工程力学-课程自学指导书
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理论力学教案 1课题第1讲——第一章绪论学时2学时教学目的要求1、掌握工程力学的任务、地位、作用和学习方法,可变形固体的基本假设,工程力学的研究对象(杆件),杆件变形的形的形式。
2.理解工程力学的研究对象(杆件)的几何特征,使学生对工程力学这门课程的任务、研究对象有一个全面的概念。
3.了解工程的发展简史和学习本课程的方法。
主要内容1、简单介绍四种基本变形重点难点变形固体及其基本假设教学方法和手段以讲授为主,使用电子教案课后作业练习预习:第二章本次讲稿第一章绪论第一节工程力学的研究对象建筑物中承受荷载而起骨架作用的部分称为结构。
结构是由若干构件按一定方式组合而成的。
组成结构的各单独部分称为构件。
例如:支承渡槽槽身的排架是由立柱和横梁组成的刚架结构,如图1-1a所示;单层厂房结构由屋顶、楼板和吊车梁、柱等构件组成,如图1-1b所示。
结构受荷载作用时,如不考虑建筑材料的变形,其几何形状和位置不会发生改变。
图1-1ab结构按其几何特征分为三种类型:(1)杆系结构:由杆件组成的结构。
杆件的几何特征是其长度远远大于横截面的宽度和高度。
(2)薄壁结构:由薄板或薄壳组成。
薄板或薄壳的几何特征是其厚度远远小于另两个方向的尺寸。
(3)实体结构:由块体构成。
其几何特征是三个方向的尺寸基本为同一数量级。
工程力学的研究对象主要是杆系结构。
第二节工程力学的研究内容和任务工程力学的任务是研究结构的几何组成规律,以及在荷载的作用下结构和构件的强度、刚度和稳定性问题。
研究平面杆系结构的计算原理和方法,为结构设计合理的形式,其目的是保证结构按设计要求正常工作,并充分发挥材料的性能,使设计的结构既安全可靠又经济合理。
进行结构设计时,要求在受力分析基础上,进行结构的几何组成分析,使各构件按一定的规律组成结构,以确保在荷载的作用下结构几何形状不发生发变。
结构正常工作必须满足强度、刚度和稳定性的要求。
强度是指抵抗破坏的能力。
满足强度要求就是要求结构的构件在正常工作时不发生破坏。
《工程力学》课程自学要求及学习指导一、课程的性质和任务工程力学是土木建筑、水利水电等学科的专业基础课。
其内容是在静力学的基础上,通过基本假设与典型实验,建立起用来确定杆件承载能力的科淫。
本课程的口的和任务是使学生熟练掌握物体的受力分析方法,掌握杆件的强度、刚度和稳定性的基本概念,为学习冇关的后继课程打好必要的基础,并为将来学习和掌握新的科淫技术创造条件。
使淫生初步淫会应用工程力淫的理论和方法,分析、解决一些简单的工程实际问题。
二、课程的基本要求(1)拿握简单结构或部件受力图的画法,熟练利用平衡条件求解各种刚体系统的约束力。
了解静定结构与超静定结构的概念(2)熟练掌握杆件基木变形时的内力计算与内力图画法,熟记基木变形时横截面上的应力分布图及最大应力计算式。
熟练常握强、刚度条件及其应用。
(3)掌握应力状态理论与强度理论的概念,了解四个基本强度理论,熟记各强度理论的和当应力及其适用范围。
会分析组合变形时的危险截面与危险点。
(4)了解稳定性的概念及欧拉公式的推导;掌握简单压杆的稳定性计算。
(5)认真研习教材及相关参考书;认真完成平吋作业;按吋完成并及时提交测验作业。
四、课程内容的重点、难点、深度及广度本课程内容的重点:1、静力学基木公理;各种物体的受力图;各种力系的平衡条件及应用。
2、截面法求内力;各种内力图绘制。
3、低碳钢拉伸时的应力应变曲线中的强度指标与塑性指标。
4、拉伸(压缩)、扭转、弯曲强度条件及其三种不同条件下的应用。
5、主应力计算;四种常见强度理论及其应用。
6、组合变形时的危险截面与危险点分析。
7、压杆稳定时的临界应力总图。
本课程内容的难点:1、平面一般力系平衡条件及其等效形式的合理选用。
2、用微分关系绘制梁的内力图。
3、梁的剪应力计算。
4、用积分法求梁的变形。
5、截而核心的概念及其截而核心的大致形状及其计算。
本课程内容的深度及广度:本课程是一门工程实用型课程,立足于使初学者初步掌握工程简单部件的受力分析方法与平衡计算,了解有关强度、刚度与稳定性的概念,并能对的杆件承载能力进行理论计算。
学习指南一、课程基本情况本课程总学时:54学时。
工程力学课程是公路运输类、土建施工类、市政工程类、建筑设计类、水上运输类、铁道运输类、港口运输类、水利工程与管理类等专业的必修专业基础课。
工程力学的经典算法和计算机算法为后续专业课程知识和专业技能的学习奠定基础,同时被广泛应用于各类土建工程设计、施工、管理工作之中。
本课程作为交通土建类专业最重要的基础理论课程之一,对于学生专业系统学习和培养学生职业生涯可持续发展能力具有极其重要的作用。
二、课程模块结构为了实现课程目标,根据认知规律,精心设计了由“力学基础理论模块”、“工程典型构件分析模块”、“工程计算综合模块”三大模块组成的课程结构,共计13个学习单元,考虑学习者对共享资源搜索“快捷性”和“针对性”的要求,根据“碎片化”原则共设计了53个学习任务。
实现学习过程由理论到实践、学习项目由单一到综合、力学分析能力逐步提升。
图1 工程力学课程模块结构三、基本学习方法本课程理论、实践性均强,学习时注意理论联系实际,在课程学习过程中,注意结合工程实物,除了课堂教学外还有对应的实践环节,所以完成除了一定量的作业以外还需要完成课外实践任务(如现场考察见习、学习小组活动、力学在工程中的应用专题研讨、课外新闻发布会、力学应用能力竞赛等)。
工程案例计算时严格遵守国家、行业标准规范,树立规范概念。
四、课程学习指导1.课程学习流程所有学习者均可利用本精品共享资源课程学习课程内容,建议按照“了解重难点→内容学习→测试”这种流程进行学习,具体的流程见图2。
图2 课程学习流程图2.各模块内容力学分析路线模块一、力学基础理论本模块单元按照“学习力学基本概念→学习绘制物体受力图→学会平衡条件的应用”的路线进行力学分析。
具体路线见图3。
图3 模块一学习路线模块二、工程典型构件分析本模块各单元按照“外力分析→内力计算→强度、刚度、稳定性计算”的路线进行力学分析。
具体路线见图4。
图4 模块二学习路线模块三、工程计算综合案例本模块各单元学习过程中按照“资料收集→查阅规范→荷载分析→构件受力类型分析→强度、刚度、稳定性计算→递交成果”的路线进行力学分析。
《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。
工程力学课程自学辅导资料二○○八年十月工程力学课程自学进度表注:期中(第10周左右)将前半部分测验作业寄给班主任,期末面授时将后半部分测验作业直接交给任课教师。
总成绩中,作业占15分。
工程力学课程自学指导书第一章 静力学的基本概念、公理、受力图一、本章的核心、重点及前后联系(一)本章的核心1、静力学基本概念及公理;2、力系的主矢、主矩、力对点之矩和力对轴的之矩的概念及计算;3、力系等效定理;4、约束的概念,柔性约束、光滑接触表面约束、光滑铰链约束的特征及约束反力的画法。
(二)本章重点1、静力学基本概念及公理2、力系的主矢、主矩、力对点之矩和力对轴的之矩的概念及计算3、力系等效定理;4、约束的概念,柔性约束、光滑接触表面约束、光滑铰链约束的特征及约束反力的画法。
(三)本章前后联系力系等效定理是后续章节中各种力系简化的依据。
二、本章的基本概念、难点及学习方法指导(一)本章的基本概念1.力:力是物体间的相互机械作用2.平衡:指物体相对于地面保持静止或匀速直线运动的状态,平衡是机械运动的一种特殊形式。
3.刚体:物体受力作用后大小和形状保持不变的物体,特征是刚体内任意两点的距离始终保持不变。
4.物体间的相互机械作用,这种作用可使物体的运动状态和形状发生改变。
5.力系:作用在物体上的一群力,记为),,,(21n F F F 6.等效力系:若两个力系对物体的外效应完全相同,则称这两个力系为等效力系。
7.力对点之矩:力使刚体绕O 点转动的强弱程度的物理量称为力对O 点的矩 8.自由体:可以在空间不受限制地任意运动的物体。
9.非自由体:运动受到了预先给定条件的限制的物体。
10.约束:事先对物体的运动所加的限制条件。
11.约束力:约束对被约束物体的作用力,它是一种被动力。
12.约束力三要素:作用点:在相互接触处方 向:与约束所能阻止的物体的运动方向相反。
大 小:不能事先知道,由主动力确定。
13.主动力:使物体运动或有运动趋势的力。
《工程力学》学习指南(概要)工程力学是工科学生由基础理论过渡到专业基础的一门技术基础课程,也是学生学习分析工程问题的基础。
通过本课程的学习,掌握力、力偶、约束等基本概念和力系的简化/平衡等刚体静力学的基本理论与方法;了解材料的基本力学性能;掌握应力、应变等基本概念;具有杆件强度、刚度问题的基本分析和计算能力;了解强度、刚度、稳定性的概念和工程中构件的破坏形式及其控制设计准则。
通过本课程的学习,了解工程中分析处理问题的基本方法。
学生学习过程中注意在学习基本理论知识的同时,注重以课程学习为载体,努力培养分析问题解决问题的研究型思维,培养理论分析和实践的能力。
各章学习要点如下:第一章绪论了解力和运动的基本概念及静力学研究问题的基本方法。
注意理解力学与工程的密切联系,理解为什么力学课程是培养研究型思维的极佳载体。
第二章刚体静力学基本概念与理论本章是整个力学理论知识的关键基础,应特别理解和体会如何将复杂的工程问题进行简化,建立研究对象的受力分析模型,从而找到求解受力的方程(平衡方程)。
必须了解和掌握刚体、力和力偶的概念;熟练掌握约束的概念和类型,熟练掌握约束力的画法;熟练正确地对物体进行受力分析,并画出正确的受力图;掌握平面汇交力系合成与平衡的几何法和平面汇交力系合成与平衡的解析法;了解和掌握平面力对点之矩的概念及计算;掌握平面力偶理论和应用;了解平面任意力系向作用面内一点简化和平面任意力系的简化结果分析;熟练掌握平面任意力系的平衡条件和平衡方程。
第三章静力平衡问题本章通过前面建立的平衡方程,体会平衡方程解决工程实际问题受力的方法。
必须理解物体系的平衡及静定和静不定问题概念;了解摩擦角和自锁现象,掌握考虑摩擦时物体的平衡问题的解法;掌握平面简单桁架内力计算;了解和掌握力对点的矩和力对轴的矩;了解和掌握空间任意力系向一点的简化及主矢和主矩和空间任意力系的简化结果分析;熟练掌握空间任意力系的平衡方程及应用举例;了解重心的计算方法。
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)。
精选全文完整版(可编辑修改)工程力学课程教学大纲课程名称:工程力学英文名称:Engineering Mechanics课程编码:x4041351学时数:32其中实践学时数:0课外学时数:0学分数:2.0适用专业:环境工程一、课程简介工程力学既是各门后续力学课程的理论基础,又是一门具有完整体系并继续发展着的独立学科,而且在工程中有着广泛的应用。
其教学内容分为两部分:静力学和材料力学。
静力学研究物体在力系作用下的平衡条件,主要包括物体的受力分析、力系的等效替换(或简化)、各种力系的平衡条件及其应用;材料力学研究杆件的强度、刚度和稳定性问题,主要包括应力、应变、变形等基本概念,杆件强度、刚度和稳定性校核所必要的基础知识和计算方法等。
二、课程的性质和教学目标工程力学是环境工程专业的一门专业选修课,该课程的学习可以帮助学生理解力学的基本概念和基本定律,掌握工程力学的基础知识和基本理论以及处理工程力学问题的基本方法,同时可以有效培养学生逻辑思维能力,促进学生综合素质的全面提高。
三、教学目标与毕业要求关系表四、课程教学内容、基本要求、重点和难点静力学部分:(一)静力学的基本概念、受力图了解力和刚体的概念,掌握静力学公理;熟练进行物体的受力分析,画受力图。
重点:物体的受力分析;难点:画受力图。
(二)平面汇交力系了解工程中的平面汇交力系,掌握平面汇交力系平衡方程,平面汇交力系合成。
重点和难点:列平面汇交力系平衡方程。
(三)力矩平面力偶系理解力对点之矩、力偶对力偶矩,平面力偶的合成与平衡问题;掌握力偶的等效。
重点:平面力偶的合成与平衡问题;难点:列平衡方程。
(四)平面一般力系了解工程中的一般力系问题;理解力线平移定理,平面一般力系向一点简化,主矢和主矩,掌握利用平衡方程进行计算的方法。
重点:列平衡方程;难点:物体系平衡问题。
(五)空间力系了解工程中的空间力系问题;理解力在空间坐标轴上的投影,力对轴之矩;掌握列空间力系的平衡方程求解未知的约束反力方法。
工程力学学习指导第1章工程静力学基础一、教学要求与学习目标1.正确掌握下列基本概念与定义:(1)力及其作用效应;(2)力对点之矩;(7)力偶及其性质。
2.正确掌握关于力性质的几个基本原理;2.正确掌握力平衡的基本概念,掌握二力平衡与三力平衡的条件,能够正确判断二力杆或二力构件;3.正确分析各种常见的约束,并能根据约束的性质确定约束力;4.初步掌握受力分析的基本方法,学会取隔离体、画受力图。
5.二、理论要点1.力的基本概念一个物体对另一个物体的作用,若其结果使物体的运动状态发生变化或产生变形,则这种作用在力学上称之为“力”。
两个物体的相互作用可以是直接接触的,也可以非直接接触的。
前者所见甚多;后者如重力、电磁力等这种相互作用是通过某种“场”进行的:重力是通过地球与物体之间引力场进行的;电磁力是通过电磁场进行的。
一般情况下,力作用在物体上,将同时产生两种效果:一是使物体的机械运动状态发生改变,即运动效果(平衡则是其特殊情形);二是使物体发生变形,即变形效果(刚体不发生变形则是在特定条件下的一种简化)。
力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点。
但力对刚体的作用效果则取决于力的大小、方向和作用线的位置,因为力对于刚体只产生运动效果,而这种作用效果除与力的大小和方向有关外,还与力的作用线位置有关,而与力作用在这一作用线上的哪一点无关。
力是矢量,矢量的模为力的大小,矢量的始端或末端为力的作用点,矢量所在的直线为力的作用线;矢量的指向即为力的方向。
力一般用字母F、F P、F R等表示。
在国际单位制中,力的单位为牛顿,简称牛(N)。
2.关于力的基本性质的原理原理1:两个物体相互作用的力,大小相等,方向相反,作用线相同。
这是牛顿第三定律—作用与反作用定律。
在这里容易将其与作用在一个物体上的一对平衡力相混淆。
因为二者都是大小相等、方向相反、作用线相同的;但作用与反作用力分别作用在两个不同的(相互作用的)物体上,而一对平衡力则作用在同一个物体上。
《工程力学》课程学习指南一、《工程力学》课程推荐教材《工程力学》中国水利水电出版社全国水利水电类高职高专统编教材二、《工程力学》课程内容的组织与安排本课程教学内容组织与安排是以“坚实基础、强化能力、跟踪前沿、重在应用”为指导思想,把本课程划分为十个模块(下含30个单元),两学期完成.第一至第六模块是在校生第二学期学习、第七至第十模块是在校生第三学期学习,第十模块中的企业实训部分要求学生在教师带领下到校企合作的企业进行工程力学的社会调研和实践,观察力学在土建工程施工中的应用,了解应用本课程的知识和技能可以解决工程中的哪些实际问题,并完成实践总结报告。
三、《工程力学》课程的性质与作用《工程力学》课程是为水利、土木、交通类专业的结构设计提供理论依据和计算方法,为工程施工提供技术保障的土建大类专业重要的专业基础课程。
本课程是以《高等数学》、《工程制图》、《建筑材料》等课程为基础,为后续课程《钢筋混凝土与砌体结构、《地基基础》、《钢结构》、《建筑施工技术》、生产实习及毕业顶岗实习打基础的课程,是学生就业岗位施工员、技术员、质检员、安全员等岗位资格考试课程,又是学生发展岗位国家注册结构师和建造师主要考试课程之一,更是提高学生综合能力起关键作用的课程。
因此,本课程在土建大类专业的课程中占有极其重要的位置。
四、工程力学的研究内容、任务和方法工程力学是一门研究物体平衡规律以及构件及结构的强度、刚度和稳定性的科学,它涵盖了刚体静力学、材料力学和结构力学的主要内容。
在水利、土建、交通行业的生产领域,都有大量的工程力学的应用问题,所谓结构,是指在建筑物或构筑物中起骨架作用,能够承受荷载的那部分体系;所谓构件,是指组成结构的各部分部件。
工程力学所研究的问题主要有三类:第一类是研究物体的平衡规律;第二类是研究力使物体变形的规律,即研究作用在物体上的力与变形之间的关系;第三类是研究结构的承载能力问题。
研究物体在平衡状态下,作用在物体上的力与力之间的关系是刚体静力学的问题,研究构件的强度、刚度、稳定性问题是材料力学的问题,而研究结构的强度、刚度、稳定性问题是结构力学问题。
《工程力学Ⅱ》课程自学指导书一、前言1.课程的性质;《工程力学Ⅱ》课程是机械类专业必修的一门技术基础课,本课程内容在工程技术领域有着广泛的应用。
这门课程的主要特点是理论性强,紧密结合工程实际。
本门课程研究物体的受力分析方法;力系的平衡条件及应用。
研究构件的强度,刚度和稳定性计算,从而能对简单的工程问题进行分析和计算。
为学生进一步获得力学知识,学好以后的各门专业基础课、专业课奠定必要的力学基础。
2.课程的任务与作用(含与前修和后续课程的关系);本课程是一门重要的技术基础课,它是一门研究物体受力、构件强度、刚度和稳定性计算的科学,它的任务是物体受力分析计算,在保证构件既安全适用又经济的前提下,为构件选择合适的材料,确定合理的的截面形状和尺寸,提供必要的计算方法和实验技术。
它也为学生学习后继课程奠定基础,把它应用于工程,即可对杆类构件或零件进行强度、刚度和稳定性设计。
为学生后继学习机械原理、机械设计等课程及有关的科学技术打好必要的力学基础,学会应用工程力学的基本理论和方法分析与解决一些简单的工程实际问题。
3.课程的主要内容、难点与重点;课程主要内容:本课程包括理论力学和材料力学两部分。
理论力学研究质点系和刚体系统机械运动(包括平衡)的基本规律,主要讲述物体的受力分析、力系简化和物体及物体系统的平衡,点和刚体的运动学分析,质点与质点系的动力学分析的研究方法。
材料力学的主要任务是在满足强度、刚度、稳定性的要求下,为构件工程设计提供必要的理论基础和计算方法。
使学生掌握质点、质点系和刚体机械运动的基本规律及其研究方法,对杆件的强度、刚度和稳定性问题有明确的基本概念,必要的基础知识和熟练的计算能力。
课程重点:平面力系以及空间力系中力系的简化以及平衡的计算,材料力学中包括的五大基本变形的特征及相应的计算等。
课程难点:轴向拉伸与压缩,剪切与挤压,圆轴的扭转,梁的平面弯曲以及组合变形的强度计算。
4.课程学习指导。
《工程力学Ⅱ》是一门理论性、系统很强的课程,学生应循序渐进、步步为营、扎实掌握。
在学习《工程力学Ⅱ》的过程中,注意理解基本概念,掌握分析问题的思路和方法;应当根据情况进行必要的复习。
学习工程力学的另一个重要环节是做习题。
在学习过程中,必须要做相当数量的习题。
做习题是对原理和方法的应用,通过做习题可以加深对基本概念和方法的深入理解。
做习题的过程使学生的分析能力、计算能力和综合应用能力都可以得到训练和提高,学习过程中应当充分重视做习题。
主要教学参考教材:工程力学·静力学(第4版)北京科技大学,东北大学编高等教育出版社 2008年工程力学·材料力学(第4版)北京科技大学,东北大学编高等教育出版社 2008年工程力学(少学时)张定华主编高等教育出版社2000年工程力学莫宵依主编机械工业出版社2010年工程力学朱品武主编华中科技大学出版社2012年工程力学(第2版)张秉荣主编机械工业出版社2010年二、自学进度表注:习题选自如下参考教材其中。
工程力学·静力学(第4版)北京科技大学,东北大学编高等教育出版社 2008年工程力学·材料力学(第4版)北京科技大学,东北大学编高等教育出版社 2008年工程力学(少学时)张定华主编高等教育出版社 2000年三、各章节自学内容及指导第1章静力学基本概念及物体的受力分析(一)学习目的与要求。
通过本章的学习要求学生了解工程力学的基本框架。
了解平衡、刚体、力和力系的基本概念。
理解静力学的四个基本公理。
重点掌握约束和约束反立;对物体进行受力分析的方法;受力图的画法。
(二)自学内容。
静力学的基本概念与公理;常见约束类型和约束反力;判断二力构件,物体的受力分析和受力图。
(三)本章重点。
1、常见约束与约束反力;2、物体的受力分析。
(四)本章难点。
1、判断二力构件;2、物体的受力分析。
(五)综合练习。
参考教材中习题。
第2章平面汇交力系与平面力偶系(一)学习目的与要求。
通过本章的学习要求学生了解平面内各力作用线相交于一点的汇交力系;理解力多边形、合力、平衡条件、平衡方程等概念。
掌握平面汇交力系的合成(简化)方法;平面汇交力系平衡条件及应用。
了解平面中力矩、力偶的等概念。
掌握合力矩定理,力偶的等效条件和性质;力偶合成(简化)方法;平面力偶系平衡条件及应用。
(二)自学内容力在直角坐标轴上的投影,平面汇交力系平衡的几何条件、平面汇交力系平衡的解析条件,汇交力系的平衡方程;力偶的性质,力偶的等效条件;力偶系的合成结果;平面力偶系的平衡条件。
(三)本章重点1、汇交力系平衡的几何、解析条件;2、汇交力系的平衡方程;3、力偶的性质;4、平面力偶系的平衡条件与平衡方程。
(四)本章难点1、正确计算力在直角坐标轴上的投影;2、求解平面汇交力系;3、平面力偶系的平衡条件与平衡方程。
(五)综合练习。
参考教材中习题。
第3章平面任意力系(一)学习目的与要求。
通过本章的学习要求学生了解力的平移定理、平面一般力系的简化方法。
掌握并理解平面一般力系向一点简化后的结果。
掌握平面一般力系平衡的必要与充分条件、平面一般力系的平衡方程及平面一般力系平衡方程的应用;特别是物体系统的平衡问题。
(二)自学内容力的平移定理;平面任意力系向一点简化的结果及其分析;平面任意力系的平衡条件及平衡方程;物质系统的平衡求解;考虑有摩擦时物体的平衡问题。
(三)本章重点1、平面任意力系向一点简化的结果;2、平面任意力系的平衡条件及平衡方程。
(四)本章难点物体系统的平衡求解。
(五)综合练习。
参考教材中习题。
第4章空间力系(一)学习目的与要求。
通过本章的学习要求学生了解空间力系的简化方法以及简化结果;掌握力在空间坐标轴上的投影,力对轴之矩力及其与对点之矩的关系;掌握空间力系的平衡条件及其应用。
(二)自学内容空间任意力系的简化;空间任意力系的平衡条件与平衡方程;重心位置的计算公式。
(三)本章重点1、空间任意力系向一点简化的结果;2、空间任意力系的平衡平衡方程。
(四)本章难点1、空间约束类型;2、空间问题的求解;2、物体重心的位置。
(五)综合练习。
参考教材中习题。
第5章材料力学概述(一)学习目的与要求。
通过本章的学习要求学生了解材料力学的任务、研究对象和基本概念。
掌握截面法。
(二)自学内容材料力学的任务,研究对象、变形固体的基本假设,杆件变形的基本形式。
(三)本章重点1、内力的概念;2、用截面法求杆件内力;3、正应力和剪应力的概念;4、小变形的概念;5、线应变和角应变的概念;6、变形固体的基本假设及其在材料力学问题中的应用。
(四)本章难点1、材料力学的研究对象为变形固体,理论力学的研究对象为刚体,所以理论力学的一些基本原理引入材料力学时应慎重。
2、应力是一点的应力,应力与横截面之间的方位关系。
3、小变形概念在解决材料力学问题时的应用(1)研究杆件受力时,可不考虑杆件的变形,根据变形前的位置建立力的平衡方程;(2)利用小变形条件,可使杆件的变形计算得到简化;(3)小变形的条件下将所研究的问题线性处理――在计算节点的位移时可以以切代弧,使计算简化。
4、材料力学处理问题的方法(1)用截面法确定横截面内力的大小;(2)各种基本变形的平面假设;(3)计算杆件横截面上的应力和杆件的变形。
第6章轴向拉伸与压缩(一)学习目的与要求。
通过本章的学习要求学生了解材料力学的任务、基本假设、基本变形。
掌握材料在拉(压)时的力学性质、拉(压)内力、应力、变形、强度计算和超静定问题。
了解剪切与挤压的基本概念;掌握剪切与挤压的实用计算方法。
(二)自学内容轴向拉压的概念与工程实例,截面法的应用,计算轴力、画杆件的轴力图。
轴向拉压时横截面的应力分布规律及应力计算公式;许用应力与安全系数的确定;拉压时杆件的强度计算。
拉压变形量的计算、虎克定律的应用;低碳钢、铸铁在拉伸时的力学性质,其他塑性材料在拉压时的力学性质。
剪切面与挤压面的计算,剪切与挤压的实用计算。
(三)本章重点1、轴力图的绘制;2、轴向拉压时横截面上的正应力分布规律,正应力计算公式;3、拉压时杆件的强度计算;4、拉压变形量的计算、虎克定律的应用;5、低碳钢、铸铁在拉伸时的力学性质。
(四)本章难点1、横截面上正应力的分布规律;2、强度计算的三个方面;3、杆件变形量的计算;4、剪切面与挤压面的计算。
(五)综合练习。
参考教材中习题。
第7章扭转(一)学习目的与要求。
通过本章的学习,要求学生了解扭转变形的基本概念,剪应力互等定理,掌握扭转变形横截面上剪应力的计算方法及强度条件、扭转的变形、刚度条件及静不定问题。
(二)自学内容扭转变形的受力特点与变形特点;扭转变形的内力的计算、内力图的绘制。
圆轴扭转时横截面上剪应力的分布规律及计算公式;扭转变形的强度计算;圆轴的扭转变形时的变形量。
(三)本章重点1、圆轴扭转的受力特点及变形特点;2、学会计算外力偶矩和扭矩、会画扭矩图;3、圆轴扭转时横截面上剪应力的分布规律及计算公式;4、扭转变形的强度条件;5、扭转剪应力计算公式的适用条件;6、纯剪切的概念;7、圆轴扭转变形的变形量和扭转刚度条件。
(四)本章难点1、圆轴扭转时横截面上剪应力的分布规律及计算公式;2、杆件在扭转变形时的强度计算和刚度计算;3、剪应力互等定理的应用。
(五)综合练习。
参考教材中习题。
第8章弯曲内力(一)学习目的与要求。
通过本章的学习,要求学生了解弯曲变形的基本概念,掌握剪力和弯矩的计算及剪力图和弯矩图的画法。
(二)自学内容梁的简化、弯曲变形时横截面上的内力,内力图,微分关系快速作梁的内力图。
(三)本章重点1、梁的受力特点和变形特点;2、平面弯曲的概念;3、梁的三种形式;4、剪力和弯矩的符号规定;5、内力方程、剪力图和弯矩图。
6、均布载荷、剪力、弯矩之间的微分关系;7、利用微分关系快速作内力图。
(四)本章难点1、弯曲内力的符号规定;2、力偶对弯矩的影响;3、利用微分关系快速作梁的内力图。
(五)综合练习。
参考教材中习题。
第9章弯曲应力(一)学习目的与要求。
通过本章的学习,要求学生了解构件弯曲变形,横截面上正应力、剪应力的分布规律。
掌握构件弯曲变形时横截面上正应力与剪应力的计算方法及强度条件。
(二)自学内容弯曲变形时横截面上的正应力的分布规律,弯曲正应力的计算公式,弯曲强度计算,梁的合理截面以及提高梁的弯曲强度的措施。
(三)本章重点1、纯弯和横力弯曲的概念;2、中性层和中性轴的概念;3、弯曲正应力的分布规律和计算公式,以及公式的适用条件;4、弯曲剪应力的分布规律和计算公式;5、塑性材料、脆性材料梁的弯曲强度校核;6、提高梁的弯曲强度的措施。
(四)本章难点1、危险截面的确定:对于等直梁,危险面就在∣M∣max处,而对于变截面梁,要分别计算∣M∣max处和截面最弱处的应力,这些截面都可能是危险面;对于抗拉压强度不等的脆性材料其危险面可能发生在∣M∣+max或∣M∣-max处或截面最弱处;2、塑性材料、脆性材料的强度校核。