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《工程力学Ⅰ》课程教学大纲课程编号：125111 学分： 4 (4学时/周) 总学时：68大纲执笔人：陈洁大纲审核人：王斌耀一、课程性质与目的工程力学（Ⅰ）（包括静力学、材料力学两部分）是土木工程专业的一门重要的技术基础课，它是各门后续课程的基础，并在许多工程技术领域中有着广泛的应用。
本课程的目的是使学生掌握静力学中一般力系的简化与平衡问题的分析介绍方法；掌握材料力学中构件在拉、压、剪切、扭转和弯曲时的强度与刚度问题的分析计算方法，构件在组合变形时的强度与刚度问题的分析计算方法，以及构件在受压时稳定性问题的分析计算方法等；掌握材料的基本力学性能和基本的材料力学实验方法；初步学会应用基本概念、基本理论和基本分析方法去分析问题和解决问题，为学习一系列后继课程打好必要的基础。
同时结合本课程的特点培养学生分析、解决工程实际问题的能力，提高学生的综合素质。
二、课程基本要求1、掌握力的概念、力的投影和力矩的计算；2、掌握力系简化的方法和一般的简化结果；3、掌握刚体静力学的平衡条件和平衡方程；4、对材料力学的基本概念和基本的分析方法有明确的认识。
5、具有将简单受力杆件简化为力学简图的初步能力，具有力学建模的初步概念与能力。
6、能熟练地做出杆件在基本变形下的内力图、计算其应力和位移、并进行强度和刚度计算。
7、对应力状态理论和强度理论有明确的认识，并能将其应用于组合变形下杆件的强度计算。
8、理解掌握简单超静定问题的求解方法。
9、对能量法的有关基本原理有明确认识，并熟练地掌握一种计算位移的能量方法。
10、对压杆的稳定性概念有明确的认识，能熟练计算轴向受压杆的临界载荷与临界应力，并进行稳定性校核等计算。
11、掌握质点系的质心、刚体的转动惯量、惯性积、惯性主轴和惯性积的平行移轴公式；掌握截面的静矩，形心的位置，惯性矩和惯性积及它们的平行移轴公式，转轴公式。
组合截面的惯性矩、惯性积计算，截面的形心主惯性轴和形心主惯性矩的计算11、对于常用材料在常温下的基本力学性能及其测试方法有初步认识。
《工程力学》课程教学大纲课程名称：工程力学课程类别：专业基础课教学学时: 72课程学分: 4学分开课专业: 工程管理开课学期: 第2学期参考教材:1. 《工程力学》，高等教育出版社，2004年1月（主编：单辉祖，谢传锋）2. 《工程力学》，黄河水利出版社，2009年7月（主编：孟凡深）一、课程性质《工程力学》课程是工程管理专业的一门专业基础必修课。
本课程是一门理论性、系统性较强的专业基础课必修课，是后续其它各门力学课程和相关专业课程的基础，同时在许多工程技术领域中有着广泛的直接应用。
二、课程目标（一）知识目标使学生具备工程力学的基础知识，掌握正确的受力分析和力系的破坏平衡条件。
对工程结构中杆件的强度问题具有明确的概念和一定的计算能力。
初步掌握杆件体系的分析方法，初步了解常用结构形式的受力性能。
掌握各种结构在荷载作用下维持平衡的条件以及承载能力的计算方法。
（二）职业技能目标掌握本专业必备的基础理论知识，具有本专业相关领域工作的岗位能力和专业技能，适应建筑工程生产一线的技术、管理等职业岗位群要求的技术及管理人才。
（三）素质养成目标培养适应社会主义现代化建设需要的德、智、体、美全面发展的高端应用型人才。
三、教学内容及学时分配章节教学内容学时第一章绪论 1第二章静力学基本知识 4第三章平面汇交力系 3第四章平面一般力系的简化8第五章一般力系的平衡10第六章材料力学基本知识 2第七章轴向拉伸与压缩10第八章剪切和挤压 2第九章扭转 2第十章截面的几何性质 2第十一章梁的弯曲14第十二章梁的变形 4第十三章应力状态和强度理论 4第十四章组合变形 4第十五章压杆稳定 2合计72四、教学内容要点第一章绪论教学学时数：1一、教学目的及要求通过本章的学习，要求学生了解工程力学的研究对象和任务，了解国内外力学发展史及概况，并对其发展与展望作简单介绍，激发学生学习兴趣。
二、教学重点与难点（一）教学重点：1、工程力学课程的性质、任务和要求。
《工程力学》教学大纲《工程力学》课程教学大纲课程名称：工程力学英文名称：Engineering Mechanics课程性质：工程基础类考核方式：测试+作业+考试开课学期：第2学期适用专业：智能制造专业先修课程：高等数学，普通物理后续课程：毕业设计课程代码：IMEE1051学分/学时：2.5学分/45学时选用教材：兰向军、朱晓东、冯志华编著，工力学（第2版），苏州大学出版社2016年1月，ISBN 978-7-5672-1558-0一、课程性质和教学目标课程性质：工程力学基础是一门理论性较强的技术基础课，其任务是为工程结构的计算提供适当的方法。
人们通过对实际现象简化并理想化的过程，建立力学模型，并应用数学工具进行演绎，推出结论。
然后依靠实验或试验与实际系统进行比较。
本课程包括刚体静力学以及材料力学，研究物体受力分析、平衡条件、杆件的基本变形以及简单构件的强度和刚度计算。
教学目标：教学目标1:掌握常见工程材料的基本力学性能，以及在载荷作用下的平衡和变形规律，熟练应用相关公式计算平衡、强度和刚度。
教学目标2：掌握刚体静力学的基本理论，摩擦理论，固体力学的三个基本假设以及材料力学的平面假设，胡克定律，强度条件，扭转和弯曲理论，深刻理解力学模型在解决工程问题中的作用。
教学目标3：掌握工程力学的基本概念、基本理论和基本方法，能理论联系实际。
正确理解技术与社会的关系，学会对简单工程问题的提炼与表述,恰当利用文献检索以及测量数据，寻找合理的技术解决方案。
教学目标与毕业要求的对应性；毕业要求指标点课程目标对应关系说明毕业要求1工程知识1-1掌握专业所需的数理知识，能用于专业问题的理解、建模、分析与求解掌握常见工程材料的力学基本性质，以及教学目标1在载荷下的平衡与变形规律，熟练应用有关公式进行平的计算。
掌握刚体静力学、摩擦理论的基本理论，2-1能运用数理和工程知识进行专业领固体力学的三个基本假设以及材料力学的复杂工程问题中内涵的识别与理解教学目标2平面假设、虎克定律、强度条件、挠和弯曲理论，深刻理解力学模型在解决工程分析毕业要求2问题分析2-3能够运用基本原理分析复杂的工程问题的影响因素、关键环节，并教学目标3证实解决方案的合理性问题的作用。
课程代码：210305课程名称：工程力学/Engineering Mechanics学时/学分：96 / 6先修课程：《高等数学》、《线数》适用专业：机械设备及自动化、材料成型及控制工程、汽车应用技术、金属材料工程开课院系：基础教学学院工程力学教学部开课院系：基础教学学院工程力学教学部教材：《工程力学教程》西南交大应用力学与工程系编 2004 年 7 月参考教材：《理论力学》第六版哈尔滨工业大学理力教研室高教社 2002 年 8 月教材：主要参考书：《材料力学》单辉祖高等教育出版社 2004 年 4 月第二版《材料力学》刘鸿文高等教育出版社 2004 年第四版一、课程的性质和任务《工程力学》包括理论力学和材料力学这两门课的主要部分内容，是机电、材料、汽车等工科大学一门重要的技术基础课。
它的任务是使学生在学习高等数学、工程制图等课程的基础上，培养学生对简单工程对象正确建立力学模型的能力，对这些力学模型进行静力学，运动学，动力学(包括瞬时与过程)分析和计算的能力；同时对构件的强度、刚度以及稳定性等问题有明确的基本概念和基本计算能力。
能利用工程力学的基本概念判断分析结果正确与否的能力。
并为后续课程学习、以及从事工程技术工作打下坚实的力学基础。
二、教学内容和基本要求理论力学内容部分和基本要求：(一)静力学：力的概念；约束及约束力；物体的受力分析；各种力系的简化与平衡；摩擦和物体的重心。
(二)运动学：描述点的运动方程、在其基础上求点速度和加速度；刚体的平动与定轴转动方程的建立、如何求其速度和加速度；重点讲授点的复合运动和刚体的平面运动。
(三)动力学：质点运动微分方程，动力学普遍定理应用，惯性力的概念及达朗伯原理。
学完理论力学后，应完整地理解基本内容，掌握基本概念、基本理论和基本方法，并达到下列要求：1、具有从简单实际问题中提出理论力学问题的初步能力。
2、能选取分离体并正确画出受力图。
3、平面力系和空间力系的简化；能熟练运用平面力系的平衡方程求解简单物系的平衡问题(包括考虑有摩擦力的情况)。
一、命题范围《工程力学》课程内容包括：《理论力学》和《材料力学》两门课程的基本内容。
《理论力学》课程的基本内容如下：力对点的矩矢，力对轴的矩，合力矩定理。
主矢，主矩，力的平移，空间力系的简化。
力系的平衡方程及其应用，简单多刚体系统的平衡。
滑动摩擦，考虑摩擦的平衡问题。
速度合成定理及其应用，加速度合成定理及其应用。
平面图形上各点的速度分析，平面图形上各点的加速度分析。
质点系动量定理，质心运动定理。
质点系的动量矩定理，质点系相对质心的动量矩定理，刚体平面运动微分方程。
动能定理，机械能守恒定律，动力学普遍定理的综合应用。
质点系的达朗贝尔原理及其应用，惯性力系的简化，刚体的动约束力分析。
达朗贝尔-拉格朗日原理及其应用，拉格朗日方程及其应用。
单自由度线性系统的自由振动，单自由度线性系统的受迫振动。
《材料力学》课程的基本内容如下：内力（包括：轴力、扭矩、剪力和弯矩）方程，内力图，内力微分关系。
线弹性材料的物性关系，杆件横截面上的拉压正应力，平面弯曲正应力，拉压弯曲组合变形时杆件横截面上的正应力。
圆轴扭转切应力，非圆截面杆扭转切应力，弯曲中心的概念。
平面应力状态的应力坐标变换，应力圆，主应力，主方向，面内最大切应力，三向应力状态特例分析。
广义胡克定律，应变比能，体积改变比能，形状改变比能。
杆件拉压变形以及圆轴扭转变形的计算，用积分法和叠加法计算梁的位移，简单的超静定问题。
细长压杆的临界载荷。
屈服准则，断裂准则，设计准则的应用。
拉压杆的强度设计，连接件的假定计算，梁的弯扭组合变形，梁的强度和刚度设计，轴的强度和刚度设计，压杆的稳定性设计。
卡氏第二定理，用卡氏第二定理解超静定问题。
动载荷的惯性力问题和冲击应力。
应变电测的基本原理及其应用。
二、考试重点1．平面力系的平衡方程及其应用，考虑摩擦的平衡问题。
2．速度和加速度合成定理及其应用，平面图形上点的速度和加速度分析。
3．动力学普遍定理的综合应用，质点系的达朗贝尔原理及其应用。
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。
