工程力学第十二章

《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

第一章 静力学基础

一、判断题

1-1、如物体相对于地面保持静止或匀速运动状态,则物体处于平衡。 （ ）

1-2、作用在同一刚体上的两个力,使物体处于平衡的必要和充分条件是：

这两个力大小相等、方向相反、沿同一条直线。 ( )

1-3、静力学公理中,二力平衡公理和加减平衡力系公理仅适用于刚体。 ( )

1-4、二力构件是指两端用铰链连接并且指受两个力作用的构件。 ( )

1-5、对刚体而言，力是滑移矢量，可沿其作用线移动。 （ ）

1-6、对非自由体的约束反力的方向总是与约束所能阻止的物体的运动

趋势的方向相反。 （ ）

1-7、作用在同一刚体的五个力构成的力多边形自行封闭，则此刚体一

定处于平衡状态。 （ ）

1-8、只要两个力偶的力偶矩相等，则此两力偶就是等效力偶。 （ ）

二、单项选择题

1-1、刚体受三力作用而处于平衡状态,则此三力的作用线( )。

A、必汇交于一点 B、必互相平行

C、必都为零 D、必位于同一平面内

1-2、力的可传性（ ）。

A、适用于同一刚体 B、适用于刚体和变形体

C、适用于刚体系统 D、既适用于单个刚体，又适用于刚体系统

1-3、如果力FR是F1、F2二力的合力,且F1、F2不同向，用矢量方程表示为

FR= F1+ F2，则三力大小之间的关系为( )。

A、必有FR= F1+ F2 B、不可能有FR= F1+ F2

P2 刚体：在力的作用下不会发生形变的物体。

力的三要素：大小、方向、作用点

平衡：物体相对于惯性参考系处于静止或作匀速直线运动。

二、静力学公理

1力的平行四边形法则：作用在物体上同一点的两个力，可以合成为仍作用于改

点的一个合力，合力的大小和方向由这两个力为边构成的平行四边形的对角线

矢量确定。

2二力平衡条件：作用在同一刚体上的两个力使刚体保持平衡的必要和充分条件

是：这两个力的大小相等、方向相反，并且作用在同一直线上。

3加减平衡力系原理：作用于刚体的任何一个力系中，加上或减去任意一个平衡

力系，并不改变原来力系对刚体的作用。

（1）力的可传性原理：作用在刚体上某点的力可沿其作用线移动到该刚体内的

任意一点，而不改变该力对刚体的作用。

（2）三力平衡汇交定理：作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作

用线汇于一点，则此三个力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。

4作用与反作用定律：两个物体间相互作用的力，即作用力和反作用力，总是大

小相等，方向相反，作用线重合，并分别作用在两个物体上。

5 刚化原理：变形体在某一力系作用下处于平衡状态时，如假想将其刚化为刚

体，则其平衡状态保持不变。

三、约束和约束反力

P7 约束：

1柔索约束：柔索只能承受拉力，只能阻碍物体沿着柔索伸长的方向运动，故约

束反力通过柔索与物体的连接点，方位沿柔索本身，指向背离物体；

2光滑面约束：约束反力通过接触点，沿接触面在接触点的公法线，并指向物体，

即约束反力为压力；

3光滑圆柱铰链约束：

①圆柱、②固定铰链、③向心轴承：通过圆孔中心或轴心，方向不定的力，可

正交分解为两个方向、大小不定的力；④辊轴支座：垂直于支撑面，通过圆孔

中心，方向不定；

4链杆约束（二力杆）：工程中将仅在两端通过光滑铰链与其他物体连接，中间

又不受力作用的直杆或曲杆称为连杆或二力杆，当连杆仅受两铰链的约束力作

用而处于平衡时，这两个约束反力必定大小相等、方向相反、沿着两端铰链中

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文案大全 《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 实用标准文档

文案大全 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