工程力学第二版教学设计
大学二年级工程力学教案详解
大学二年级工程力学教案详解【大学二年级工程力学教案详解】一、引言工程力学是工科学生必修的一门基础课程,其主要内容是研究物体在外力作用下的平衡和运动规律。
本教案旨在对大学二年级工程力学教学内容进行详细解析,帮助学生更好地理解和掌握工程力学的相关知识。
二、教学目标1. 了解力的基本概念和力矩的计算方法;2. 掌握不同力的合成和分解方法;3. 理解物体的平衡条件,并能应用到实际问题中;4. 熟悉质点、刚体的运动学和动力学特性;5. 掌握应力、应变的概念及其应用。
三、教学内容1. 力的基本概念1.1. 力的定义和单位1.2. 力的分类及特点1.3. 力的合成和分解2. 力矩和力的偶2.1. 力矩的定义和计算方法 2.2. 力偶的概念和性质2.3. 平衡条件和杠杆原理3. 物体的平衡3.1. 平衡的条件3.2. 平衡系统的分析方法3.3. 平衡系统的应用案例4. 运动学4.1. 质点的运动描述4.2. 刚体的运动描述4.3. 相对运动和绝对运动5. 动力学5.1. 物体的加速度和力的关系 5.2. 牛顿第二定律的应用5.3. 动力学应用案例分析6. 应力与应变6.1. 应力的概念和计算方法6.2. 应变的概念和计算方法6.3. 胡克定律的应用四、教学方法1. 理论讲授:以ppt为辅助,介绍每个知识点的定义、公式和例题。
2. 实例分析:在课堂上引入实际案例,帮助学生将理论知识应用到实际问题中。
3. 课堂练习:设计一些简单的练习题,培养学生分析和解决问题的能力。
4. 课后作业:布置一定数量的题目,让学生巩固和复习所学内容。
五、教学评估1. 平时成绩占比60%,包括课堂表现、作业和小测验等。
2. 期中考试占比20%,对学生对理论知识的掌握情况进行考查。
3. 期末考试占比20%,对学生对整个课程内容的理解和应用情况进行综合评估。
六、教学资源1. 教材:《工程力学教程》(第二版),作者:某某某;2. PPT课件:根据教材编写的精简版PPT,便于学生理解和掌握。
工程力学2教案资料
• (3)超静定结构特性。
三、基本内容
• 13-1.等截面单跨超静定梁的杆端内力,转角 位移方程
• 符号的规定 • (1)杆端弯矩顺时针为正;对结点或支座则以逆
时针为正。 • (2)杆端剪力使杆件产生顺时针方向转动为正,
Q AB
6i l
A
6i l
B
12 i l2
Q
E AB
Q BA
6i l
A
6i l
B
12 i l2
Q
E BA
• 一端固定另一端铰支的转角位移方程:
M AB
3i A
3i l
M
E AB
M BA 0
Q AB
3i l A
3i l2
Q
E AB
QBA
3i l
B
3i l2
QBEA
• 注意:如何确定杆端位移是用位移法求解 超静定结构内力的关键。
• 根据变形图来作弯矩图的思路和方法。
例题
• 用位移法计算图示结构,并作M图,EI=常 数。(18分)。
• 基本结构、基本未知量(2分)、MP(2分)、 (2分)、M 1 (2分)、M 2
• ij , RiP (方程)(5分)、解 Z1, Z2 (2分)。 M及图(3分)
解: (1) Z1, Z2
r11Z1
r Z 12 2
R 1p
0
r21Z1
r Z 22 2
R 2p
0
• (4)结果
MMpZ1M1Z2M2
• 用位移法计算荷载作用下1~2个未知量的 刚架,并绘制内力图的步骤:选取基本结 构,在荷载弯矩图和单位位移弯矩图,求 系数和自由项,列典型方程求解未知量, 画内力图。
工程力学教程第二版课程设计
工程力学教程第二版课程设计一、背景和目的《工程力学教程》是一本系统深入阐述力学基本理论和应用的经典教材。
作为工科学生的基础必修课程之一,工程力学承载了工科学生许多基本的力学知识,为他们后续学习和工作的顺利开展打下了坚实的理论基础。
本课程设计的目的是帮助学生深入理解《工程力学教程》第二版中所讲授的基本理论和应用,并锻炼学生综合运用所学知识的能力。
二、课程大纲本课程设计包含以下内容:第一部分:静力学1.轴力下的杆件2.平面框架3.空间框架4.斜拉桥第二部分:动力学1.退化情况2.自由振动3.强迫振动4.多自由度系统第三部分:应用例题1.地震工程2.矩形截面梁的弯曲应力分析3.梁的挠曲现象分析第四部分:实验和报告1.选题和要求2.实验过程3.实验报告撰写要求三、教学方法本课程设计将采用以下教学方法:1. 前置知识讲解式通过讲授相关的前置知识,帮助学生理解所学概念和知识点的基础,为后续学习和实验打下坚实基础。
2. 理论讲解式通过传授基本的理论知识和实例进行分析,让学生更好地理解所学内容,并帮助学生锻炼应用理论的能力。
3. 实验教学式通过组织学生进行一些简单、实用的实验,观察、研究实验现象和数据,教学结果更具说服力和实际应用性。
4. 讨论式通过发挥学生的想象力和创造力,组织讨论、交流,调动学生的学习兴趣,提高学生的思维和创造力。
四、考核方式本课程设计的考核方式包括以下几个方面:1. 成果展示通过编写课程大纲、教案、实验方案等各种教学设计文本,并在课堂上进行上课演示、教学示范等形式,掌握学生应用所学理论知识的实践能力。
2. 课程论文让学生在本课程设计的基础上,选择一部分内容深入探讨,并撰写课程论文,掌握学生综合应用所学知识、处理实际问题的综合能力。
3. 实验报告将学生的实验结果加以总结、归纳,通过撰写实验报告并作面向学生进行报告,提高学生的信息分析、实验设计、数据处理和表达能力。
4. 思维碰撞在本课程的学习和实际应用中,组织学生参加针对所学知识的综合性案例、问题讨论等活动,碰撞思维火花,提高学生的创新思维和解决问题的策略能力。
工程力学教程第二版课程设计
工程力学教程第二版课程设计1. 引言工程力学是一门关注物体运动和力学行为的基础学科,是工科和理科学生的必备课程之一。
工程力学教程第二版是经过作者多年教学和研究的心血结晶,它系统地介绍了工程力学的基本理论和实际应用。
本次课程设计旨在通过对教材的学习和实践,深化学生对工程力学的认识,提高学生的理论水平和实践能力。
2. 设计目标本次课程设计的主要目标是:1.深入理解工程力学的基本概念和理论2.掌握工程力学的计算方法和解题技巧3.理解工程力学在实际工程中的应用4.提高学生的团队合作和创新意识3. 设计内容3.1 分组讨论和报告本次课程设计采取分组讨论和报告的形式,以鼓励学生之间的交流和合作。
学生们将被分成若干个小组,每组选取一个工程案例进行分析和讨论,探究其中的理论依据和实际应用。
每组将在课堂上进行报告,介绍他们的研究成果和结论,并接受其他组的提问和评价。
3.2 工程实践工程力学是一门应用广泛的学科,因此本次课程设计将以实践项目为重点。
学生将被分成若干个小组,每组选取一个具体的工程项目进行分析和研究。
他们需要编写一个详细的报告,介绍选题的背景和意义,分析其力学特点和问题,并提出解决方案和建议。
最后,每组需要进行一个工程实践,验证他们提出的解决方案的可行性和有效性。
3.3 课堂练习为了巩固学生的基本理论和计算能力,本次课程设计将采取课堂练习的形式进行。
老师将根据教材的内容编制出相应的练习题,要求学生在规定的时间内完成。
每个练习题将实时评分,学生可以了解自己的学习状况和差距。
4. 设计步骤4.1 确定分组本次课程设计将根据学生的专业和兴趣等因素,将学生分为若干个小组。
每个小组的人数不应小于4人,不应大于6人。
4.2 确定研究课题每个小组需要选择一个具体的工程案例进行研究。
选择的案例可以是某个工程项目的实际案例,也可以是学术界公认的研究成果。
选题应当明确、具体,并涉及到工程力学的基本理论和实际应用。
4.3 研究和讨论小组成员需要对选定的课题进行研究和讨论,探究其中的理论依据和实际应用。
《工程力学(第2版)》电子教案 第四章
30 1000 9550
(4.7)
则有
M 9550 P n
(4.8)
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4.2 功率、转速与转矩间的关系
式(4.8)中,P的单位为kW,M的单位为N·m,n的单位为rpm。 由以上各式可见,当功率P一定时,F与v成反比,或M与ω成
反比。例如,汽车上坡时需要较大的驱动力矩M或较大的牵引
t0 t dt
(4.2)
式(4.2)表明,刚体的角速度等于转角对时间的一阶导数。角速
度的正负号表示刚体的转动方向。当时,,刚体往转角的正向转
动,即逆时针转动;当时,,刚体往转角的负向转动,即顺时针
转动。角速度的单位为弧度/秒(rad/s)或简写为1/秒(1/s)。
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4.1 转动方程、角速度和线速度
60 30 (3) 转动刚体上任意一点速度等于该刚体角速度与该点转动
半径的乘积(v=rω),速度方向沿圆周切线方向。刚体定轴转
动时,刚体上各点速度与该点转动半径成正比。轮缘上的一
点线速度 v dn (m/s)。
60
(4) 刚体转动时,表示转矩、功率、转速三者间关系的公式 很重要,在机械传动中经常用到,即 M 9550 P 。
与速度方向一致),即
P=Fv
对于转动的刚体,如在其上某点A作用一个切向力F,则A点的 线速度v=rω,如图4-5所示。则
P=Fv=F rω=Mω
(4.6)
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4.2 功率、转速与转矩间的关系
式(4.6)中M=Fr,为力F对刚体转轴O点之矩,即转矩的功率
等于力对转动轴之矩与刚体的角速度的乘积。 功率的单位为瓦特,代号为W,1 W=1 J/s=1 N·m/s。工程
《工程力学(第2版)》电子教案 第3章力系的平衡条件及其应用
3.3.2 摩擦角:
①定义:当摩擦力达到最大值Fm
a
时其全反力
x
与法线的夹角 m 叫做摩擦角。
②计算:
tgm
Fm a x FN
f FN FN
f
11
12
自锁
①定义:当物体依靠接触面间的相互作用的摩擦 力 与正
压力(即全反力),自己把自己卡 紧,不会松开 (无论外力多大),这种现象称为自锁。
②自锁条件:Байду номын сангаас
第3章 力系的平衡条件及其应用
3.1平面力系的平衡
3.1.1平面力系的平衡
物体在外力作用下处于平衡的必要和充分条件是总外力和 总力矩分别等于零依此条件可得出物体在各种力系的平衡条件
1、平面汇交力系的平衡方程
Fx 0
Fy 0
2、平面平行力系的平衡方程
Fx 0( Fy 0)
M0(F) 0
3、平面一般力系的平衡方程
Fx 0 Fy 0
M O (F ) 0
4、空间一般力系的平衡方程
Fx 0, Fy 0, Fz 0
M
x
(F
)
0,
M
y
(F
)
0,
M
z
(F
)
0
3.1.2平面力系平衡方程的应用
各种力系有其对应的平衡方程组,皆可解与其平衡 方程数对应的未知数。应用力系平衡方程可以确定工 程中构件在平衡时的未知力。
具体的解题步骤如下:
1)、确定研究对象,画受力图 应将已知力和未知力共同作用的物体作为研究对象,取出分离体
画受力图。 2)、选取投影坐标轴和矩心,列平衡方程
列平衡方程前应先确定力的投影坐标轴和矩心的位置,然后列方 程。(选取的坐标轴和矩心恰当,可使平衡方程中未知量的个数减 少,便于求解。) 3)、求解未知量,讨论结果
工程力学理论与仿真第二版教学设计 (2)
工程力学理论与仿真第二版教学设计引言工程力学是一门应用力学的基础学科,广泛应用于各种工程领域。
因此,工程力学的学习对于工科学生具有重要的意义。
本文主要介绍工程力学理论与仿真第二版的教学设计。
教材概述《工程力学理论与仿真第二版》(以下简称《教材》)是一本面向工科本科生的教材,由北京航空航天大学李坤编写。
该教材紧紧围绕工科本科生的教学需求,力图突出实用性,通过理论研究和仿真实验相结合的方式,使学生能够深入理解工程力学的基本理论和应用技术。
《教材》主要内容涵盖静力学,动力学,弹性力学,塑性力学,空间刚体运动等基本理论,并且具有许多的仿真案例,让学生对于工程力学理论有更深入的理解。
教学设计教学目标本文设计的教学方案,主要旨在培养学生掌握工程力学理论、方法及其应用能力。
通过本教学方案的学习,学生应该具备以下几方面的能力:1.掌握工程力学理论知识,能够解决基本的工程力学问题;2.能够使用ANSYS等仿真软件进行工程力学仿真实验;3.具备工程实践能力,能够完成具体的工程实践任务。
教学内容根据《教材》的内容结构,我们具体制定了本门课程的教学大纲,如下所示:1.静力学(第1-8章)1.受力分析2.结构分析3.梁的静力学分析4.柱的静力学分析2.动力学(第9-11章)1.点的运动学分析2.刚体的运动学分析3.刚体的动力学分析3.弹性力学(第12-13章)1.杆的弹性力学分析2.梁的弹性力学分析4.塑性力学(第14-15章)1.杆的塑性力学分析2.梁的塑性力学分析5.空间刚体运动(第16-18章)1.空间刚体运动动力学分析2.空间刚体运动稳定性分析3.空间刚体运动控制分析以上内容以及教材中的仿真案例,将全部被纳入到我们的教学计划中。
教学方法本教学方案采用如下的教学方法:1.课堂授课:讲授各章节的基本理论知识;2.练习指导:为学生布置作业并进行指导,确保学生能够熟练掌握理论;3.仿真实验:实验室教学,使用ANSYS等仿真软件进行工程力学仿真实验,帮助学生更好地理解理论知识。
工程力学静力学第二版教学设计
工程力学静力学第二版教学设计1. 前言《工程力学静力学》是工程力学的重要分支,是许多工程学科的基础课程之一。
静力学的主要任务是研究物体在静止时所受到的内力及其平衡条件。
本教学设计是基于《工程力学静力学》第二版课程教材的实践教学设计。
2. 教学目标本教学设计的教学目标如下:1.掌握物体在静止时所受到的内力及其平衡条件;2.理解力的平衡条件和受力分析的基本原理;3.学会运用受力分析方法解决物体的平衡问题;4.掌握自由体图(Free Body Diagram,FBD)的绘制方法;5.能够通过做题和实例的练习,提高课程知识的应用能力和解题能力。
3. 教学内容本教学设计的教学内容包括:1.静力学概述2.受力分析方法3.平面力系的平衡条件4.空间力系的平衡条件5.多杆件结构的静力学分析6.简单机械系统的静力学分析7.颜色力正应力态和变形4. 教学方法本教学设计采用以下的教学方法:1.理论授课。
老师会通过PPT等教具,为学生讲解相关的理论知识和原理。
2.示例讲解。
老师会通过丰富的实例,帮助学生更好地理解受力分析方法和平衡条件的应用。
3.互动探讨。
老师会和学生进行互动式课堂,带领学生参与到课堂中来,讨论相关问题。
4.课堂练习。
通过课堂的练习,帮助学生巩固相关的概念和原理,并提高学生的解题能力。
5.实验教学。
老师将会组织一些实验活动,帮助学生更好地理解相关的理论知识。
5. 评估方法本教学设计采用以下的评估方法:1.课堂测验。
通过随堂测试的方式,对学生进行知识点的检查和理解程度的评估。
2.课后作业。
通过布置基础性或提高型的作业,检查学生对于课堂内容的掌握程度,并能发现知识盲区,及时补充相关内容。
3.期末考试。
通过期末考试来对学生的掌握情况进行综合评估。
6. 课程特点本教学设计具有以下的课程特点:1.理论联系实际。
教学内容考虑到工程实际,注重理论与实际案例的结合,让学生能够更好地理解和掌握知识。
2.突出重点难点。
针对静力学的重点和难点,采取重点讲解、思考指导和解题讲解方式。
《工程力学(第2版)》课程标准
《工程力学》课程标准一、课程的地位、作用和质量标准本课程系水利水电工程建筑专业的重要技术基础课,是研究结构受力及构件承载能力的课程,是水工专业工程技术人员必备的知识。
它包括理论力学、材料力学二部份内容。
根据水利水电工程建筑专业培养方案提出的目标及对本课程的要求,课程作用是使学生具有对一般工程结构作受力分析的能力,对构件作强度,刚度计算和稳定性核算的能力,了解材料的主要力学性能并具有测试强度指标的初步能力。
根据“以就业为导向,以教学为中心的”的教育理念,把工程力学课程定位在注重培养学生的工程实践能力、技术应用能力和社会适应能力上。
同时提出在教学的各个环节强调理论联系实际的教学原则,即要培养学生运用理论知识解决工程中的实际问题的能力,又可有效地把知识转化为相应的工作能力和技能。
使本科程为今后应用于施工实践和学习建筑结构等后续课程打下必要的力学基础。
二、教学内容和教学要求第一篇理论力学篇模块一刚体【学习目标】掌握静力学的基本概念、静力学公理和推论的内容及适用范围;学会分析物系内每个物体的受力情况,注意作用力与反作用力定律的应用;掌握工程中常见的约束类型及确定约束力的方法;掌握物体的受力分析方法及绘制受力图。
任务一刚体的受力分析了解静力学基本概念及常见的约束,分析物系内每个物体的受力情况。
模块二平面力系【学习目标】掌握力在平面直角坐标系的投影与分解方法;学会平面汇交力系的合成与平衡的分析方法;掌握力矩、力偶和力偶系的基本概念和性质,及平面力矩、力偶系的合成与平衡条件;掌握平面任意力系的简化方法及建立平面任意力系平衡方程的方法。
任务二平面汇交力系平衡问题的求解掌握力在平面直角坐标系中的投影,学习平面汇交力系的合成与平衡力系的分析方法。
任务三平面力偶系平衡问题的求解理解力矩、力偶和力偶矩的概念,明确力矩、力偶的性质和力偶的等效条件,能应用平衡条件求解力偶系的平衡问题。
任务四平面任意力系平衡问题的求解理解平面任意力系的简化方法,熟练掌握利用平面任意力系平衡方程求解平衡问题的方法。
《工程力学(第2版)》电子教案 第六章
K点(即单元体)也应该是平衡的。根据剪切概念可以知道, 单元体右侧面和左侧面上的切应力是相等的,因而都用τ来
表示。 这两个面上的切应力的合力形成了一个力偶,故上、下两侧
面上必定存在方向相反的切应力τ´存在(图6-8)并形成又一 力偶,使正六面体维持平衡。由ΣM=0得
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6.3 剪切虎克定律 切应力互等定律
(τdy·dz)·dx= (τ´dy·dx)·dz
得
τ=τ´
(6.6)
为了明确切应力的作用方向,对其作如下号规定:使单元体 产生顺时针方向转动趋势的切应力为正,反之为负。则式 (6.6)应改写为
τ=-τ´
(6.7)
式(6.7)表明,单元体互相垂直两个平面上的切应力必定是同 时成对存在,且大小相等,方向都垂直指向或背离两个平面 的交线。这一关系称为切应力互等定理。
成正比(图6-7)。这就是材料的剪切胡克定律
τ=Gγ
(6.5)
式(6.5)中,比例常数G与材料有关,称为材料的切变模量,是 表示材料抵抗剪切变形能力的物理量,它的单位与应力的单 位相同,常用GPa,其数值可由实验测得。一般钢材的G约为 80GPa,铸铁约为45GPa。
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6.3 剪切虎克定律 切应力互等定律
下面以铆钉联接(图6-3a)为例进行分析。钢板受外力F作用后
又将力传递到铆钉上,而使铆钉的右上侧面和左下侧面受力
(图6-3b)。这时,铆钉的上、下两半部分将沿着m—n截面发
生相对错动(图6-3c)。当外力足够大时,将会使铆钉剪断。
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6.1 剪切与挤压概念
由铆钉受剪的实例分析可以看出剪切变形的受力特点是:作 用在构件两侧面上的外力的合力大小相等、方向相反、作用 线平行且相距很近。其变形特点是:介于两作用力之间的截 面,发生相对错动。这种变形称为剪切变形。
工程力学工程静力学与材料力学第二版教学设计
工程力学工程静力学与材料力学第二版教学设计前言《工程力学工程静力学与材料力学第二版》是广大工程师和大学生学习工程力学的必备教材。
本教学设计旨在完善基于此教材的教学体系,以提高学生的勤奋度、自学能力和综合素质。
教学目标通过本教学设计,学生将具备以下知识与能力: - 熟练掌握工程静力学和材料力学的基本概念; - 理解弹性力学的基本原理,能够应用一些基本的弹性力学知识解决实际工程中的问题; - 掌握结构力学中各种结构的受力分析方法; - 掌握有限元分析在工程中的应用。
课程设置本教学设计为期 16 周,按以下方式设置课程: - 前 6 周:工程静力学基础;- 中 4 周:材料力学基础; - 后 6 周:结构力学和有限元分析。
课程安排第一周:引言和课程介绍•引言:学习好工程静力学和材料力学对于从事工程设计和研究有着至关重要的作用;•课程介绍:内容、考核方式。
第二周至第七周:工程静力学基础•介绍工程静力学的概念、原则和基本公式;•介绍平衡和受力分析的基本概念及应用;•讲解力的作用点、作用线和作用面的概念;•引入剪力和弯矩的概念及计算方法。
第八周至第十一周:材料力学基础•讲授材料力学基本概念、力学模型和应力应变关系;•讲解材料的各种力学性质及其测试方法;•讲授材料的破坏理论以及塑性变形和断裂的理论;•讲授材料弹性性质的基本原理和应用。
第十二周至第十七周:结构力学和有限元分析•讲解结构力学的概念、原则和基本公式;•介绍框架、梁等结构的受力分析和设计方法;•介绍有限元分析的概念、方法和应用领域;•基于有限元分析软件进行实际工程案例的分析。
教学方法考虑到学生综合素质的提升,本教学设计将采用多种教学方法,包括: - 授课: 明确知识点的概念和内容,讲解基础原理和公式; - 练习:提供大量练习题,帮助学生巩固基本知识; - 实践:引入实际工程案例,让学生将理论付诸实践。
考核方式为检测学生的学习情况,将考核分为以下两部分: - 测验:在每个阶段对学生的掌握情况进行测验,强化学生的自我检测能力; - 期末考试:全面测评学生对整个课程的掌握情况。
工程力学二课程设计
工程力学二课程设计一、设计背景工程力学是工程学的基础,其核心是分析和解决工程实际问题。
本次工程力学二课程设计是针对某一实际工程问题,运用所学知识进行分析和解决。
二、设计目标本次课程设计的目标是:1.运用静力学原理和方法,分析某一静力学问题。
2.运用动力学原理和方法,分析某一动力学问题。
3.熟练掌握有限元分析方法,运用ANSYS软件进行分析和求解。
三、设计内容本次课程设计需要完成以下内容:3.1 静力学分析选择某一静力学问题,运用静力学原理和方法进行分析。
具体内容包括:1.问题描述2.给定条件3.系统的自由度和限制条件4.系统的平衡方程5.通过数学推导求解系统的未知量6.运用ANSYS软件进行验证3.2 动力学分析选择某一动力学问题,运用动力学原理和方法进行分析。
具体内容包括:1.问题描述2.给定条件3.系统的自由度和限制条件4.系统的运动方程5.通过数学推导求解系统的未知量6.运用ANSYS软件进行验证3.3 有限元分析运用ANSYS软件进行有限元分析。
具体内容包括:1.输入模型的几何信息2.输入材料参数3.建立单元网格4.设置边界条件和加载条件5.求解并分析结果四、设计步骤本次课程设计的步骤如下:1.确定静力学问题2.进行静力学分析3.确定动力学问题4.进行动力学分析5.运用ANSYS软件进行有限元分析6.总结分析结果五、设计要求1.设计报告应包括以上全部内容,并按照Markdown文本格式输出。
2.设计报告字数不少于1500字。
3.设计报告中不得出现图片、网址、下载链接、真实姓名等不符合要求的内容。
六、总结本次工程力学二课程设计旨在通过实际问题的分析和解决,加深对工程力学的理解和应用。
通过进行静力学分析、动力学分析和有限元分析,不仅能够深入了解这些知识的应用,更能够提高我们的计算、分析和解决问题的能力。
工程力学教程第二版教学设计
工程力学教程第二版教学设计一、课程简介《工程力学教程第二版》是现代工程领域的一门基础课程。
本课程旨在帮助学生掌握工程力学基本概念、原理、方法和技能,具备工程实际问题分析和解决能力,为学生后续的专业课程打下坚实的基础。
本课程重点在于研究质点和刚体的静力、动力学问题,所学知识可广泛应用于结构力学、材料力学、土力学、流体力学等工程领域。
二、教学目标1.系统掌握工程力学相关概念、原理、方法和技能;2.能够熟练使用解决静力、动力学问题的基本方法;3.能够独立分析和解决工程实际问题。
三、教学内容1.质点力学–质点的概念与性质;–受力与平衡;–运动学基本性质;–动力学基本原理。
2.刚体力学–刚体的概念与性质;–刚体的运动学;–基本力学定律;–运动学方程;–动力学方程。
四、教学方法1.课堂讲授:通过系统讲授理论知识,引导学生理解原理和方法,掌握基本技能;2.经典案例:选取一些典型案例,让学生从实际问题出发,通过理论分析和计算,培养解决工程实际问题的能力;3.分组讨论:组织学生分小组,进行讨论和交流,加强学生之间的互动和合作能力。
五、教材及参考书目1.主教材:《工程力学教程第二版》,赵新全,高等教育出版社;2.参考书目:–《力学教程》(第二版),吴健雄,高等教育出版社;–《工程力学:静力学与动力学》(第二版),Russell C. Hibbeler,机械工业出版社;–《工程力学解题精选:静力学与动力学》(第二版),李清泉,人民邮电出版社。
六、教学评价1.平时表现评价:可通过课堂表现、作业质量、出勤率等进行评价;2.期末考试:以笔试和实践题为主,考查学生对理论知识和解决工程实际问题的能力。
七、教学进度学期教学内容学时(周)第一学期质点力学8第一学期刚体力学12第二学期刚体力学(续)8第二学期经典案例分析与综合训练 4八、教学考虑1.课程难度较大,需要学生具备较好的数学基础和物理基础;2.课程注重理论和实际结合,需要学生掌握基本知识和方法的同时,注重实际问题的分析和解决;3.课程通常采用讲解、演示、练习结合的方式,需要教师注重讲解方法和演示实例的设计和选取。
《工程力学(第2版)》电子教案 第九章
(1)横截面上各点的剪应力方向与剪力FQ方向相同。
(2)切应力沿截面宽度均匀分布,距中性轴等距离的各点切应 力数值都相等。据此可以推导出矩形截面梁横截面上距中性轴
为y处的切应力计算公式为:
FQ
S
* z
Izb
(9.12)
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9.3 弯曲切应力简介
式中:FQ——横截面上的剪力; SZ*——距中性轴为y的横线外侧部分的面积A*对中性轴z的静
故有
KIz=M
将 K=
代入式(9.3),得
y
My
Iz
式(9.4)即为梁的正应力计算公式
(9.3) (9.4)
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9.1 梁弯曲时横截面上的正应力
9.1.4 常用截面的惯性矩的计算
为了应用公式(9.4),必须解决惯性矩Iz的计算问题。根据
Iz= y 2dA 即可导出梁的截面为各种形状时的Iz的计算公 式。 A
(1) 中性轴上的线应变为零,所以其正应力亦为零。 (2) 距中性轴距离相等的各点,其线应变相等,根据胡克定
律,它们的正应力也相等。
(3) 横截面上的正应力沿横截面y轴线性分布,即σ=Ky,或
K=,K为待定常数,如图9-2所示。
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9.1 梁弯曲时横截面上的正应力
9.1.3 弯曲正应力的计算
第9章 弯曲强度与刚度
9.1 梁弯曲时横截面上的正应力 9.2 梁弯曲时正应力强度计算 9.3 弯曲切应力简介 9.4 梁的弯曲变形与刚度 9.5 提高梁的强度和刚度的措施 小 结
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9.1 梁弯曲时横截面上的正应力
9.1.1 纯弯曲变形
一般情况下,梁横截面上既有弯矩又有剪力。对于横截面上 的某点而言,则既有正应力又有切应力。但是,梁的强度主 要决定于横截面上的正应力,切应力居次要地位。所以本节 将讨论梁在纯弯曲(截面上没有剪力)时横截面上的正应力。
力学第二版教学设计
力学第二版教学设计1. 教学目标力学作为一门基础学科,对于机械类、土木类等各种工程类专业非常重要,同时也是理工类专业中的必修科目之一。
通过本次力学教学,旨在使学生:•理解力学的基本概念、定律和公式;•掌握力学基本问题的解法;•养成物理思维和分析问题的能力;•培养实验探究及数据处理能力。
2. 教学内容教学内容包括:•力学基本概念:质点、力、牛顿三定律等;•运动学:质点运动学、分析方法、运动学基本问题解法;•动力学:牛顿第二定律、动量定理、角动量定理、能量守恒定律、碰撞问题等;•提高篇:引力、简谐振动、波动、流体力学等。
3. 教学方法本次力学教学采用以下教学方法:3.1 理论讲授由教师通过多样化的教学方式进行讲授,例如讲解、演示、映射等等,让学生快速学习力学基础知识。
3.2 实验探究将理论与实验相结合,通过实验探究的方式让学生更深入地理解某些物理概念及定律,且强化学生的实验操作及数据处理能力。
3.3 课堂互动采用各种方式,如举手发言、学生组织讲解、学生出题答题等,激发学生学习积极性,通过课堂互动,使学生更好地理解和掌握力学知识。
4. 教学手段为了让本次力学教学更生动、实用,我们采用了以下教学手段:4.1 实验箱这是一种常用的物理实验教学设备,可以让学生进行各种力学实验,如膜力实验、牛顿第三定律实验、动量守恒实验等等,以此来加深学生对力学定律的理解。
4.2 操作演示通过多媒体投影演示示范一些力学实验规范的操作方法,让学生见识到一个科学的实验过程,同时也提高学生的实验操作技巧。
4.3 讨论式教学让学生在参考课前阅读的课本内容后,就某一方面的理论问题进行辩论,这样不仅可以激活学生的思维,还可以提高学生的语言表述能力。
4.4 模拟软件在本次力学教学中,采用模拟实验软件,帮助学生更好地掌握力学知识,例如用运动学软件模拟常见的运动问题,利用计算机模拟动力学实验等。
5. 教学评估为了更好地了解学生掌握情况,我们将采用以下教学评估方式:•日常评估:由教师根据学生的取得的成绩、课堂表现、实验表现来进行评估,及时发现学生存在的问题或理解难点。
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工程力学第二版教学设计
课程介绍
本课程介绍工程力学中的基本概念、理论和方法,包括力、力矩、静力学、动力学和弹性力学等内容。
本课程旨在培养学生的物理分析能力,帮助他们了解工程力学在实际工程中的应用。
教学目标
1.掌握工程力学基本概念和理论
2.熟悉工程力学问题的解法和计算方法
3.学会用工程力学解决实际工程问题
4.培养学生的物理分析能力和实际应用能力
教学内容
第一章:引言
1.工程力学的定义和发展历程
2.工程力学的研究内容和方法
3.工程力学的应用领域和意义
第二章:向量和张量
1.向量定义和性质
2.向量的坐标表示和运算
3.张量定义和运算
4.张量的坐标表示
第三章:平衡
1.平衡的定义和条件
2.平衡方程的推导和应用
3.固体力学平衡的基本概念和应用
第四章:等效系统
1.等效系统的概念和方法
2.等效系统在实际工程中的应用
第五章:受力分析
1.受力分析的基本原理和方法
2.受力分析在实际工程中的应用
3.静摩擦和动摩擦的分析和计算方法第六章:运动学
1.运动学的基本概念和原理
2.直线运动和曲线运动的分析方法
3.二维和三维运动的分析方法
第七章:动力学
1.动力学的基本概念和原理
2.牛顿第二定律的推导和应用
3.动力学在工程中的应用和计算方法第八章:弹性力学
1.弹性力学的基本概念和原理
2.点负载和均布负载的分析和计算方法
3.悬链线和弹性杆件的分析和计算方法
教学方法
本课程采用“学生中心、任务导向、讨论式教学”方法,旨在通过问题解决、课堂讨论、小组合作等方式,引导学生通过实践探究和交互式学习,主动获取知识和技能。
同时,本课程强调实际应用能力的培养,鼓励学生通过模拟实验、工程案例分析等方式,掌握工程力学基本理论和应用方法。
教学评估
本课程采用多种教学评估方式,包括考核测试、实验报告、作业评估、讨论评价等方式,旨在全面评估学生的知识水平、学习成果和实际应用能力,以提高学生学习效果和质量。
教学资源
本课程教学资源包括课件、教学视频、实验指导书、参考书等多种资源,以满足不同学生的学习需求和教学要求。
同时,本课程还将提供在线答疑和课程讨论等服务,帮助学生深入理解工程力学基本理论和应用方法。
总结
通过本课程的学习,学生将掌握工程力学的基本概念、理论和方法,培养物理分析能力和实际应用能力,为日后工程实践打好基础。
同时,本课程将采用创新的教学方法和评估方式,引导学生主动获取知识和技能,提高学习效果和质量。