工程力学教案

　　《工程力学》主要讲授静力学的基本内容和轴向拉压、扭转、弯曲、应力状态理论、强度理论、压杆稳定、组合变形等主要内容，该课程是电气工程，安全工程、测绘工程等专业的一门重要的专业基础课程，是相关专业的学生学习后续课程、掌握本专业技术所必备的理论基础。以下是工程力学教案，欢迎阅读。

　　一、课程目的与任务

　　掌握力系的简化与平衡的基本理论，构筑作为工程技术根基的知识结构；通过揭示杆件强度、刚度等知识发生过程，培养学生分析解决问题的能力；以理论分析为基础，培养学生的实验动手能力；发挥其它课程不可替代的综合素质教育作用。

　　二、教学基本要求

　　1．掌握工程对象中力、力矩、力偶等基本概念及其性质；能熟练地计算力的投影、力对点之矩。

　　2．掌握约束的概念和各种常见约束力的性质；能熟练地画出单个刚体及刚体系的'受力图。

　　3．掌握各种类型力系的简化方法和简化结果；掌握力系的主矢和主矩的基本概念及其性质；能熟练地计算各类力系的主矢和主矩。

　　4．掌握各种类型力系的平衡条件；能熟练利用平衡方程求解单个刚体和刚体系的平衡问题。

　　5．理解材料力学的任务、变形固体的基本假设和基本变形的特征；掌握正应力和切应力、正应变和切应变的概念。

　　6．掌握截面法；熟练运用截面法求解杆件（一维杆件）各种变形的内力（轴力、扭矩、剪力和弯矩）及内力方程；掌握弯曲时的载荷集度、剪力和弯矩的微分关系及其应用；熟练绘制内力图。

　　7．掌握直杆在轴向拉伸与压缩时横截面的应力计算；了解安全因数及许用应力的确定，熟练进行强度校核、截面设计和许用载荷的计算。

　　8．掌握胡克定律，了解泊松比，掌握直杆在轴向拉伸与压缩时的变形计算。

　　9．掌握剪切和挤压（工程）实用计算。

　　10．掌握扭转时外力偶矩的换算；掌握圆轴扭转时的切应力与变形计算；熟练进行扭转的强度和刚度计算。

　　11．掌握纯弯曲、平面弯曲、对称弯曲和横力弯曲的概念；掌握弯曲正应力公式；熟练进行弯曲强度计算；掌握杆件的斜弯曲、弯拉（压）组合变形的应力与强度计算。

　　12．掌握梁的挠曲线近似微分方程和积分法，了解叠加法求梁的挠度和转角。

　　三、教学的重点与难点

　　教学重点：

　　1．绘制物体受力分析图；

　　2．力线平移定理及力系的平衡方程及其应用；

　　3．轴向拉压的强度条件、静定桁架节点位移计算；

　　4．圆轴扭转时横截面上的切应力与相对扭转角及扭转的强度和刚度条件；

　　5．平面对称弯曲的内力图及利用载荷集度、剪力方程和弯矩方程的微分关系、积分关系和突变关系绘制梁的内力图；

　　6．平面对称弯曲梁的弯曲正应力及梁变形的积分法和叠加法。

　　教学难点：

　　1．平面力系物系平衡问题的解法；

　　2．简单桁架的内力计算及静定桁架节点位移计算；

　　3．平面对称弯曲的内力图及利用载荷集度、剪力方程和弯矩方程的微分关系、积分关系和突变关系绘制梁的内力图；

　　4．计算梁变形的积分法和叠加法。

　　四、课程内容与学时分配

　　第一部分  静力学基本概念与公理（4学时）

　　1．静力学基本概念与公理

　　2．约束和约束力

　　3．受力图

　　第二部分 汇交力系（1学时）

　　1．汇交力系的合成

　　2．汇交力系的平衡条件

　　第三部分 力偶系（1学时）

　　1．力对点之矩矢

　　2．力对轴之矩

　　3．力偶矩矢

　　4．力偶等效条件和性质

　　5．力偶系的合成和平衡条件

　　第四部分 平面任意力系（8学时）

　　1．力的平移

　　2．平面任意力系向一点简化

　　3．平面任意力系的平衡条件

　　4．刚体系的平衡

　　5．静定与静不定问题的概念

　　第五部分 绪论（2学时）

　　1．材料力学的研究对象

　　2．材料力学的基本假设

　　3．外力与内力

　　4．正应力与切应力

　　5．正应变与切应变

　　第六部分 轴向拉伸与压缩（含实验共10学时）

　　1．基本概念

　　2．轴力与轴力图

　　3．拉压杆的应力与圣维南原理

　　4．材料在拉伸与压缩时的力学性能

　　5．应力集中概念

　　6．失效、许用应力与强度条件

　　7．胡克定律与拉压杆的变形

　　8．简单拉压静不定问题

　　9．连接部分的强度计算

　　第七部分 扭转（6学时）

　　1．基本概念

　　2．动力传递与扭矩

　　3．切应力互等定理与剪切胡克定律

　　4．圆轴扭转横截面上的应力

　　5．极惯性矩与抗扭截面系数

　　6．圆轴扭转破坏与强度条件

　　7．圆轴扭转变形与刚度条件

　　第八部分 弯曲内力（2学时）

　　1．基本概念

　　2．梁的计算简图

　　3．剪力与弯矩

　　4．剪力、弯矩方程和剪力、弯矩图

　　5．剪力、弯矩与载荷集度间的微分关系

　　第九部分 弯曲应力（6学时）

　　1．基本概念

　　2．平面对称弯曲正应力

　　3．惯性矩与平行移轴定理

　　4．平面对称弯曲矩形截面切应力

　　5．梁的强度条件

　　6．梁的合理强度设计

　　7．双对称截面梁的非对称弯曲

　　8．弯拉（压）组合

　　第十部分 弯曲变形（含实验共6学时）

　　1．工程中的弯曲变形问题

　　2．挠曲线近似微分方程

　　3．用积分法、叠加法求弯曲变形

　　4．简单超静定梁

　　5．梁的刚度条件和合理刚度设计

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