《工程力學(xué)2》課程教學(xué)大綱

1、工程力學(xué)2課程教學(xué)大綱課程英文名稱：Engineering Mechanics (Mechanics of Materials)課程編號(hào)： 133990922課程類別：學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)：必修課學(xué) 分： 4學(xué) 時(shí)：64（講課學(xué)時(shí)：58 實(shí)踐學(xué)時(shí)：6）適用專業(yè)：交通工程 開課部門：環(huán)資學(xué)院一、課程教學(xué)目的和課程性質(zhì) 工程力學(xué)是交通工程專業(yè)的專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)課，工程力學(xué)2是工程力學(xué)中的材料力學(xué)部分。本課程主要研究工程結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的承載能力問題，通過學(xué)習(xí)，能夠?qū)?gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題具有明確的基本概念，掌握必要的基礎(chǔ)知識(shí)，比較熟練的計(jì)算能力，具備一定的分析能力和初步的實(shí)踐能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程和從

2、事專業(yè)工作打下必要的理論基礎(chǔ)。本課程在交通土建、道橋類專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中占有重要的地位和作用。二、本課程與相關(guān)課程的關(guān)系 前修課程：高等數(shù)學(xué)、工程力學(xué)1 后繼課程：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)等課程。課程的主要內(nèi)容及基本要求（一）理論學(xué)時(shí)部分第1單元 基本概念 （3學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)課程性質(zhì)、研究?jī)?nèi)容；材料力學(xué)的任務(wù)、研究對(duì)象及變形固體的基本假設(shè)；外力、內(nèi)力、應(yīng)力、應(yīng)變的基本概念；桿件變形的基本形式。重 點(diǎn) 變形固體的基本假設(shè)；外力、內(nèi)力、應(yīng)力、應(yīng)變的基本概念；桿件變形的基本形式。難 點(diǎn) 應(yīng)力、應(yīng)變的概念基本要求1、識(shí) 記：變形固體的基本假設(shè) 2、領(lǐng) 會(huì)：外力、內(nèi)力、應(yīng)力、應(yīng)變的基本概念；桿件

3、變形的基本形式。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：力和變形的關(guān)系 第2單元 拉伸與壓縮 （8學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn) 軸向拉壓的概念；內(nèi)力、軸力和變形的特點(diǎn)；軸力圖及其繪制；材料的拉、壓力學(xué)性能及其曲線形態(tài)；軸向拉壓強(qiáng)度校核及變形計(jì)算；圣維南原理。重 點(diǎn) 材料的拉、壓力學(xué)性能及曲線，軸力與軸力圖，軸向拉壓強(qiáng)度及變形計(jì)算。難 點(diǎn)軸向拉壓破壞與橫截面、斜截面應(yīng)力之間的關(guān)系基本要求1、識(shí) 記：軸向拉壓的概念；比例極限、彈性極限、屈服極限、強(qiáng)度極限；胡克定律2、領(lǐng) 會(huì)：能量法、圣維南原理 3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：軸向拉壓強(qiáng)度校核；典型材料變形各階段描述；變形計(jì)算第3單元 扭轉(zhuǎn) （8學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn) 扭轉(zhuǎn)的變形分析；扭矩、扭矩圖；切應(yīng)力互等

4、定理；扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件、扭轉(zhuǎn)剛度條件；圓軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)變能；等直非圓截面桿自由扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力和變形特點(diǎn)重 點(diǎn) 扭矩、扭矩圖；切應(yīng)力互等定理；扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件、扭轉(zhuǎn)剛度條件難 點(diǎn) 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)剪應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)變形公式的推導(dǎo)過程基本要求1、識(shí) 記：扭矩、扭矩圖；扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件、扭轉(zhuǎn)剛度條件2、領(lǐng) 會(huì)：截面法求扭矩；切應(yīng)力互等定理；3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度、剛度校核第4單元 梁的彎曲 （16學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn) 梁的彎曲、梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖、剪力、彎矩的概念；截面法求剪力和彎矩；梁的剪力圖和彎矩圖；利用彎矩、剪力、分布載荷集度之間微分關(guān)系分析內(nèi)力；平面剛架和曲桿內(nèi)力圖；梁橫截面正應(yīng)力、切應(yīng)力分析與校核；梁的位移；求梁的位移和轉(zhuǎn)角的積分法

5、以及疊加法；梁彎曲應(yīng)變能重 點(diǎn) 截面法求梁橫截面剪力和彎矩；剪力和彎矩圖；利用彎矩、剪力、分布載荷集度之間微分關(guān)系分析內(nèi)力；梁橫截面正應(yīng)力分析與強(qiáng)度校核；求梁的位移和轉(zhuǎn)角的積分法以及疊加法難 點(diǎn) 利用彎矩、剪力、分布載荷集度之間微分關(guān)系分析內(nèi)力；梁橫截面的正應(yīng)力公式分析基本要求 1、識(shí) 記：剪力、彎矩；轉(zhuǎn)角、撓度；邊界條件 2、領(lǐng) 會(huì)：利用彎矩、剪力、分布載荷集度之間微分關(guān)系分析內(nèi)力；疊加法求變形3、綜合應(yīng)用：梁的強(qiáng)度校核第5單元 簡(jiǎn)單的超靜定問題 （4學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn) 超靜定的概念；拉壓、扭轉(zhuǎn)超靜定問題分析；簡(jiǎn)單超靜定梁分析重 點(diǎn) 拉壓桿件、同軸扭轉(zhuǎn)及簡(jiǎn)單梁超靜定分析難 點(diǎn) 變形協(xié)調(diào)方程確定

6、基本要求 1、識(shí) 記：超靜定、超靜定次數(shù)、變形幾何相容方程2、領(lǐng) 會(huì)：變形幾何相容條件 第6單元 應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論 （10學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn) 一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)的概念；平面應(yīng)力狀態(tài)的解析法；主應(yīng)力、主平面的概念；應(yīng)力圓的概念及圖解法；三向應(yīng)力狀態(tài)；廣義胡克定律；四種常用強(qiáng)度理論重 點(diǎn) 一點(diǎn)的初始單元體構(gòu)建；平面應(yīng)力狀態(tài)的解析法分析；應(yīng)力圓的概念及應(yīng)用；四種常用強(qiáng)度理論難 點(diǎn) 構(gòu)建初始單元體；主應(yīng)力、最大切應(yīng)力分析基本要求 1、識(shí) 記：一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)；主應(yīng)力、主平面；四種常用強(qiáng)度理論公式2、領(lǐng) 會(huì)：一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)；空間應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系 3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：?jiǎn)卧w應(yīng)力狀態(tài)分析 4、綜合應(yīng)用：受力構(gòu)件給定點(diǎn)的

7、應(yīng)力狀態(tài)分析 第7單元 組合變形及連接部分計(jì)算 （5學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn) 組合變形的概念；兩相互垂直平面內(nèi)的彎曲；拉壓與彎曲組合；扭轉(zhuǎn)與彎曲組合；連接件剪切與積壓的計(jì)算重 點(diǎn) 外載荷的分解簡(jiǎn)化；彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形的強(qiáng)度計(jì)算難 點(diǎn) 彎扭組合危險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)分析基本要求1、識(shí) 記：截面核心2、領(lǐng) 會(huì)：組合變形疊加原理3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：組合變形危險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)力分析 第8單元 壓桿穩(wěn)定 （4學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn) 壓桿穩(wěn)定性的概念；細(xì)長(zhǎng)壓桿臨界力的歐拉公式；不同約束條件壓桿的長(zhǎng)度因素；壓桿的柔度；歐拉公式的應(yīng)用范圍；壓桿穩(wěn)定性計(jì)算重 點(diǎn) 不同約束條件壓桿的長(zhǎng)度因素；壓桿的柔度；壓桿穩(wěn)定性計(jì)算難 點(diǎn) 區(qū)分不同柔度的壓桿，會(huì)正

8、確運(yùn)用歐拉公式基本要求1、識(shí) 記：壓桿的長(zhǎng)度因素；壓桿的柔度2、領(lǐng) 會(huì)：歐拉公式的應(yīng)用范圍3、綜合應(yīng)用：壓桿穩(wěn)定性計(jì)算學(xué)時(shí)分配 知識(shí)單元理論學(xué)時(shí)基本概念3拉伸與壓縮8扭轉(zhuǎn)8梁的彎曲16簡(jiǎn)單的超靜定問題4應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論10組合變形及連接部分計(jì)算5壓桿穩(wěn)定4合計(jì)58（二）實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)作用及目的通過實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，使學(xué)生掌握測(cè)定材料力學(xué)性能的基本知識(shí)、基本技能和基本方法。通過實(shí)驗(yàn)，了解材料試驗(yàn)機(jī)、應(yīng)變儀等設(shè)備的使用，驗(yàn)證課程中的相關(guān)理論，并鍛煉學(xué)生動(dòng)手解決實(shí)際問題的能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生能力標(biāo)準(zhǔn) 掌握試驗(yàn)原理，儀器操作熟練，報(bào)告撰寫規(guī)范實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容、學(xué)時(shí)分配及實(shí)驗(yàn)類型1、必開實(shí)驗(yàn)序

9、號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類型(演示、驗(yàn)證、綜合、設(shè)計(jì)研究)組數(shù)每組學(xué)生人數(shù)1低碳鋼的拉伸觀察低碳鋼試件拉伸過程中的現(xiàn)象，測(cè)定拉伸強(qiáng)度極限2驗(yàn)證根據(jù)總?cè)藬?shù)確定15-202鑄鐵的拉伸觀察鑄鐵試件拉伸過程中的現(xiàn)象，測(cè)定拉伸強(qiáng)度極限2驗(yàn)證根據(jù)總?cè)藬?shù)確定15-203鑄鐵的壓縮觀察鑄鐵試件壓縮過程中的現(xiàn)象，測(cè)定壓縮強(qiáng)度極限2驗(yàn)證根據(jù)總?cè)藬?shù)確定15-202、選開實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類型(演示、驗(yàn)證、綜合、設(shè)計(jì)研究)組數(shù)每組學(xué)生人數(shù)1低碳鋼的壓縮實(shí)驗(yàn)觀察鑄鐵試件壓縮過程中的現(xiàn)象，了解其拉伸特性2驗(yàn)證根據(jù)總?cè)藬?shù)確定15-202矩形梁純彎曲時(shí)正應(yīng)力分布電測(cè)實(shí)驗(yàn)測(cè)量純彎曲梁上應(yīng)變隨高度的分布規(guī)律，驗(yàn)證

10、平面假設(shè)的正確性2驗(yàn)證根據(jù)總?cè)藬?shù)確定15-203、主要儀器設(shè)備萬能材料試驗(yàn)機(jī)四、教學(xué)方法與手段 本課程是教學(xué)方法應(yīng)以課堂講授為主，采用板書與PowerPoint 演示文稿課件相結(jié)合的授課方。在教學(xué)過程中要多舉工程中的實(shí)例，進(jìn)行案例分析、資料討論，運(yùn)用多媒體教學(xué)手段和教具，教學(xué)過程更生動(dòng)高效，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。 五、考核要求、方式與成績(jī)?cè)u(píng)定 考核要求：考試內(nèi)容為教材中重要的基本原理和基本方法 考核形式：考試 成績(jī)?cè)u(píng)定：平時(shí)成績(jī)20%，期末考試卷面成績(jī)70%，實(shí)驗(yàn)10。如該課程納入考試改革課程，考核方式按照具體考試改革辦法實(shí)施。六、選用教材、講義和主要參考書 1、建議教材 材料力學(xué)（I）.孫訓(xùn)方等編.高等教育出版社，2009年7月，第五版 工程力學(xué)（下）.劉長(zhǎng)榮 肖念新編.中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，2002年2月，第一版 2、參考書 材料力學(xué).單輝祖編著.高等教育出版社，2002年2月，第一版. 材料力學(xué).范欽珊主編.高等教育出版社，2000年2月，第一版. 材料力學(xué)800題.胡增強(qiáng)等編.中國(guó)礦業(yè)出版社，1994年10月第一版.