工程力学(48学时)

《工程力学》课程教学大纲

课程名称：工程力学

考核方式：考试课

学时：48

前导课程：

后续课程：

一、课程定位

1.课程性质

本课程系机械等工科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,是工程技术人员必备的知识。它包括理论力学和材料力学两部份内容。

2.课程作用

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。使本课程为今后应用于压力容器和学习建筑结构、机械设计等后续课程打下必要的力学基础。

二、适用专业、课程代码

本课程大纲适用于城市热能应用技术专业。

课程代码：。

三、课程教学目标

1.知识目标

（1）理解力学模型的建立

（2）掌握刚体系统平衡分析

（3）掌握杆件的强度分析

（4）理解超静定结构的分析

（5）初步掌握锅炉结构的力学模型及其力学分析

2.能力目标

（1）会应用力学概念对实际问题建模

（2）能够对实际问题抽象提炼进行理想状态分析

（3）能够综合实际问题作出比较准确的估算

3.素质目标

（1）培养良好的职业道德修养

（2）训练良好的团队精神

（3）具备自主学习能力，能通过信息数据库获取有关汽车电气系统的知识。

（4）具备一定的独立分析能力

四、课程教学设计

五、课程教学内容学时分配表

六、教学内容纲要

第一部分绪论

（一）教学内容和要求

初步了解工程力学的学习目的、内容和任务。

（二）教学建议（采用的教学方法与手段）

初步了解工程力学的学习目的、内容和任务

第二部分静力学基础理论

（一）教学内容和要求

理解平衡、刚体和力的概念；掌握静力学四个公理；掌握物体的受力分析画物体受力图。

（二）教学重点和难点

1.重点

静力学公理和基本约束

2.难点

铰链约束的受力分析

（三）教学建议（采用的教学方法与手段）

静力学的基本概念和公理是力学的基础，本章的重点是物体的受力分析和受力图。要求理解刚体、力、平衡、力系、平衡力系的概念；掌握基本公理、定律、约束及约束反力，讲清“作用与反作用”、“二力杆”的概念。

第三部分平面汇交力系

（一）教学内容和要求

掌握平面汇交力系的合成；能运用平衡条件求解平面汇交力系的平衡问题。

（二）教学重点和难点

1.重点

平面力的合成与分解，力系的合成。

2.难点

力分解的方向确定。

（三）教学建议（采用的教学方法与手段）

本章重点是平衡问题的解法。强调受力图的重要性，说明分力与投影的区别，通过例题来说明适当选择坐标系可以简化计算。本章是分析平衡问题的基础。重点应熟练掌握数解法。

第四部分力矩、平面力偶系

（一）教学内容和要求

掌握力矩的计算；理解力偶性质,理解力偶系的合成,学会应用力偶系平衡条件求解支座反力。

（二）教学重点和难点

1.重点

合力矩定理的运用

2.难点

平面力偶系平衡问题的应用

（三）教学建议（采用的教学方法与手段）

本章应明确力对点之矩，力偶的物理意义和性质，在计算时要注意力臂的确定，力矩和

力偶的转向。讲课时指出力偶的力一样是力学中一个独立的物理量，不能用力代替，重点是力矩和力偶的概念和力矩的计算。

第五部分平面一般力系

（一）教学内容和要求

理解平面一般力系的简化及简化结果；能较熟练应用平衡方程求解单个物体和物系的约束反力；掌握静滑动摩擦的分析计算,能分析考虑摩擦时物体的平衡问题。

（二）教学重点和难点

1.重点

平面任意力系的平衡

2.难点

带有摩擦时的任意力系平衡

（三）教学建议（采用的教学方法与手段）

平面一般力系是静力学中最主要最基本的内容，应详细讲述。重点是平面一般力系的简化理论和平面力系平衡方程的推导及灵活应用。物体系的平衡问题应举例说明如何选取脱离体，如何选择投影轴和力矩中心以简化计算。

第六部分空间力系、重心和形心

（一）教学内容和要求

力在空间轴上的投影；力对轴之矩及合力矩定理；；了解空间力系的平衡条件，空间汇交力系的平衡问题；能较熟练计算组合图形的形心坐标；重心、形心、组合图形的形心。

（二）教学重点和难点

1.重点

空间力系的分析，重心的确定

2.难点

不规则刚体重心的确定

（三）教学建议

本章重点是空间汇交力系和空间平行力系的平衡计算，难点是识图。可用直观教具培养学生的空间概念，熟练掌握力在各轴上的投影及对各轴之矩的计算。要讲清二次投影法。空间一般力系的平衡方程不需推导,平衡计算只需简单的了解。掌握物体重心和平面图形形心的概念及计算公式，掌握面积矩的概念及计算。重点是平面组合图形形心的求法。

第七部分轴向拉压杆件的强度计算

（一）教学内容和要求

了解轴向拉抻与压缩变形的受力特点和变形特点；理解内力的概念，掌握求内力的截面法及轴力图绘制方法；理解应力概念，掌握轴向拉抻与压缩杆件横截面上正应力的分布规律及强度条件；虎克定律及轴向拉压杆的变形计算方法；低碳钢、铸铁材料的应力—应变图及其主要特征，了解塑性材料和脆性材料在机械性能上的主要差异；掌握极限应力，许用应力和安全系数的概念；了解剪切变形、挤压变形的受力特点和变形特点；掌握剪切面、挤压面的特征及其计算方法；掌握连接件的实用剪切和挤压强度计算；掌握连接件的实用剪切和挤压强度计算。

（二）教学重点和难点

1.重点

轴向拉压杆件的内力计算，强度计算

2.难点

变截面杆的拉压强度计算

（三）教学建议

本章重点是掌握应力、工作应力、许用应力等概念，会用截面法求内力和绘制内力图；掌握拉压杆的强度条件并会应用之解决三类问题；会用虎克定律计算拉压杆的变形。应了解材料的机械性质，明确塑性材料和脆性材料的基本特点。

第八部分截面的几何性质

（一）教学内容和要求

掌握惯性矩、极惯性矩、惯性半径的概念及计算,平行移轴公式及常见组合截面的惯性矩计算；理解惯性积、形心主惯性轴和形心主惯性矩的概念。

（二）教学建议

本章重点是惯性矩、极惯性矩的计算,以及利用平行移轴公式求常见组合截面的惯性矩。了解惯性积的概念。

第九部分扭转的强度和刚度计算

（一）教学内容和要求

了解圆轴扭转变形的受力特点和变形特点；掌握扭转时的内力计算及扭矩图的绘制方法；掌握扭转圆轴的强度、刚度条件及应用方法；理解扭转圆轴横截面上应力分布规律及各点应力计算公式；了解矩形截面杆扭转时的现象。

（二）教学重点和难点