《结构力学》课程教学大纲

1 《工程力学AⅡ》课程教学大纲

课程编号：0801105001

课程名称：工程力学AⅡ

英文名称：Engineering Mechanics AⅡ

学 分：3 总 学 时：48

讲课学时：40 实验学时：2 习题课学时：6

适用对象：近机类专业4年制本科生

先修课程：《高等数学》、《工程力学AⅠ》

学生自主学习时数建议：48

一、课程性质、目的和任务

工程力学AⅡ（材料力学）是近机类专业的一门重要的专业基础必修课。它的目的和任务是使学生了解材料的力学性能，掌握材料在外力作用下的变形破坏规律；能够熟练地应用静强度理论解决工程设计中杆件的强度问题、刚度问题和稳定性问题；同时为有关后续课程的学习奠定必要的理论基础。

二、教学基本要求

本课程的教学基本要求为：

1、理解材料力学的基本概念、掌握材料力学研究问题、解决问题的基本方法。

2、具有将杆类零构件简化为力学模型的初步能力。

3、能够熟练地运用截面法分析杆件的内力，绘制杆件的内力图。

4、了解材料的常规力学性能参量及其测试方法。

5、掌握杆件在四种基本变形下横截面上的应力分布规律及其计算方法；能够熟练地解决杆件在四种基本变形下的强度问题。

6、能够解决杆件在弯曲与拉伸（压缩）、弯曲与扭转组合变形下的强度问题。

7、掌握杆件在轴向拉伸（压缩）、扭转时的变形计算方法，能够熟练地解决相应杆件的刚度问题。

8、会运用变形比较法解决简单的拉伸（压缩）超静定问题。

9、理解压杆稳定概念，会计算压杆的临界力、临界应力，能够熟练地运用安全因数法进行压杆的稳定性计算。

三、教学具体内容

第一章 绪论

1、教学内容

（1）材料力学的基本任务

（2）材料力学的基本假设 2 （3）材料力学的研究对象

（4）杆件的基本变形

第二章 轴向拉伸与压缩

1、教学内容

（1）轴向拉伸与压缩的概念

（2）内力与截面法·轴力与轴力图

（3）应力概念·拉压杆的应力

（4）应变概念·拉压杆的变形

（5）材料拉伸时的力学性能

（6）材料压缩时的力学性能

（7）拉压杆的强度计算

（8）应力集中的概念

（9）拉压超静定问题

2、重点和难点

（1）重点：内力与截面法、材料拉伸与压缩时的力学性能、拉压杆的强度计算

（2）难点：拉压超静定问题

第三章 剪切与挤压

1、教学内容

（1）剪切与挤压的概念

（2）剪切的实用计算

（3）挤压的实用计算

（4）工程实例

2、重点和难点

（1）重点：剪切的实用计算、挤压的实用计算

（2）难点：连接件的强度计算

第四章 扭转

1、教学内容

（1）扭转的概念和实例

（2）外力偶矩的计算·扭矩和扭矩图

（3）扭转圆轴横截面上的应力

（4）扭转圆轴的强度计算

（5）扭转圆轴的变形与刚度计算

2、重点和难点

（1）重点：扭转圆轴的强度计算 3 （2）难点：扭转圆轴的刚度计算

第五章 弯曲内力

1、教学内容

（1）弯曲的概念和实例

（2）受弯杆件的简化

（3）剪力和弯矩

（4）剪力方程和弯矩方程·剪力图和弯矩图

（5）载荷集度、剪力和弯矩间的关系

2、重点和难点

（1）重点：剪力图、弯矩图

（2）难点：剪力与弯矩的快速计算、剪力图与弯矩图的快速绘制

第六章 弯曲应力

1、教学内容

（1）截面的几何性质

（2）弯曲正应力及其强度计算

（3）弯曲切应力及其强度计算

（4）梁的合理强度设计

2、重点和难点

（1）重点：弯曲正应力及其强度计算

（2）难点：脆性材料梁的正应力强度计算

第七章 组合变形

1、教学内容

（1）概述

（2）拉伸或压缩与弯曲的组合

（3）弯曲与扭转的组合

2、重点和难点

（1）重点：拉伸或压缩与弯曲的组合、弯曲与扭转的组合

（2）难点：弯曲与扭转组合变形圆截面杆的强度计算

第八章 压杆稳定

1、教学内容

（1）压杆稳定的概念

（2）临界力的欧拉公式

（3）临界应力的欧拉公式

（4）临界应力的经验公式 4 （5）压杆的稳定计算·安全因数法

（6）提高压杆稳定性的措施

2、重点和难点

（1）重点：欧拉公式、压杆的稳定计算

（2）难点：欧拉公式的适用范围

四、所含实践环节

1、习题课

安排6学时的习题课，其中包括2学时的期中测验和2学时的期中测验试卷分析。

2、实验

实验安排在课程内。开设低碳钢和铸铁的拉伸试验与压缩实验，测定低碳钢的屈服极限s、强度极限b、伸长率和断面收缩率；测定铸铁在拉伸和压缩时的强度极限b，2学时。

五、课外习题及课程讨论

为了达到本课程的教学基本要求，必须高度重视课外习题与习题课的教学环节。

每一次课后应布置3-5道能够覆盖所学知识点且有一定深度的课外作业，并及时认真批阅，若发现较为普遍的问题，应专门安排时间讲解。

在平时理论教学中，应注重对例题的讲解，首先是要精选例题，例题要典型，能起到举一反三的作用；其次，在讲解例题时，重点是讲方法和思路，点容易出错的地方。

习题课上，主要解决教学中的重点、难点问题，以及一些结合工程实际的综合性的问题。

六、教学方法与手段

本课程采用板书、教具与多媒体相结合、以多媒体为主的方式进行课堂教学。

七、各教学环节学时分配

章节（或内容） 讲课 实验 上机 习题课 讨论课 自主学习 合计

绪论、轴向拉伸与压缩 12 2 10 24

剪切 4 4 8

扭转 4 4 8

弯曲内力 4 2 8 14

期中测验与小结 4 2 6

弯曲应力 6 8 14

组合变形 4 6 10

压杆稳定 4 6 10

复习 2 2 5 合计 40 2 6 48 96

八、学生自主学习要求

本课程作为一门重要的专业基础课程，其内容多、难度大，学生在认真听课的同时，必须加强课堂外的自主学习。学生自主学习的要求为：

1、每一堂课前，应认真预习下一节课要讲的主要内容，使自己对新课有初步认识和大概了解，并找出疑难点。

2、每一堂课下课后，应及时复习。复习时，应认真阅读教材，整理课堂笔记，并完成教材每一章之后的所有复习思考题。从而吃透每个知识点，真正做到基本概念深刻理解，基本原理牢固掌握，基本公式熟练记忆。

3、在复习好的基础之上，独立自主地认真完成任课教师布置的课外作业。此外，还应尽可能地多做课外习题，最好能将教材中的每一道习题都做一遍，熟能生巧，增强自己运用所学知识分析问题、解决问题的能力。

九、考核方式与成绩评定

1、考核方式

本课程为考试课程，期末考试为闭卷笔试。具体考核内容以及考题形式详见该课程的考核大纲。

2、成绩评定

学生成绩由平时成绩与期末考试成绩两部分构成。平时成绩占30%，期末考试成绩占70%。其中，平时成绩根据期中测验成绩、出勤、作业以及学习态度综合评定，其评分细则详见该课程的考核大纲。

十、推荐教材和教学参考书

教 材：《材料力学第2版》，王永廉主编，机械工业出版社，2011

《工程力学试验指导书》，张焱编，校内讲义，2006

参考书：《材料力学学习指导与题解第2版》，王永廉主编，机械工业出版社，2013

大纲制订人：王永廉

大纲审定人：朱纯章

制订日期：2005年12月

修订日期：2014年05月

6 《工程力学AⅡ》课程实验教学大纲

一、教学目标与基本要求

本实验的教学目标与基本要求是使学生深化对课堂理论教学内容的认识；掌握测定材料常规力学性能的基本方法；掌握液压万能试验机等主要测试仪器设备的操作使用方法。

二、基本理论与实验技术知识

本实验所属课程《工程力学AⅡ》是近机类专业的一门主干专业基础必修课。它的目的和任务是使学生了解材料的力学性能，掌握材料在外力作用下的变形破坏规律；学会对简单杆系结构进行力学分析计算的基本方法；能够熟练地应用静强度理论解决工程设计中杆件的强度问题、刚度问题和稳定性问题。

本实验为《工程力学AⅡ》课程教学中的重要环节，是培养学生理论联系实际、独立思考以及动手能力的主要手段。在实验教学过程中，应着重要求学生掌握材料力学的基本知识与基本理论；掌握测定材料常规力学性能的基本实验技术和方法。

三、实验方法、特点与基本要求

1、拉伸与压缩实验

学习液压万能实验机的操作使用方法；观察低碳钢、铸铁在拉伸和压缩过程中的力学行为和现象；测定低碳钢在拉伸时的四个主要力学性能指标：屈服极限s、强度极限b、截面收缩率与延伸率；测定铸铁在拉伸和压缩时的强度极限b。

四、主要仪器设备

液压万能材料实验机、油标卡尺、直尺、电脑、打印机等。

五、实验项目的设置与内容提要

序号 实验项目 内 容 提 要 实验学时 实验类型 每组人数 实验要求

1 拉伸与压缩实验 测定低碳钢在拉伸时的屈服极限s、强度极限b、截面收缩率与延伸率；测定铸铁在拉伸和压缩时的强度极限b。 2 验证 3 必做

六、实验报告要求

每次实验提交实验报告。实验报告由实验目的、实验内容、实验数据的记录与处理以及实验结果的分析讨论组成。

七、考核方式与成绩评定标准