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【教学内容】绪论引言1．机械工程中的力学问题（1）各种机械设备和工程结构都是由若干基本的零、部件按照一定规律组成的，称其为构件。
（2）变形与失稳金属切削机床的主轴在切削加工工件时，主轴是不允许出现变形的，否则将直接影响到工件的加工精度，变形是刚度问题。
此外，某些机构、结构或构件除进行强度、刚度分析外，还应校核稳定性。
如液压挖掘机的顶杆、起重机伸缩臂的弦杆等，如果承受过大的轴向压力，就会突然发生弯曲，失去原有稳定的平衡状态，这种现象称之为失稳。
为保证机械设备能够安全可靠的正常工作，机械中的所有构件都应具有足够的承载能力。
构件的承载能力就是机械工程中常常遇到的力学问题。
2．工程力学的主要内容和任务使物体运动状态改变(包括平衡状态)是力的外效应；使物体变形是力的内效应。
平衡是指物体相对于地球(作为参考体)处于静止状态或作匀速直线运动状态。
（1）力的内、外效应（2）工程力学课程研究的主要内容本课程研究物体的受力、平衡、运动、变形等基本规律,讨论的内容可分为两大类：一是研究作用在物体上的力与运动之间的关系；二是研究作用在物体上的力与变形之间的关系，物体的运动与变形都与作用其上的力有着密切的关系。
――刚体静力学研究的主要任务平衡是机械运动的特殊情况，作用于物体上的力系必须满足一定条件，物体才能处于平衡状态。
物体受力分析方法，力系等效与简化，力系平衡条件以及利用平衡方程求解未知力，即研究刚体在力作用下的平衡规律。
――运动力学所要解决的问题当作用于物体上的力不满足平衡条件时，物体将运动。
物体运动时其位置变化的规律——轨迹、速度、加速度等，建立物体运动状态的变化与其受力之间的关系。
――材料力学所研究的主要任务机构或构件在使用过程中因其受力而丧失正常的功能的现象，称为失效。
在机械设备的正常使用中，必须要有以下三个方面的保证：1）不发生破坏，既有足够的强度；2）发生的小变形在工程容许的范围内，既有足够的刚度；3）不丧失原有形状下的平衡状态，既有足够的稳定性。
工程力学 第一章关于《工程力学》主要包括静力学和材料力学两部分内容 静力学静力学：物体（刚体）在外力作用下平衡规律的科学。
研究内容：1）物体的受力分析；2）力系的简化；3）力系的平衡条件。
它是一系列后续课程，如材料力学、弹塑性力学的基础材料力学研究构件（可变形体）在外力作用下的变形、受力与破坏的规律，为合 理设计构件提供强度 刚度与稳定性分析的基本理论与方法 理设计构件提供强度、刚度与稳定性分析的基本理论与方法。
3工程力学 第一章第一篇 静力学一、静力学的基本概念与物体受力分析 二、汇交力系 三 力偶系 三、力偶系 四、平面任意力系 五、空间任意力系 六 静力学专题 六、静力学专题——桁架、摩擦、重心 桁架 摩擦 重心4工程力学 第一章第一章 静力学基本概念与物体受力分析1 1 静力学基本概念 1.1静力学基本概念 1.2约束与约束力 1.3受力图5工程力学 第一章§1-1 静力学基本概念 静力学的研究对象 • 刚 体(rigid body)： 在力作用下不变形的物体，即刚体内部 任意两点间的距离保持不变。
刚体是对实际变形物体的抽象； 静力学的研究对象； 静力学也称刚体静力学。
可变形体 刚体6工程力学 第一章 平衡的概念 • 平 衡(equilibrium)： 物体（质点、质点系、刚体等）在惯性 参考系（如地面）中处于静止或作匀速直线运动的状态 是 参考系（如地面）中处于静止或作匀速直线运动的状态，是 物体机械运动的一种特殊状态。
飞机静载实验7工程力学 第一章 力和力系的概念 1 力 力是物体间的相互机械作用。
1．力： 作用方式：直接接触和通过场 作 2. 力的效应： ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)力对刚体的作用：只有运动效应，平衡是其特例； 力对可变形物体的作用，既有内效应，也有外效应。
3. 力的三要素： 大小，方向，作用点 力的单位：FAAkg ⋅ m / s 28或: 牛顿（N）以及千牛（KN）工程力学 第一章4. 力的表示：矢量 A 图形表示 — 带箭头的线段 定位矢量、滑移矢量、自由矢量 B 符号表示 — 矢量 F 或 F 大小 F = F 集中力 分布力 5 力的分类 — 集中力、分布力 5. 力的分类 q→力是定位矢量FAB力的作用线z线段长度（力的大小） z线段方位和箭头指向（力的方向） z线段的始端或末端（力的作用点）汽车通过轮胎作用在桥面上的力桥面板作用在钢梁的力9工程力学 第一章问题：说明下面三种情况表示的力的意义： (1) F1= F2; (2) F1= F2; (3) 力F1与F2等效； （1）表示两力大小相等、方向相同； （ ）表示两力 小相等； （2）表示两力大小相等； （3）表示两力大小相等、方向相同、作用点相同。
目录绪论第一部分静力学引言第1章静力学公理和物体的受力分析1.1 静力学公理1.2 约束和约束反力1.3 物体的受力分析与受力图小结思考题习题第2章基本力系2.1 汇交力系的合成与平衡2.2 力矩2.3 力偶系的合成与平衡小结思考题习题第3章一般力系3.1 力线平移定理3.2 平面一般力系向一点简化3.3 一般力系的平衡方程3.4 物体系统的平衡·静定问题和超静定问题3.5 平面简单桁架的内力计算3.6 摩擦小结思考题习题第二部分材料力学引言第4章材料力学的基本概念4.1 材料力学的任务4.2 变形固体的基本假设4.4 内力·截面法和应力的概念4.5 位移与应变的概念4.6 杆件变形的基本形式小结思考题习题第5章拉伸、压缩与剪切5.1 轴力及轴力图5.2 轴向拉伸、压缩时的应力5.3 轴向拉伸、压缩时材料的力学性能5.4 轴向拉伸、压缩时的强度计算5.5 轴向拉伸、压缩时的变形5.6 轴向拉伸、压缩的应变能5.7 拉伸、压缩超静定问题5.8 应力集中的概念5.9 连接件的实用强度计算小结思考题习题第6章扭转6.1 外力偶矩的计算·扭矩及扭矩图6.2 薄壁圆筒的扭转6.3 圆轴扭转时的应力和强度计算6.4 圆轴扭转时的变形和刚度计算6.5 圆轴的扭转应变能6.6 圆轴扭转超静定问题6.7 非圆截面杆扭转的概念小结思考题习题第7章弯曲7.1 平面弯曲的概念及梁的计算简图7.2 剪力与弯矩·剪力图与弯矩图7.3 梁的正应力和强度计算7.4 梁的切应力和强度计算7.5 提高梁弯曲强度的措施7.6 梁的变形和刚度计算7.7 梁内的弯曲应变能7.8 简单超静定梁小结思考题习题第8章应力状态和强度理论8.1 应力状态的概念8.2 二向应力状态8.3 三向应力状态8.4 广义胡克定律8.5 强度理论及其应用小结思考题习题第9章组合变形的强度计算9.1 拉伸（压缩）与弯曲的组合9.2 扭转与弯曲的组合9.3 两相互垂直平面内的弯曲小结思考题习题第10章压杆稳定10.1 压杆稳定的概念10.2 细长压杆的临界力10.3 压杆的临界应力及临界应力总图10.4 压杆的稳定计算10.5 提高压杆稳定性的措施小结思考题习题第三部分运动学引言第11章点的运动学和刚体的基本运动11.1 点的运动学11.2 刚体的平行移动11.3 刚体的定轴转动小结思考题习题第12章点的合成运动12.1 点的合成运动基本概念12.2 点的速度合成定理12.3 点的加速度合成定理小结思考题习题第13章刚体的平面运动13.1 刚体平面运动的概述与运动分解13.2 平面图形内各点的速度计算13.3 平面图形内各点的加速度计算13.4 运动学综合应用举例小结思考题习题第四部分动力学引言第14章动量定理和动量矩定理14.1 质点动力学的基本方程14.2 动量定理14.3 动量矩定理小结思考题习题第15章动能定理15.1 功和功率15.2 动能定理15.3 势力场·势能·机械能守恒15.4 动力学普遍定理的综合应用小结思考题习题第16章机械振动基础16.1 单自由度系统的自由振动16.2 单自由度系统的有阻尼自由振动16.3 单自由度系统的受迫振动16.4 隔振小结思考题习题第五部分构件强度问题的专题研究引言第17章构件的动载荷强度17.1 惯性力·动静法17.2 考虑惯性力时的应力计算17.3 受冲击载荷时的应力和变形计算17.4 提高构件抗冲击能力的措施小结思考题习题第18章构件的疲劳强度18.1 交变应力与应力循环特性18.2 疲劳破坏的概念18.3 疲劳极限及其测定18.4 影响构件疲劳极限的主要因素18.5 对称循环下的疲劳强度计算小结思考题习题附录A 截面的几何性质附录B 梁在简单载荷作用下的变形附录C 型钢表附录D 习题答案参考文献。
02159工程力学（一）课程考试说明
一、本课程使用的教材、大纲
工程力学（一）课程指定使用的教材、大纲为全国高等教育自学考试指定教材机械类专业《工程力学（一）附工程力学（一）自学考试大纲》，全国高等教育自学考试指导委员会组编，蔡怀崇、张克猛主编，机械工业出版社，2008年版。
二、本课程的试卷题型结构与试题难易度
1. 试卷题型结构表
2. 试卷按照识记、理解、简单应用与综合应用四个不同的能力层次命题，各个能力层次在试卷中所占的比例大致为：识记20%、理解25%、简单应用35%、综合应用20%。
3. 试题的难易度分为易、中、难三个等级，各个难易等级在试卷中所占的比例大致为：易30%、中50%、难20%。
三、各章内容分数大致分布
四、各章内容的考核知识点与考核要求
各章内容的考核知识点与考核要求详见教材后面所附的教学大纲，请考生与助考教师自行查阅。
五、各题型试题范例及解题要求
1. 单项选择题（每小题1分，共10分）
解题要求：在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将其字
母标号填入题干的括号内。
范例：在以下措施中，对提高钢制细长压杆的稳定性没有意义的是（ C ） A ．加固两端支承 B ．选择合理截面形状
C ．选择优质钢材
D ．减小压杆长度 2. 填空题（每小题1分，共10分）
范例：作用于刚体同一平面内两个力偶等效的充要条件为 力偶矩 相等。
3. 判断改错题（每小题2分，共10分）
解题要求：判断正确的在题后的括号内打“√”；判断错误的在题后的括号
内打“×”并在题下空处进行改正。
范例：点在运动过程中，若速度大小保持不变，则其加速度必为零。
（×） 改正：点在运动过程中，若速度大小保持不变，则其切向加速度必为零。
4. 计算题（每小题5分，共20分）
解题要求：需要画图时画出相应的图；要有解答步骤。
范例：图示构架，已知10kN P =，不计各杆自
重，试求CB 杆受力与铰链A 处的约束力。
解：选取构架整体为研究对象，作出其受力图。
取图示投影轴系，建立平衡方程
0,cos45cos 0x CB A F F F θ=-=∑
0,sin 45sin 0y CB A F P F F θ=-+-=∑
其中，cos θ=
sin θ=。
联立上述平衡方程，解得CB 杆受力
CB F =（压）
铰链A
处的约束力A F =
5. 简答题（每小题6分，共30分）
解题要求：需要画图时画出相应的图；要有解答步骤。
范例：如图，用两个铆钉将140mm 140mm 12mm ⨯⨯
的等边角钢铆接在立柱上，构成托架。
已知托架中央承受压力20kN F =，铆钉直径
20mm d =，铆钉材料的许用切应力
[]40MPa τ=、许用挤压应力bs []120MPa σ=，
试校核铆钉强度。
解：（1）校核铆钉的剪切强度
两个铆钉，每个铆钉平均承受的剪力S /2F F =，由剪切强度条件
S 2S 231.8MPa π4
F
F
d
A τ===≤[]τ
知，铆钉剪切强度符合要求。
（2）校核铆钉与托架的挤压强度
两个铆钉，每个铆钉与托架之间的挤压力S /2F F =，托架厚度
12mm δ=，由挤压强度条件
bs bs bs 241.7MPa F F
A d σδ
===≤bs []σ
知，铆钉挤压强度符合要求。
所以，铆钉强度足够。
6. 综合题
解题要求：需要画图时画出相应的图；要有解答步骤。
范例：圆截面外伸梁如图所示，已知载荷12kN F =，材料的许用应力
[]100MPa σ=。
（1）作出梁的剪力图和弯矩图；（2）确定梁的直径d 。
解：研究整根梁，作受力图，列平衡方程
0A M =∑, 1312044
B F F
F F -⨯-
⨯+⨯+⨯= F
0y F =∑, 044
A B F F
F F F +-
--= 求得支座反力
()9kN A B F F ==↑
作出剪力图与弯矩图如图所示， 由弯曲图得最大弯矩
max 3kN m M =⋅ 根据梁的正应力强度条件
3max
max 3
310π32
z
M
W d σ⨯==≤[]σ 解得
d ≥67mm
故取梁的直径
67mm d =
六、考试注意事项
本课程考试方式为闭卷，笔试，考试时间为150分钟。
考生参加考试时允许携带普通计算器、钢笔、签字笔、圆珠笔、铅笔、
圆规、三角板、直尺、橡皮等文具用品；不允许携带有记忆储存功能的计算器，也不允许夹带教材、参考书以及与考试内容相关的其它任何资料。
