工程力学教学大纲.doc

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《工程力学》教学大纲
EngineeringMechanics

修订单位：机械工程学院化机系适用专业：工业设计
执笔人：张巨伟使用年级：06-08级
一、课程性质和教学目的
课程性质：专业基础课
教学目的：工程力学是一门重要的技术基础课，它包括理论力学和材料力学。它是各门力学课程的基础，并在许多工程技术领域中有着广泛的应用。理论力学的任务是使学生掌握质点、质点系和刚体机械运动（包括平衡）的基本规律和研究方法。使学生初步学会应用理论力学的理论和分析方法、解决一些简单的工程实际问题：通过材料力学的学习，要求学生掌握构件的强度、刚度及稳定性的计算方法，掌握材料力学的基本概念及理论，为学生学习相关后继课程打好必要的基础，通过对本门课程的学习，培养学生的辩证唯物主义世界观及独立分析、解决问题的能力。
二、课程教学内容
理论力学部分：
1．静力学基本概念和物体受力分析
刚体和力的概念。静力学公理。约束和约束反力。物体的受力分析和受力图。
2．平面汇交力系及平面力偶系
平面汇交力系合成与平衡的几何法。平面汇交力系合成与平衡的解析法。平面力对点之矩的概念及计算。平面力偶理论。
3．任意力系
平面任意力系向作用面内一点简化。平面任意力系的简化结果分析。平面任意力系的平衡条件和平衡方程。物体系的平衡及静定和静不定问题。
4．空间力系
空间汇交力系。力对点的矩和力对轴的矩。空间力系向一点简化，主失和主矩。空间任意力系的简化结果。空间任意力系的平衡方程。平行力系中心和重心。
5．摩擦
滑动摩擦。最大静摩擦力。摩擦角和自锁现象。滚动摩擦。考虑摩擦时的平衡问题。
6．点的运动学
点的运动描述方法：矢量法。直角坐标法。自然法。
7．体基本运动
刚体的平动。刚体绕定轴转动。转动刚体内各点的速度和加速度。轮系传动比。
8．点的合成运动
相对运动、牵连运动、绝对运动。点的速度合成定理。牵连运动是平动时的加速度合成定理。牵连运动是平动时的加速度合成定理、科氏加速度。
9．刚体的平面运动
刚体平面运动的概述和运动分解。求平面图形内各点速度的基点法。求平面图形内各点速度的瞬心法。用基点法求平面图形内各点的加速度。运动学综合应用举例。
10．质点动力学的基本方程
动力学的基本定律。质点的运动微分方程。质点动力学的两类基本问题。
11．动量定理
动量与冲量。动量定理。质心运动定理。
12．动量矩定理
质点和质点系的动量矩。动量矩定理。刚体绕定轴转动的微分方程。刚体对轴的转动惯量。质点系相对与质心的动量矩定理。刚体的平面运动微分方程。
13．动能定理
力的功。质点和质点系的动能。动能定理。功率、功率方程、机械效率。势力场、势能机械能守恒定律。普遍定理的综合应用。
材料力学部分：
1．绪论
材料力学的任务。变形固体的基本假设。外力及其分类。内力、截面法和应力的概念。变形与应变。杆件变形的基本形式。
2．拉伸、压缩与剪切
轴向拉伸与压缩的概念与实例。轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力。直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力。材料在拉伸时的力学性能。材料在压缩时的力学性能。失效、安全系数和强度计算。轴向拉伸或压缩时的变形。轴向拉伸或压缩时的变形能。拉伸、压缩静不定问题。
3．扭转
扭转的概念与实例。外力偶矩的计算、扭矩和扭矩图。纯剪切。圆轴扭转时的应力。圆轴扭转时的变形。非圆截面杆扭转的概念。
4．弯曲内力
弯曲的概念与实例。受弯杆件的简化。剪力和弯矩。剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图。载荷集度、剪力和弯矩间的关系。平面曲杆的弯曲内力。
5．弯曲应力
纯弯曲。纯弯曲时的正应力。横力弯曲时的正应力。弯曲剪应力。提高弯曲强度的措施。
6．弯曲变形
工程中的弯曲变形问题。挠曲线的微分方程。用积分法求弯曲变形。用叠加法求弯曲变形。简单静不定梁。提高弯曲刚度的一些措施。
7．应力状态和强度理论
应力状态概述。两向和三向应力状态的实例。两向应力状态分析—解析法。两向应力状态分析—图解法。三向应力状态。广义虎克定律。复杂应力状态的变形比能*。强度理论概述。四种常用强度理论。
8．组合变形
组合变形和叠加原理。拉伸或压缩与弯曲的组合。弯曲与扭转的组合。
9．压杆稳定
压杆稳定的概念。两端铰支细长压杆的临界应力。其他支座条件下细长压杆的临界应力。欧拉公式的适用范围、经验公式。压杆的稳定校核。提高压杆稳定性的措施。
10．动载荷
概述。动静法的应用。杆件受冲击时的应力和变形。冲击韧性
三、课程教学的教学基本要求
1.要求掌握的基本知识
理论力学部分
（1）于简单的实际问题（包括工程问题）抽象出理论力学模型。
（2）熟悉工程中常见的约束的性质，能根据问题的具体