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1、工程力學II課程教學大綱課程編號:01120120英文名稱:Engineering Mechanics課程類別:必修課課程性質(zhì):專業(yè)基礎課授課專業(yè)(考試、考查):材料物理、材料成型專業(yè)(考試)學時:90 學分:4.5實驗學時:課內(nèi)上機學時:預修課程:高等數(shù)學、工程制圖、物理學。課程內(nèi)容:本課程的主要任務是使學生掌握質(zhì)點、質(zhì)點系和剛體平衡的基本規(guī)律和分析方法,明確桿件的內(nèi)力、應力、應變、強度、剛度和穩(wěn)定性等基本概念,掌握必要的基礎知識、一定的分析計算能力和初步的試驗能力。為學習有關的后繼課程打好必要的基礎,并為將來學習和掌握新的科學技術創(chuàng)造條件;初步學會利用工程力學的理論和方法分析、解決一些工程
2、實際問題,結(jié)合本課程的特點,培養(yǎng)學生的辯證唯物主義世界觀。工程力學課程教學大綱學時數(shù):90 學分數(shù):4.5開課學期:第3學期課程類別:必修課課程性質(zhì):專業(yè)基礎課一、課程的性質(zhì)和目的工程力學是高等學校工學科類本科的一門重要技術基礎課。在許多工程技術領域中有著廣泛的用。本課程的任務是使學生對工程中桿件的平衡,強度,剛度和穩(wěn)定性問題具有明確的基本概念,必要的基礎知識和初步的計算能力,從而使學生能對簡單工程實際問題進行定性和定量的力學分析。二. 課程的教學內(nèi)容第I章、緒論基本內(nèi)容和要求:-了解工程力學的研究對象、目的、內(nèi)容:靜力學和材料力學;-受力分析,平衡規(guī)律介紹;-內(nèi)力和外力、剛度、強度和穩(wěn)定性概
3、念介紹;-了解變形固體的基本假設,桿件變形的四種基本形式,理解構(gòu)件的承載能力的概念。教學重點:1、了解內(nèi)力、應力和應變的概念;2、掌握內(nèi)力的計算、截面法的概念。教學難點:截面法的運用。第2章、物體的受力分析基本內(nèi)容和要求:-理解靜力學基本概念和公理;2、理解約束和約束反力概念,掌握常見約束反力的畫法;3、掌握物體及物體系受力圖的畫法。教學重點:約束的性質(zhì);-物體系受力圖的畫法。教學難點:物體系受力圖的畫法。第3章、基本力系基本內(nèi)容和要求:1、匯交力系合成與平衡的解析法:理解力在直角坐標軸上的投影和合力投影定理;2、理解力矩的概念和合力矩定理,理解力偶的概念、性質(zhì),掌握力偶系的合成與平衡條件。教
4、學重點:-平衡問題的解析法;力矩的計算和力偶的性質(zhì)。教學難點:力矩的計算和力偶的性質(zhì)。第4章、一般力系基本內(nèi)容和要求:-理解力的平移定理,理解平面任意力系的簡化方法及簡化結(jié)果;-掌握平面任意力系的平衡方程及應用;-了解靜定和超靜定的概念,掌握簡單物體系統(tǒng)平衡問題的解法;-了解考慮摩擦時平衡問題的解法。教學重點:平面M意力系的平衡方程;-物體系統(tǒng)的平衡分析和計算。教學難點:物體系統(tǒng)的平衡。第5章、空間力系基本內(nèi)容和要求:-了解空間任意力系的平衡方程;-了解空間平衡問題的解法和思路。教學重點:空間任意力系的平衡方程。教學難點:空間力的投影計算和力矩計算。第6章、軸向拉伸、壓縮與剪切基本內(nèi)容和要求:
5、-理解軸向拉伸與壓縮的概念,掌握截面法、軸力與軸力圖;-掌握軸向拉伸與壓縮時的應力計算,掌握橫截面和斜截面上的應力計算,掌握虎克定律;-了解材料在拉壓時的力學性能,理解低碳鋼和鑄鐵的力學性能;-掌握拉壓桿的強度計算,理解許用應力概念,掌握強度條件及其應用;-掌握拉伸、壓縮超靜定問題的分析思路和方法;-介紹拉壓與剪切應變能的計算和應力集中的概念;-理解剪切和擠壓的概念,掌握剪切和擠壓的實用計算。教學重點:軸向拉伸與壓縮時橫截面上的內(nèi)力和應力;-軸向拉伸或壓縮時的變形;胡克定律。教學難點:靜不定問題及其求解思路和方法.第7章、圓軸扭轉(zhuǎn)基本內(nèi)容和要求:1、理解圓軸扭轉(zhuǎn)的概念,扭矩和扭矩圖,掌握扭矩和
6、扭矩圖的計算和畫法;2、掌握圓軸扭轉(zhuǎn)時橫截面上的應力計算和強度條件及其應用;3、掌握圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形計算和剛度條件及其應用;-簡單介紹非圓截面軸扭轉(zhuǎn)及薄壁桿扭轉(zhuǎn)。教學重點:-圓軸2轉(zhuǎn)時的應力和強度計算;2、扭轉(zhuǎn)時的變形和剛度計算。教學難點:圓軸扭轉(zhuǎn)時的扭矩正負規(guī)定與應力分布規(guī)律。第8章、彎曲內(nèi)力基本內(nèi)容和要求:-理解平面彎曲的概念,掌握剪力和彎矩的計算、剪力方程和彎矩方程的建立方法;-理解剪力圖和彎矩圖的概念,掌握彎矩、剪力與載荷集度間的關系,熟練繪制剪力圖和彎矩圖;3、介紹剛架和平面曲桿的內(nèi)力計算方法和彎矩圖的畫法。教學重點:-彎曲鬲剪力和彎矩及其計算方法;-剪力圖和彎矩圖的畫法;教學難點:
7、利用載荷集度、剪力和彎矩間的微分關系的幾何意義直接繪制剪力圖和彎矩圖。第9章、彎曲應力和強度基本內(nèi)容和要求:截面幾何性質(zhì);-掌握梁彎曲時橫截面正應力分布與計算,掌握梁的強度條件及其應用;-了解橫截面切應力計算方法;-介紹提高彎曲梁強度的措施。教學重點:梁在純彎曲時的正應力計算,梁的強度條件及其應用。教學難點:脆性材料梁彎曲時危險截面的判斷和強度分析。第1()章、梁的變形基本內(nèi)容和要求:-掌握撓度和轉(zhuǎn)角的兩種計算方法:積分法和疊加法;-理解提高彎曲梁強度和剛度的措施;-了解簡單超靜定梁的分析方法。教學重點:梁的撓曲線近似微分方程,用積分法、疊加法求梁的撓度和轉(zhuǎn)角。教學難點:積分法計算梁撓度時積分
8、邊界條件的確定。第11章、應力和應變分析、強度理論基本內(nèi)容和要求:-理解應力狀態(tài)、主應力和主平面概念;-熟練掌握平面應力狀態(tài)下應力、應變計算方法,熟練計算主應力;-理解應力圓概念和畫法,掌握三向應力狀態(tài)下的最大應力計算方法;-理解廣義虎克定律,E、G、m之間的關系;-掌握常用的四個強度理論及其應用。教學重點:-應力狀態(tài)、主應力和主平面的概念,;-主應力和最大剪應力的解析法計算;-四種常用強度理論及其應用。教學難點:應力狀態(tài)概念、應力圓的概念和畫法。第12章、組合變形基本內(nèi)容和要求:-理解拉壓與彎曲組合變形概念,理解組合變形研究思路;-掌握拉壓與彎曲組合變形計算方法,掌握彎扭組合變形計算方法。教
9、學重點:彎扭組合時的強度計算問題。教學難點:求解扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合的原理和方法。第13章、壓桿穩(wěn)定基本內(nèi)容和要求:1、壓桿穩(wěn)定性概念,兩端餃支細長壓桿臨界載荷的歐拉公式,兩端非釵支細長壓桿的臨界載荷;2、長度系數(shù)與柔度,歐拉公式的應用范圍,中柔度桿臨界應力的經(jīng)驗公式,臨界應力總圖;-壓桿穩(wěn)定性計算,提高壓桿穩(wěn)定性的措施;-介紹提高壓桿穩(wěn)定性的措施。教學重點:壓桿穩(wěn)定性概念,壓桿臨界力計算的歐拉公式,壓桿穩(wěn)定性校核。教學難點:用安全系數(shù)法進行壓桿穩(wěn)定性校核。第14章、動載荷基本內(nèi)容和要求:-理解動載荷的概述;掌握動靜法的應用,掌握能量法計算桿件受沖擊時的應力和變形。教學重點:動靜法的應用,自由落體
10、沖擊載荷下的動應力和變形。教學難點:自由落體沖擊載荷下的動應力和變形。第15章、交變應力與疲勞失效基本內(nèi)容和要求:-理解交變應力與疲勞失效的概念;掌握 應力比,S-N曲線,持久極限及其影響因素等;-了解提高疲勞強度的主要措施。教學重點:交變應力與疲勞失效的概念,持久極限及其影響因素。教學難點:用安全系數(shù)法對構(gòu)件疲勞強度進行計算。第16章、能量方法基本內(nèi)容和要求:,能量法的概念和分析方法介紹;-桿件應變能的計算,外力功與應變能的一般表達式;-卡氏第二定理,單位載荷法、莫爾積分。教學重點:應變能的概念、卡氏第二定理和單位載荷法。教學難點:利用單位載荷法計算結(jié)構(gòu)位移。第17章、超靜定結(jié)構(gòu)基本內(nèi)容和要
11、求:-超靜定結(jié)構(gòu)概述;用力法分析靜不定問題(內(nèi)靜不定問題和外靜不定問題),對稱與反對稱靜不定問題分析。教學重點:用力法分析靜不定問題。教學難點:對稱與反對稱靜不定問題分析三、課程教學的基本要求1. 課堂授課教學方法采用:以課堂教學為主;安排一定學時組織學生自學和課堂討論,并至少安排二個單元課外時間觀看錄像和多媒體課件。軸向拉壓、圓截面軸的扭轉(zhuǎn)、彎曲正應力三個實驗。2. 作業(yè)方面作業(yè)習題隨堂布置,習題數(shù)量隨教學內(nèi)容而定,定期講解作業(yè)問題,以便結(jié)合習題鞏固和深化所學內(nèi)容。答疑每周至少一單元時間。3. 考核方式本課程的考核方式以閉卷考試為主,題型有名詞解釋、填空題、選擇題、判斷題、簡答題和計算題等。
12、統(tǒng)一出題,統(tǒng)一閱卷,統(tǒng)一評分。百分制打分,平時成績可占 20% o四、課程學時分配講課內(nèi)容學時1 緒論22、基本概念、物體的受力分析43、簡單力系44、平面任意力系85、空間力系26、軸向拉伸、壓縮與剪切1()7、扭轉(zhuǎn)68、彎曲內(nèi)力69、彎曲應力和強度1010、彎曲變形411、應力和應變分析、強度理論812、組合變形413、壓桿穩(wěn)定414、動載荷415、交變應力216、能量方法417、超靜定結(jié)構(gòu)418、機動4合計90五、建議教材與教學參改書1 .浙江大學.理論力學.高等教育出版社,2005年4月2 .范欽珊,施燮琴,孫汝劫.工程力學.高等教育出版社,2003年8月3 .劉鴻文.材料力學.高等教育出版社,2004年1月4 .馮軍剛,陳滿國,李軍強,張光偉.理論力學.陜西科學技術出版社,制訂者(簽字):校對者(簽字):審定者(簽章):批準者(簽章):