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工程力学教学大纲

发布时间:2017/05/02

一、课程性质与教学目的
课程性质:专业基础课、必修课
教学目的:本课程是土木工程专业的专业基础课,学习这门课的目的,是让学生掌握基本结构的静力学计算,材料力学的基本理论和方法,能熟练掌握金属材料的力学性能指标,能用力学的方法分析一般结构的力学问题,能为将来的专业课打下良好的基础,能灵活应用所学工程力学知识为土木工程专业服务。
二、课程的基本要求
该课程是一门理论性与实践性都较强的课程,要求学生在掌握基本概念的基础上,熟练掌握静力学求解平面结构和三维结构支座反力的方法,掌握有摩擦力时的计算方法,掌握杆件在拉伸压缩、扭转、弯曲、连接件的剪切和挤压等各种基本变形杆的强度计算、刚度计算。熟练掌握金属材料的力学性能、细长压杆的稳定计算。
三、教学内容
(一)绪论
1.讲解力学的发展历史与现状、力学与工程的关系、材料力学课程与后续课程的关系。
2.讲解材料力学课程的特点,学习材料力学课程的方式方法,树立学生学好该门课的兴趣。
3.了解工程力学的任务,静力学、材料力学、变形固体的性质和基本假设。
4.认识载荷、杆件及其基本变形。
(二)静力学基础
1.力的概念与静力学公理
2.约束和约束反力、受力图
(三)平面力系
1.平面汇交力系的合成与平衡——几何法
2.平面汇交力系的合成与平衡——解析法
3.力对点之矩、力偶及平面力偶系的合成与平衡,
4.力线平移定理,
5.平面任意力系向一点简化及结果
6.平面任意力系的平衡问题
7.物体系统的平衡、静定与静不定问题的概念
8.考虑摩擦时平衡问题
(四)空间力系
1.力在空间直角坐标轴上的投影
2.空间汇交力系的合成与平衡
3.力对点之矩与力对轴之矩的关系
4.空间一般力系的平衡问题
5.物体的重心
(五)轴向拉神与压缩
1.轴向拉神压缩的概念。
2.内力、截面法轴力和轴力图。
3.应力,杆斜截面上的应力。
4.拉压杆的变形,胡克定律。
5.拉(压)杆内的应变能
6.材料在拉伸和压缩时的力学性能
7.强度条件·安全因数·许用应力
8.拉压静不定
9.应力集中的概念。
实验1:低碳钢的拉伸和压缩;铸铁的拉伸和压缩(2学时必做)
(六) 扭转
1.扭转的概念。
2.薄壁圆筒的扭转
3.传动轴的外力偶矩·扭矩及扭矩图
4.等直圆杆扭转时的应力·强度条件。
5.等直园杆扭转时的变形·刚度条件。
6.等直园杆扭转时的应变能。
(七)剪切与挤压
1.剪切与挤压的概念
2.剪切与挤压的实用计算
(八)弯曲应力
1.对称弯曲的概念。
2.梁的剪力和弯矩·剪力图和弯矩图。
3.粱横截面上的正应力·粱的正应力强度条件。
4.梁横截面上的切应力·梁的切应力强度条件。
5.梁的合理设计。
(九)梁弯曲时的位移
5—1 梁的位移——挠度及转角的概念。
5—2 粱的挠曲线近似微分方程及其积分法求梁的转交和位移。
5—3 叠加法计算梁的挠度和转角。
5—5 梁的刚度校核·提高梁的刚度的措施。
5—6 粱内的弯曲应变能。
实验2:电测低碳钢纯弯曲梁(2学时必做)
(十)应力状态和强度理论
1.一点的应力状态的概述。
2.平面应力状态的应力分析·主应力。
3.空间应力状态的概念。
4.应力与应变间的关系。
5.强度理论及其相当应力。
6.各种强度理论的应用。
(十一)组合变形
1.概述
2.拉伸(压缩)与弯曲
3.扭转与弯曲
4.连接件的实用计算法
实验3 .弯曲扭转组合试验 (2学时必做)
(十二)压杆稳定
1.压杆稳定性的概念
2.细长中心变压直杆临界力的欧拉公式
3.不同杆端约束下细长压杆临界力的欧拉公式·压杆的的长度因数
4.欧拉公式的应用范围·临界应力总图
5.压杆的稳定计算·压杆的合理截面 
四、学分及学时分配
学分:3
学时:52(+4实验)

序号 

课程内容 

课内学时 

课外学时 

一、绪论 

二、静力学基础 

三、平面力系 

12 

四、空间力系 

五、轴向拉神与压缩 

14 

六、扭转 

七、剪切与挤压 

八、弯曲应力 

20 

九、梁弯曲时的位移 

10 

十、应力状态和强度理论 

18 

11 

十一、组合变形 

12 

十二、压杆稳定 

13 

实验 

14 

合计 

54 

   112 

 五、参考书目
1.铁木辛柯编 材料力学
2.刘鸿文编 材料力学
3.闵行编 材料力学
4.清华 材力解题指导及习题集
5.矿业大学编 材料力学学习指导
6.矿业大学出版社:材料力学概念题集
7.材料力学试验指导书
8.试验机说明书

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