(jì)算 扭轉(zhuǎn)演示實(shí)驗(yàn)426第15章 平面彎曲的概念  梁的內(nèi)力計(jì)算 剪力圖和彎矩圖 純彎曲時(shí)橫截面的正應(yīng)力 梁的強(qiáng)度計(jì)算 提高梁彎曲強(qiáng)度的幾項(xiàng)措施 彎曲演示實(shí)驗(yàn)628第16.17章 細(xì)長壓桿的臨界力 動(dòng)載荷和交變應(yīng)力與疲勞失效 復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論 拉壓與彎曲組合變形，彎扭組合變形66合計(jì) 46852四、教學(xué)中應(yīng)注意的問題 獨(dú)立解題是學(xué)生掌握本課程的理論和方法的必要實(shí)踐， 在課內(nèi)外應(yīng)有足夠數(shù)量的練習(xí)。通過課內(nèi)外練習(xí)，培

5、養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，提高計(jì)算技能，養(yǎng)成嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)。 作業(yè)是教學(xué)環(huán)節(jié)之一，應(yīng)給予重視，作業(yè)進(jìn)行的方式可以多樣化，如課堂討論，分析綜合題等。 課堂授課（習(xí)題課）與課堂練習(xí)相結(jié)合；多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)授課形式相結(jié)合。 五、教學(xué)內(nèi)容 理論教學(xué) 第一章：理論力學(xué)緒論1.基本內(nèi)容 本章主要講授理論力學(xué)的研究對象與內(nèi)容，理論力學(xué)在工程技術(shù)中的地位與學(xué)習(xí)目的，理論力學(xué)的學(xué)習(xí)方法2.教學(xué)基本要求 掌握理論力學(xué)的研究對象與內(nèi)容掌握理論力學(xué)的學(xué)習(xí)方法了解理論力學(xué)在工程技術(shù)中的地位與學(xué)習(xí)目的3 教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：理論力學(xué)的研究對象與內(nèi)容理論力學(xué)的學(xué)習(xí)方法理論力學(xué)在工程技術(shù)中的地位與學(xué)習(xí)目的難點(diǎn)：理論力學(xué)

6、的學(xué)習(xí)方法第二章：靜力學(xué)基本概念1.基本內(nèi)容 本章主要講授靜力學(xué)的四個(gè)基本定律，作為物體受力分析的主要理論依據(jù)，還講授了物體的受力分析方法：約束類型、約束力的畫法、受力圖的基本步驟。 2.教學(xué)基本要求 掌握靜力學(xué)四大基本定律：二力平衡定律、加減平衡力系定律、平行四邊形法則、作用力與反作用力定律 掌握各個(gè)約束的性質(zhì)及約束反力的畫法。要求能夠熟練、正確、迅速地畫出約束反力 掌握畫受力圖的基本步驟。要求能夠要求能夠熟練、正確、迅速地畫出受力圖 理解剛體、物體系統(tǒng)、力系、合力、分力、平衡等概念理解力、約束、約束反力、主動(dòng)力、受力圖的概念了解力的表示方法：大小、方向、作用點(diǎn)、單位等 3 教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重

7、點(diǎn)：力、剛體、平衡的概念；靜力學(xué)基本定理 約束類型、約束性質(zhì)及約束力的畫法 物體的受力分析與受力圖 難點(diǎn)： 力的概念；靜力學(xué)基本定理的應(yīng)用 依約束的性質(zhì)畫約束力 物體及物體系統(tǒng)的受力分析與受力圖 第三章：平面匯交力系1基本內(nèi)容 本章主要講授的內(nèi)容是平面匯交力系的合成與平衡的解析條件及其應(yīng)用。 2教學(xué)基本要求 掌握平面匯交力系是力系的基礎(chǔ)，對力系兩類問題（合成、平衡），兩種方法（幾何法、解析法）需熟練。 理解平面匯交力系的概念，平面匯交力系合成與平衡的幾何條件3.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：理解平面匯交力系合成的過程與合成結(jié)果 平面匯交力系合成與平衡的解析法 難點(diǎn)：平面匯交力系平衡的幾何條件第四章：平面

8、力偶系1基本內(nèi)容 本章主要講授力偶的性質(zhì)及力偶系的合成與平衡計(jì)算，合力矩定理、力對點(diǎn)之矩。2教學(xué)基本要求 掌握力偶矩的計(jì)算、力偶的性質(zhì) 掌握力偶系的平衡條件 掌握合力矩定理及應(yīng)用，力的平移定理 、力對點(diǎn)之矩理解力臂、力矩的概念，力偶、力偶臂、力偶矩的概念、力偶系的合成過程3.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：力對點(diǎn)之矩合力矩定理力偶概念及其性質(zhì)，平面力偶系的合成與平衡 力的平移定理 難點(diǎn)：力偶性質(zhì)的應(yīng)用 、平面力偶系的合成過程、平衡條件的應(yīng)用 力的平移定理 第五章：平面任意力系1基本內(nèi)容 本章主要講授平面任意力系向作用面內(nèi)任一點(diǎn)的簡化。主矢和主矩的概念，力系簡化結(jié)果的分析。平面任意力系的平衡條件。平衡方程的

9、三種形式及其應(yīng)用。物系的平衡、靜定與靜不定問題。 2教學(xué)基本要求 掌握平面任意力系合力的計(jì)算方法，平面任意力系的平衡條件 掌握空間一般力系平衡方程的意義和應(yīng)用，掌握解題方法理解平面任意力系的概念3.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：平面任意力系的簡化及其解析計(jì)算 主矢及主矩的概念 平面任意力系的平衡條件和平衡方程難點(diǎn)：平面任意力系的簡化過程及結(jié)果討論平面任意力系的平衡條件和平衡方程應(yīng)用解決單個(gè)物體的平衡問題第六章：摩擦1基本內(nèi)容 本章主要講授滑動(dòng)摩擦，摩擦角與自鎖現(xiàn)象，考慮摩擦的平衡問題。2教學(xué)基本要求 掌握滑動(dòng)摩擦定律掌握考慮摩擦的平衡問題理解摩擦角與自鎖現(xiàn)象3.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：滑動(dòng)摩擦定律考慮摩擦的平

10、衡問題難點(diǎn)：考慮摩擦的平衡問題的分析方法第七章：空間力系與重心1基本內(nèi)容 本章主要講授空間力系內(nèi)容是空間任意力系的平衡條件、平衡方程及其應(yīng)用。 力在空間坐標(biāo)軸上的投影、力對軸之矩、物體重心。2教學(xué)基本要求 理解空間任意力系的概念理解力在空間坐標(biāo)軸上的投影3.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：空間一般力系平衡方程式的具體運(yùn)用。物體重心的求法難點(diǎn)：空間任意力系的平衡條件第八、九章：質(zhì)點(diǎn)和剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)1基本內(nèi)容 本章主要講授絕對運(yùn)動(dòng)、相對運(yùn)動(dòng)和牽連運(yùn)動(dòng)；速度合成定理；剛體的基本運(yùn)動(dòng)；剛體的平面運(yùn)動(dòng)。 2教學(xué)基本要求 掌握絕對運(yùn)動(dòng)、相對運(yùn)動(dòng)和牽連運(yùn)動(dòng)。 掌握速度合成定理。 掌握剛體的平動(dòng)和定軸轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)算。掌握速度瞬心法

11、和基點(diǎn)法3教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律剛體的基本運(yùn)動(dòng)難點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)基本方程定軸轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)算，用速度瞬心法和基點(diǎn)法解題第十一章：材料力學(xué)緒論1基本內(nèi)容 本章主要講材料力學(xué)的任務(wù)與研究對象，變體固體的基本假設(shè)2教學(xué)基本要求 掌握構(gòu)件正常工作的基本要求。 3教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：材料力學(xué)的任務(wù)與研究對象變體固體的基本假設(shè)難點(diǎn)：變體固體的基本假設(shè)第十二章：軸向拉伸和壓縮 1基本內(nèi)容 本章主要講授的內(nèi)容是軸向拉壓桿件的軸力圖、軸向拉壓桿的應(yīng)力計(jì)算；橫截面上的正應(yīng)力及斜截面上的應(yīng)力、軸向拉壓桿的變形計(jì)算；縱、橫向變形，縱、橫向線應(yīng)變， 泊松比 和虎克定律、材料在拉、壓時(shí)的力學(xué)性能、軸向拉、壓時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算

12、。 2教 學(xué)基本要求 掌握軸向拉壓變形的受力特點(diǎn) 掌握截面法、軸力及軸力圖。 掌握軸向拉壓桿的應(yīng)力計(jì)算：橫截面上的正應(yīng)力及斜截面上的應(yīng)力。 掌握軸向拉壓桿的變形計(jì)算：縱、橫向變形，縱、橫向線應(yīng)變，泊桑比和虎克定律。 掌握材料在拉、壓時(shí)的力學(xué)性能。 掌握軸向拉、壓時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算。 理解內(nèi)力、應(yīng)力、變形、應(yīng)變概念；平面假設(shè)等基本概念 3教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：軸向拉伸壓縮桿橫截面上的內(nèi)力（軸力）及軸力圖 橫截面上的應(yīng)力計(jì)算 強(qiáng)度計(jì)算 應(yīng)變的概念 變形計(jì)算 難點(diǎn)：內(nèi)力計(jì)算 軸力圖的畫法 如何應(yīng)用強(qiáng)度計(jì)算公式解決三類問題 胡克定律的應(yīng)用 第十三章：剪切和擠壓 1基本內(nèi)容 剪切、擠壓的概念和實(shí)例、剪應(yīng)力和擠壓

13、應(yīng)力，剪切強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度的實(shí)用計(jì)算 2教學(xué)基本要求 掌握有關(guān)剪切和擠壓的概念、強(qiáng)度計(jì)算及應(yīng)用 3教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 剪切和擠壓的強(qiáng)度計(jì)算和應(yīng)用。 第十四章：圓軸的扭轉(zhuǎn) 1基本內(nèi)容 本章主要講授圓軸扭轉(zhuǎn)的概念和實(shí)例；扭矩和扭矩圖；橫截面上的剪應(yīng)力；圓軸和圓環(huán)截面的極慣性矩和抗扭矩截面系數(shù)；扭轉(zhuǎn)角和單位扭轉(zhuǎn)角；圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的破壞分析。圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度和剛度計(jì)算。 2教學(xué)基本要求 掌握圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上切應(yīng)力計(jì)算和變形計(jì)算 掌握正確繪制扭矩圖 理解扭轉(zhuǎn)變形的概念和應(yīng)力、變形。 了解剪切虎克定理及應(yīng)用。 3教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：外力偶矩的計(jì)算； 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力計(jì)算 剛度計(jì)算 難點(diǎn)： 扭矩的大小計(jì)算和方向判斷

14、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算 第十五章：直梁彎曲時(shí)的內(nèi)力和應(yīng)力 1基本內(nèi)容 本章主要講授直梁彎曲的實(shí)例和概念，梁的分類。力、彎矩及其方程，剪力圖，彎矩圖。純彎曲時(shí)橫截面上的正應(yīng)力；彎曲強(qiáng)度計(jì)算，提高梁承載能力的措施。梁的彎曲變形的撓度和轉(zhuǎn)角。 2教學(xué)基本要求 掌握求指定截面上的剪力、彎矩。 掌握用荷載集度、剪力與彎矩之間的關(guān)系繪制剪力圖和彎矩圖。 掌握用疊加法作剪力圖和彎矩圖 掌握截面（及組合截面）靜矩，形心位置及慣性矩的計(jì)算方法。 理解平面彎曲、剪力、彎矩的概念。 理解彎矩、剪力、荷載集度間的微分關(guān)系。 理解梁的支座簡化方法，并能正確地簡化為計(jì)算簡圖 3教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：平面彎曲的概念 剪力和彎矩

15、的計(jì)算 方程法繪剪力圖和彎矩圖 剪力、彎矩與荷載之間的關(guān)系 理解梁純彎曲時(shí)橫截面上的正應(yīng)力的推導(dǎo)過程 正應(yīng)力公式的應(yīng)用 梁在橫力彎曲時(shí)橫截面上的剪應(yīng)力 強(qiáng)度計(jì)算公式 提高梁強(qiáng)度的措施 難點(diǎn)：剪力和彎矩的計(jì)算 如何用“方程法”繪制剪力圖和彎矩圖 如何利用“分段法” 作梁的剪力圖和彎矩圖 正應(yīng)力公式的推導(dǎo)過程 正應(yīng)力公式的應(yīng)用 強(qiáng)度計(jì)算公式的應(yīng)用 第十六章：組合變形 1基本內(nèi)容 本章主要講授工程中組合變形問題；應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論；彎曲和拉(壓)組合變形的強(qiáng)度計(jì)算；彎曲和扭轉(zhuǎn)組合變形的強(qiáng)度計(jì)算。 2教學(xué)基本要求 掌握應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論掌握彎曲和拉(壓)組合變形的強(qiáng)度計(jì)算掌握彎曲和扭轉(zhuǎn)組合變形的強(qiáng)度計(jì)算3教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：應(yīng)力狀態(tài)的概念強(qiáng)度理論彎曲和拉(壓)組合變形的強(qiáng)度計(jì)算彎曲和扭轉(zhuǎn)組合變形的強(qiáng)度計(jì)算難點(diǎn)：彎曲和拉(壓)組合變形的強(qiáng)度計(jì)算；彎曲和扭轉(zhuǎn)組合變形的強(qiáng)度計(jì)算第十七章：壓桿穩(wěn)定1基本內(nèi)容 本章主要講授壓桿穩(wěn)定的概念；兩端鉸支壓桿的臨界應(yīng)力；壓桿穩(wěn)定校核；提高壓桿穩(wěn)定性的措施。 2教學(xué)基本要求 掌握壓桿穩(wěn)定性的概念、柔度概念。 了解細(xì)長壓桿臨界力的歐拉公式。 了解長度系數(shù)、歐拉公式的應(yīng)用條件 3教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：細(xì)長桿的臨界載荷臨界應(yīng)力、歐拉