工程力學(xué)教案

工程力學(xué)教案

一、課程目的與任務(wù)

掌握力系的簡(jiǎn)化與平衡的基本理論，構(gòu)筑作為工程技術(shù)根基的知

識(shí)結(jié)構(gòu)；通過(guò)揭示桿件強(qiáng)度、剛度等知識(shí)發(fā)生過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生分析解

決問(wèn)題的能力；以理論分析為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力；發(fā)揮

其它課程不可替代的綜合素質(zhì)教育作用。

二、教學(xué)基本要求

1．掌握工程對(duì)象中力、力矩、力偶等基本概念及其性質(zhì)；能熟

練地計(jì)算力的投影、力對(duì)點(diǎn)之矩。

2．掌握約束的概念和各種常見(jiàn)約束力的性質(zhì)；能熟練地畫(huà)出單

個(gè)剛體及剛體系的受力圖。

3．掌握各種類(lèi)型力系的簡(jiǎn)化方法和簡(jiǎn)化結(jié)果；掌握力系的主矢

和主矩的基本概念及其性質(zhì)；能熟練地計(jì)算各類(lèi)力系的`主矢和主矩。

4．掌握各種類(lèi)型力系的平衡條件；能熟練利用平衡方程求解單

個(gè)剛體和剛體系的平衡問(wèn)題。

5．理解材料力學(xué)的任務(wù)、變形固體的基本假設(shè)和基本變形的特

征；掌握正應(yīng)力和切應(yīng)力、正應(yīng)變和切應(yīng)變的概念。

6．掌握截面法；熟練運(yùn)用截面法求解桿件（一維桿件）各種變

形的內(nèi)力（軸力、扭矩、剪力和彎矩）及內(nèi)力方程；掌握彎曲時(shí)的載

荷集度、剪力和彎矩的微分關(guān)系及其應(yīng)用；熟練繪制內(nèi)力圖。

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7．掌握直桿在軸向拉伸與壓縮時(shí)橫截面的應(yīng)力計(jì)算；了解安全

因數(shù)及許用應(yīng)力的確定，熟練進(jìn)行強(qiáng)度校核、截面設(shè)計(jì)和許用載荷的

計(jì)算。

8．掌握胡克定律，了解泊松比，掌握直桿在軸向拉伸與壓縮時(shí)

的變形計(jì)算。

9．掌握剪切和擠壓（工程）實(shí)用計(jì)算。

10．掌握扭轉(zhuǎn)時(shí)外力偶矩的換算；掌握?qǐng)A軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的切應(yīng)力與變

形計(jì)算；熟練進(jìn)行扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度和剛度計(jì)算。

11．掌握純彎曲、平面彎曲、對(duì)稱(chēng)彎曲和橫力彎曲的概念；掌握

彎曲正應(yīng)力公式；熟練進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算；掌握桿件的斜彎曲、彎拉

（壓）組合變形的應(yīng)力與強(qiáng)度計(jì)算。

12．掌握梁的撓曲線近似微分方程和積分法，了解疊加法求梁的

撓度和轉(zhuǎn)角。

三、教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：

1．繪制物體受力分析圖；

2．力線平移定理及力系的平衡方程及其應(yīng)用；

3．軸向拉壓的強(qiáng)度條件、靜定桁架節(jié)點(diǎn)位移計(jì)算；

4．圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的切應(yīng)力與相對(duì)扭轉(zhuǎn)角及扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度和

剛度條件；

5．平面對(duì)稱(chēng)彎曲的內(nèi)力圖及利用載荷集度、剪力方程和彎矩方

程的微分關(guān)系、積分關(guān)系和突變關(guān)系繪制梁的內(nèi)力圖；

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6．平面對(duì)稱(chēng)彎曲梁的彎曲正應(yīng)力及梁變形的積分法和疊加法。

教學(xué)難點(diǎn)：

1．平面力系物系平衡問(wèn)題的解法；

2．簡(jiǎn)單桁架的內(nèi)力計(jì)算及靜定桁架節(jié)點(diǎn)位移計(jì)算；

3．平面對(duì)稱(chēng)彎曲的內(nèi)力圖及利用載荷集度、剪力方程和彎矩方

程的微分關(guān)系、積分關(guān)系和突變關(guān)系繪制梁的內(nèi)力圖；

4．計(jì)算梁變形的積分法和疊加法。

四、課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配

第一部分?靜力學(xué)基本概念與公理（4學(xué)時(shí)）

1．靜力學(xué)基本概念與公理

2．約束和約束力

3．受力圖

第二部分匯交力系（1學(xué)時(shí)）

1．匯交力系的合成

2．匯交力系的平衡條件

第三部分力偶系（1學(xué)時(shí)）

1．力對(duì)點(diǎn)之矩矢

2．力對(duì)軸之矩

3．力偶矩矢

4．力偶等效條件和性質(zhì)

5．力偶系的合成和平衡條件

第四部分平面任意力系（8學(xué)時(shí)）

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1．力的平移

2．平面任意力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化

3．平面任意力系的平衡條件

4．剛體系的平衡

5．靜定與靜不定問(wèn)題的概念

第五部分緒論（2學(xué)時(shí)）

1．材料力學(xué)的研究對(duì)象

2．材料力學(xué)的基本假設(shè)

3．外力與內(nèi)力

4．正應(yīng)力與切應(yīng)力

5．正應(yīng)變與切應(yīng)變

第六部分軸向拉伸與壓縮（含實(shí)驗(yàn)共10學(xué)時(shí)）

1．基本概念

2．軸力與軸力圖

3．拉壓桿的應(yīng)力與圣維南原理

4．材料在拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能

5．應(yīng)力集中概念

6．失效、許用應(yīng)力與強(qiáng)度條件

7．胡克定律與拉壓桿的變形

8．簡(jiǎn)單拉壓靜不定問(wèn)題

9．連接部分的強(qiáng)度計(jì)算

第七部分扭轉(zhuǎn)（6學(xué)時(shí)）

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1．基本概念

2．動(dòng)力傳遞與扭矩

3．切應(yīng)力互等定理與剪切胡克定律

4．圓軸扭轉(zhuǎn)橫截面上的應(yīng)力

5．極慣性矩與抗扭截面系數(shù)

6．圓軸扭轉(zhuǎn)破壞與強(qiáng)度條件

7．圓軸扭轉(zhuǎn)變形與剛度條件

第八部分彎曲內(nèi)力（2學(xué)時(shí)）

1．基本概念

2．梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖

3．剪力與彎矩

4．剪力、彎矩方程和剪力、彎矩圖

5．剪力、彎矩與載荷集度間的微分關(guān)系

第九部分彎曲應(yīng)力（6學(xué)時(shí)）

1．基本概念

2．平面對(duì)稱(chēng)彎曲正應(yīng)力

3．慣性矩與平行移軸定理

4．平面對(duì)稱(chēng)彎曲矩形截面切應(yīng)力

5．梁的強(qiáng)度條件

6．梁的合理強(qiáng)度設(shè)計(jì)

7．雙對(duì)稱(chēng)截面梁的非對(duì)稱(chēng)彎曲

8．彎拉（壓）組合

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第十部分彎曲變