第一章工程力学概论
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《工程力学》课程教学大纲
工程力学是机电一体化、机械制造与自动化、过程装备与控制工程等专业的一门理论性较强的重要技术基础课程,在整个教学过程中起着承前启后的任务。按照专业需要,本课程主要讲授静力学、杆件的变形与强度计算、动载荷、构件的疲劳强度、新材料力学概述等内容。学生通过本课程的学习可以处理简单工程实际力学问题。本课程总计64学时,4学分。课程的前修课程为高等数学和物理学。
教学大纲
绪论:工程力学的重要地位、研究内容与分析模型、分析方法。
第一部分 静力学
1. 静力学基础
刚体、力、力系的概念。静力学基本原理。约束和约束力基本概念,约束的基本类型。力矩的概念,合力矩定理,受力图。
2. 力系的等效与简化
力系等效与简化的概念。力偶的概念及其性质。力向一点平移定理。平面汇交力系合成的方法。固定端约束的约束力分析。
3. 力系的平衡条件与平衡方程
平面任意力系的平衡条件和平衡方程。刚体系统的平衡问题,考虑摩擦时的平衡问题,摩擦角和自锁概念。空间任意力系的简化与平衡条件。
第二部分 材料力学
4. 材料力学的基本概论
材料力学的任务及研究对象。关于材料的基本假设。基本概念:内力、外力、正应力、切应力、正应变、切应变。
5. 杆件的内力分析与内力图
基本概念与基本方法。轴力图与扭矩图。剪力图与弯矩图。
6. 杆件拉伸与压缩时的应力、变形分析与强度设计
拉(压)杆的应力与应变分析。强度设计:强度校核、尺寸设计、许可载荷。材料的力学性能基本知识。应力—应变曲线及其特征点:比例极限、弹性极限、屈服极限、强度极限。材料的塑性指标:伸长率、截面收缩率。强度失效概念。材料压缩时的力学性能。集中载荷附近应力分布,应力集中概念。斜界面应力。循环加载时材料的力学行为。拉伸和压缩超静定问题。
7. 扭转
扭转的概念和实例。功率与扭力偶矩的计算。剪切虎克定律。剪应力互等定理。剪切弹性模量。圆轴扭转时的应力和变形。圆截面的极惯性矩。抗扭刚度。扭转截面系数。圆轴扭转时的强度条件和刚度条件。 8. 弯曲强度问题
《工程力学I》教学大纲总学时: 48 理论课学时: 48 实验课学时: 0一、课程的性质 工程力学是一门由基础理论课过渡到专业课的技术基础课。主要研究机械设备零件及结构构件的受力,以及杆件在载荷作用下的强度、刚度和稳定性的问题,为工程有关零构件设计提供必要的基础知识和计算方法。二、课程的目的与教学基本要求本课程是由理论力学的静力学部分和材料力学的基本部分所组成。通过静力学的学习,要求学生熟练掌握构件平衡时的受力分析和计算方法。通过材料力学的学习,要求学生熟练掌握杆件的四种基本变形和组合变形的内力、应力及变形的计算方法,从而解决杆件的强度、刚度的问题。本课程的前修课程为高等数学和物理学。 教学基本要求:(1)熟练掌握物体平衡时的受力分析和计算方法。(2)基本掌握将一般工程零部件或结构简化为力学简图的方法。(3)牢固树立四种基本变形及组合变形的概念,熟练掌握直杆的受力分析。(4)熟练掌握杆件在基本变形下的内力、应力、位移及应变的计算,并能应用强度、刚度条件进行计算。(5)了解平面几何图形的性质,能计算简单图形的静矩、形心、惯性矩、圆截面的极惯性矩。能用平行移轴公式求简单组合截面的惯性矩。会应用型钢表。(6)熟练掌握求解简单超静定问题的基本原理和方法,正确建立变形条件,掌握求解轴向拉压超静定、简单超静定梁问题。(7)掌握常用金属材料的力学性质及测定方法。(8)理解剪切的概念,能进行剪切和挤压的实用计算。三、课程适用专业高分子工程、材料化学工程、轻化工程、资源工程、糖工程、工业设计等专业。四、课程的教学内容、要求与学时分配第一部分 静力学(共14学时) 1. 静力学基础(6学时) 静力学的任务及研究对象。力及其性质。力矩。力偶及其性质。约束和约束力。研究对象和受力图。 2. 力系的简化(2学时) 力的平移定理。平面力系的简化。 3. 力系的平衡(6学时) 平面力系的平衡方程。空间力系的平衡方程。物体系统的平衡问题。静定和超静定问题的基本概念。、管路敷设技术
823工程力学参考书目
1 工程力学参考书目介绍
工程力学是力学、力学计算以及装备设计等多个学科的总称,是研究机械系统及其工作原理的理论数学。我国本科生和研究生学习工程力学的工作日渐增多,因此,有必要来介绍一些关于工程力学的参考书籍,以便学习者能够快速了解该专业的知识。
常见的工程力学参考书目有:
(1)《工程力学基础》(第4版),作者:胡旭东,编著,2006年出版社;
(2)《工程力学实验与应用》,作者:刘强常,编著,2006年出版社;
(3)《工程力学实用》,作者:孙广斌,张立志,宋永军,编著;
(4)《工程力学》(第五版),作者:朱新良,编著,2006年出版社;
(5)《工程力学概论》(第三版),作者:王子安,赵杰,高栋栋,编著,2007年出版社;
(6)《结构力学》(第七版),作者:赫斯特、威廉·斯坦因,编著,2013年出版社; (7)《固体力学(第4版)》,作者:颜富群、周天立,编著,2014年出版社;
以上参考书籍只是在学习工程力学基础知识时所准备的参考书籍,它们可以帮助许多学生更好地了解工程力学,加深自己对重要知识点的理解。此外,在学习工程力学之前,应该先了解相关的基础知识,如力学,数学,物理等,这些基础的学习将有助于加深对工程力学的认知和理解能力,从而更好地掌握工程力学知识点。
第一章 绪论
第一节土木工程的定义、特点与作用
一、土木工程的定义“土木工程”在国务院学位委员会的学科简介中,被定义为“建造各类工程设施的科学技
术的总称,它既指工程建设的对象(建在地上、地下、水中的各种工程设施),也指工程建设所
应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等技术”。从该定义看出,土木工
程具有以下的三层含义。
第一层,土木工程是指各类工程设施,即工程建设的对象。工程设施的范围非常广泛,
既包含建造在地上或地下、陆上或水中,直接或间接为人类生活、生产、工作、科研、国防服务
的各种工程设施,又包含运河、水库、大坝、水渠等水利工程设施。如房屋建筑工程、道路工
程、铁路工程、管道运输工程、隧道工程、桥梁工程、运河工程、堤坝工程、港口工程、电站与输
变电站工程、飞机场工程、海洋平台工程、给水排水工程、防灾减灾工程、防护工程等。
第二层,土木工程是指工程建设所需的工程材料和工程机械设备。其中,工程机械设备
既包括生产土木工程材料的生产机械,也包括土木工程建设过程中的施工机械。
第三层,土木工程是指一门学科。这既指勘察、测绘、规划、设计等科学技术活动,也指
施工、维护、维修、保养、改造、加固、运行管理等生产技术活动,还包括土木工程材料性能试
验、工程结构性能试验、工程安全性检测等试验技术活动。
土木工程是一个涉及面极广的普适性行业。土木工程的英文为CivilEngineering,意为“民用工程”,它的原意是与“军事工程”(MilitaryEngineering)相对应的,即指除了服务于战
争设施以外的、一切为了生活和生产所需要的民用工程设施的总称,但后来,这个界定就不
那么明确了。按照学科的划分,地下防护工程、航天发射塔架等设施也属于土木工程的
范畴。
目前,土木工程已发展出许多分支,如房屋建筑工程、铁路工程、道路工程、飞机场工程、
桥梁工程、隧道及地下工程、特种工程结构、给水排水工程、城市供热供燃气工程、港口工程、
水利工程等学科。其中,有些分支,如水利工程,由于自身工程对象的不断增多及专门科学