《工程力学》课程教学大纲

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工程力学课程教学大纲

 

课程名称工程力学

英文名称Engineering Mechanics

课程类型学科平台课

总学时及学分48学时3学分

适应对象交通运输专业

主要先修课程大学物理工程材料与热处理

执行日期20179

课程的性质与任务

性质:《工程力学是交通运输专业的学科平台课先修课程为大学物理工程材料与热处理后继课程为液压与气动汽车构造

任务通过本课程的学习要求学生系统掌握在许多工程技术领域中广泛的应用的理论力学和材料力学的相关知识为后续的课程和进一步获得相关知识奠定必要的的理论基础便于学生在这一广阔发展空间和发展前景的领域从事相关工作

课程的教学目标

通过理论力学的学习掌握静力学的基本知识通过材料力学的学习要求学生掌握构件的强度刚度稳定性的计算方法掌握材料力学的基本概念及理论以及材料的基本性能为学生学习相关后继课程打下必要的基础以服务后续专业课程为基础以提高能力为本位注重培养学生的综合能力同时合理控制理论知识丰富案例力求突出应用型专业基础学科的实用性和服务性特色即以应用为目的以必需够用为度

教学内容及其基本要求

模块一 工程力学基本概念

教学内容

1.1静力学力的基本概念

主要讲述力的基本概念以及静力学四大公理

1.2材料力学力的基本概念

主要讲述材料力学的基本概念并举例

1.3材料力学基本研究对象及假设

主要讲述材料力学的研究对象是变形固体和三种基本假设即连续均匀性假设各向同性假设变形微小假设

1.4材料力学基本任务的概念

主要讲述材料力学基本任务是解决强度问题刚度问题稳定性问题

1.5材料力学四种基本变形

主要讲述材料力学基本变形是杆的拉伸与压缩剪切圆轴扭转梁的弯曲

教学基本要求要求学生掌握力的概念掌握静力学四大公理掌握刚体的概念熟悉平衡的概念掌握材料力学基本研究对象的概念熟悉材料力学基本任务的概念掌握材料力学四种基本变形的概念了解其他基本概念

教学重点静力学四大公理刚体的概念平衡的概念材料力学基本研究对象的概念材料力学四种基本变形的概念

教学难点静力学四大公理平衡的概念材料力学四种基本变形的概念

模块二 刚体静力学基础

教学内容

2.1 静力学中力系的概念

主要讲述力系的基本概念并举例

2.2 静力学中力系的分类

主要讲述力系按照作用线分布分为平面力系及空间力系以及平面力系及空间力系的分类

2.3 静力学中受力分析

主要讲述静力学中受力分析基础分析方法如何绘制受力图具体步骤为

取分离体画主动力画约束力检查受力分析图

2.4 静力学中工程中常见约束类型及相应约束力画法

主要讲述静力学中约束及分析约束力的性质具体分为柔性约束光滑接触面约束圆柱铰链约束中间铰链约束固定铰链支座活动铰链支座链杆约束)。

2.5 静力学中力矩

主要讲述静力学中平面力对点之矩的概念计算公式合力矩定理

2.6 静力学中力偶

主要讲述静力学中力偶与力偶矩力偶的等效条件力偶的性质平面力偶系的合成与平衡

2.7 静力学中平面汇交力系的合成与分解

主要讲述静力学中平面汇交力系的合成与分解的分析方法

2.8 静力学中平面力系的简化与平衡

主要讲述静力学中平面一般力系中力向一点平移平面一般力系简化合力矩定理平面一般力系平衡方程及应用物体系统的平衡

教学基本要求掌握力系的概念熟悉静力学中力系的分类掌握静力学中受力分析基础分析方法和绘制受力图掌握工程中常见约束概念及其应用类型及相应约束力画法掌握力矩的概念熟悉合力矩定理掌握力偶概念熟悉力偶的等效条件和力偶的性质掌握平面力系的合成与分解掌握平面力系的简化与平衡

教学重点静力学中受力分析基础分析方法和绘制受力图工程中常见约束概念及其应用类型及相应约束力画法力矩的概念及合力矩定理力偶概念平面汇交力系的合成与分解平面力系的简化与平衡

教学难点静力学中受力分析基础分析方法和绘制受力图工程中常见约束概念及其应用类型及相应约束力画法力矩的概念及合力矩定理平面力系的简化与平衡

模块三 拉伸压缩与剪切

教学内容

3.1 轴向拉伸与压缩的基本概念

主要讲述材料力学中拉压杆的基本概念

3.2 截面法计算杆件轴向拉伸与压缩内力

主要讲述材料力学拉压杆中内力的概念内力分析与计算方法——截面法轴力计算法则轴力图

3.3 计算杆件轴向拉伸与压缩横截面应力

主要讲述材料力学拉压杆中应力的概念拉压杆横截面上的正应力

3.4 拉压杆的变形

主要讲述材料力学拉压杆中变形线应变胡克定律材料拉伸与压缩的力学性质低碳钢拉伸时的力学性能

3.5 校核杆件轴向拉伸与压缩时的强度

主要讲述材料力学拉压杆中极限应力许用应力安全系数的确定强度条件强度问题

3.6 剪切与挤压变形的基本概念

主要讲述材料力学剪切与挤压变形的基本概念

3.7 剪切与挤压变形的实用计算

主要讲述材料力学剪切与挤压变形中的剪切实用强度计算挤压实用强度计算

教学基本要求理解轴向拉伸与压缩的基本概念掌握计算杆件轴向拉伸与压缩横截面应力的方法即截面法轴力计算法则轴力图熟悉拉压杆的变形特点掌握胡克定律掌握校核杆件轴向拉伸与压缩时的强度掌握剪切与挤压变形的基本概念掌握剪切与挤压变形的实用计算掌握校核剪切与挤压变形时的强度

教学重点截面法计算杆件轴向拉伸与压缩内力即截面法轴力计算法则轴力图拉压杆的变形胡克定律校核杆件轴向拉伸与压缩时的强度剪切与挤压变形的实用计算校核剪切与挤压变形时的强度

教学难点截面法计算杆件轴向拉伸与压缩内力即截面法轴力计算法则轴力图校核杆件轴向拉伸与压缩时的强度剪切与挤压变形的实用计算校核剪切与挤压变形时的强度

模块四  圆轴扭转

教学内容

4.1 圆轴扭转变形的概念

主要讲述材料力学中圆轴扭转变形的概念扭转角的概念

4.2 圆轴扭转变形中外力偶矩的计算

主要讲述材料力学中圆轴扭转变形中外力偶矩的计算方法公式

4.3 计算圆轴扭转变形中扭转时的内力

主要讲述材料力学圆轴扭转变形中扭矩的概念符号扭矩的计算法则扭矩图

4.4 圆轴扭转时的应力

主要讲述材料力学圆轴扭转变形中横截面上的剪应力计算公式最大剪应力极惯性矩抗扭截面模量

4.5 计算圆轴扭转变形的刚度条件

主要讲述材料力学圆轴扭转变形中圆轴扭转强度条件应用举例

4.6 计算圆轴扭转变形的强度条件

主要讲述材料力学圆轴扭转变形中扭转角单位扭转角圆轴扭转刚度条件应用举例

教学基本要求掌握圆轴扭转变形的概念了解扭转角的概念了解圆轴扭转变形中外力偶矩的计算方法和公式掌握扭矩的概念符号扭矩的计算法则扭矩图熟悉剪应力计算公式最大剪应力极惯性矩抗扭截面模量掌握圆轴扭转强度条件掌握圆轴扭转变形中扭转角单位扭转角圆轴扭转刚度条件

教学重点圆轴扭转变形的概念扭矩的概念符号扭矩的计算法则扭矩图圆轴扭转强度条件圆轴扭转变形中扭转角单位扭转角圆轴扭转刚度条件

教学难点扭矩的计算法则扭矩图圆轴扭转强度条件圆轴扭转刚度条件

模块五 弯曲

教学内容

5.1 平面弯曲的概念

主要讲述材料力学中梁的平面弯曲梁的载荷和约束静定梁及其分类

5.2 梁的内力——剪力和弯矩

主要讲述材料力学中计算梁的内力截面法梁的内力计算规则

5.3 剪力方程弯矩方程剪力图弯矩图

主要讲述材料力学中剪力方程和弯矩方程的计算方法剪力图和弯矩图的绘制方法

5.4 弯曲强度弯曲刚度

主要讲述材料力学中弯曲强度和弯曲刚度的简要计算方法

教学基本要求熟悉梁的平面弯曲掌握梁的载荷和约束熟悉静定梁及其分类掌握计算梁的内力截面法梁的内力计算规则掌握剪力方程和弯矩方程的计算方法剪力图和弯矩图的绘制方法简单了解弯曲强度和弯曲刚度

教学重点计算梁的内力截面法梁的内力计算规则剪力方程和弯矩方程的计算方法剪力图和弯矩图的绘制方法

教学难点剪力方程和弯矩方程的计算方法剪力图和弯矩图的绘制方法

各教学环节学时分配     

《工程力学》课程教学大纲

教学建议

本课程的教学环节和内容以培养学生理解和运用工程力学知识分析和解决实际问题的能力为指导思想来进行设计具体包括以下实施层次

(1)给出课程教学过程中教学方法模式和学生学习方法等方面的建议授课形式以课堂研讨实践相结合课堂授课的方式以板书为主课件为辅实验练习方面鼓励和组织学生结合重点章节内容由学生自主设计讨论并形成方案培养学生学以致用发现问题分析问题的能力学生学习本课程课内外时间需完成课下作业

(2)结合学院大学生创新计划行动鼓励和组织学生大胆参与课余实践和创新活动提高大学生理论联系实际勇于创新的能力

(3)本课程理论性较强在课堂上讲练结合提高学生在教学过程中的参与程度激发学生学习的积极性和主动性。  

考核评价方法及要求

期末闭卷考试

总评成绩=平时成绩+期末考试成绩

平时成绩包含作业成绩课内实训成绩考勤及听课成绩创新思维及解决实际问题的能力成绩平时成绩占30%,期末成绩占70%。

教材与主要教学参考资源

教材

1、刘英卫工程力学北京理工大学出版社, 2015

参考资料

1、严丽工程力学北京理工大学出版社, 2013

2、蒋永敏工程力学航空工业出版社, 2010

制定者赵静  、20178   

审核者王志欣20178

批准者沈文涛20178


2018-2019学年第一学期
(教学周)


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