工程力學教案

　　《工程力學》主要講授靜力學的基本內(nèi)容和軸向拉壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲、應(yīng)力狀態(tài)理論、強度理論、壓桿穩(wěn)定、組合變形等主要內(nèi)容，該課程是電氣工程，安全工程、測繪工程等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是相關(guān)專業(yè)的學生學習后續(xù)課程、掌握本專業(yè)技術(shù)所必備的理論基礎(chǔ)。以下是工程力學教案，歡迎閱讀。

　　一、課程目的與任務(wù)

　　掌握力系的簡化與平衡的基本理論，構(gòu)筑作為工程技術(shù)根基的知識結(jié)構(gòu)；通過揭示桿件強度、剛度等知識發(fā)生過程，培養(yǎng)學生分析解決問題的能力；以理論分析為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學生的實驗動手能力；發(fā)揮其它課程不可替代的綜合素質(zhì)教育作用。

　　二、教學基本要求

　　1．掌握工程對象中力、力矩、力偶等基本概念及其性質(zhì)；能熟練地計算力的投影、力對點之矩。

　　2．掌握約束的概念和各種常見約束力的性質(zhì)；能熟練地畫出單個剛體及剛體系的受力圖。

　　3．掌握各種類型力系的簡化方法和簡化結(jié)果；掌握力系的主矢和主矩的基本概念及其性質(zhì)；能熟練地計算各類力系的主矢和主矩。

　　4．掌握各種類型力系的平衡條件；能熟練利用平衡方程求解單個剛體和剛體系的平衡問題。

　　5．理解材料力學的任務(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。

　　7．掌握直桿在軸向拉伸與壓縮時橫截面的應(yīng)力計算；了解安全因數(shù)及許用應(yīng)力的確定，熟練進行強度校核、截面設(shè)計和許用載荷的計算。

　　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的變形計算。

　　9．掌握剪切和擠壓（工程）實用計算。

　　10．掌握扭轉(zhuǎn)時外力偶矩的'換算；掌握圓軸扭轉(zhuǎn)時的切應(yīng)力與變形計算；熟練進行扭轉(zhuǎn)的強度和剛度計算。

　　11．掌握純彎曲、平面彎曲、對稱彎曲和橫力彎曲的概念；掌握彎曲正應(yīng)力公式；熟練進行彎曲強度計算；掌握桿件的斜彎曲、彎拉（壓）組合變形的應(yīng)力與強度計算。

　　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、教學的重點與難點

　　教學重點：

　　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．軸向拉壓的強度條件、靜定桁架節(jié)點位移計算；

　　4．圓軸扭轉(zhuǎn)時橫截面上的切應(yīng)力與相對扭轉(zhuǎn)角及扭轉(zhuǎn)的強度和剛度條件；

　　5．平面對稱彎曲的內(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；

　　6．平面對稱彎曲梁的彎曲正應(yīng)力及梁變形的積分法和疊加法。

　　教學難點：

　　1．平面力系物系平衡問題的解法；

　　2．簡單桁架的內(nèi)力計算及靜定桁架節(jié)點位移計算；

　　3．平面對稱彎曲的內(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．計算梁變形的積分法和疊加法。

　　四、課程內(nèi)容與學時分配

　　第一部分  靜力學基本概念與公理（4學時）

　　1．靜力學基本概念與公理

　　2．約束和約束力

　　3．受力圖

　　第二部分 匯交力系（1學時）

　　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學時）

　　1．力對點之矩矢

　　2．力對軸之矩

　　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學時）

　　1．力的平移

　　2．平面任意力系向一點簡化

　　3．平面任意力系的平衡條件

　　4．剛體系的平衡

　　5．靜定與靜不定問題的概念

　　第五部分 緒論（2學時）

　　1．材料力學的研究對象

　　2．材料力學的基本假設(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（含實驗共10學時）

　　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的力學性能

　　5．應(yīng)力集中概念

　　6．失效、許用應(yīng)力與強度條件

　　7．胡克定律與拉壓桿的變形

　　8．簡單拉壓靜不定問題

　　9．連接部分的強度計算

　　第七部分 扭轉(zhuǎn)（6學時）

　　1．基本概念

　　2．動力傳遞與扭矩

　　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學時）

　　1．基本概念

　　2．梁的計算簡圖

　　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學時）

　　1．基本概念

　　2．平面對稱彎曲正應(yīng)力

　　3．慣性矩與平行移軸定理

　　4．平面對稱彎曲矩形截面切應(yīng)力

　　5．梁的強度條件

　　6．梁的合理強度設(shè)計

　　7．雙對稱截面梁的非對稱彎曲

　　8．彎拉（壓）組合

　　第十部分 彎曲變形（含實驗共6學時）

　　1．工程中的彎曲變形問題

　　2．撓曲線近似微分方程

　　3．用積分法、疊加法求彎曲變形

　　4．簡單超靜定梁

　　5．梁的剛度條件和合理剛度設(shè)計

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