工程力学48课程教学大纲
工程力学教学大纲
一、目的与任务
工程力学是一门理论性、系统性较强的专业基础课，是后续其它各门力学课程和相关专业课程的基础，在许多工程技术领域中有着广泛的应用。本课程的任务是使学生能够对物体及简单的物体系统进行正确的受力分析、画出受力图并进行相关计算；掌握受力构件变形及其变形过程中构件内部应力和变形，强度和刚度以及简单压杆的稳定性的计算方法，并为有关的后续课程打下必要的基础，而且，通过学习工程力学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。
二、基本内容和教学要求
第一章绪论
1. 教学目标
理解强度、刚度、稳定性的概念，变形固体的基本假设。熟练掌握结构计算简图的特点和绘制。
2.教学内容
工程力学的研究对象和基本任务。变形固体的基本假设，结构的计算简图。荷载的分类和杆件变形的基本形式。
3.教学重点
变形固体的基本假设，结构的计算简图。杆件变形的基本形式。
4.教学难点
变形固体基本假设。活载和动载。
5.教学要求
掌握强度、刚度、稳定性的概念，变形固体的基本假设。熟练掌握结构计算简图的特点和绘制。理解荷载分类和杆件变形形式。
6.教学方法
讲授+案例演示
7.教学时数
2课时
第二章建筑力学基础
1.教学目标
理解力矩概念及静力学基本公理。熟练掌握约束及约束反力特点、会画物体的受力分析图。
2.教学内容
力系、力对点之矩。静力学公理。约束及约束反力，物体的受力分析。
3.教学重点
静力学公理。约束及约束反力，物体的受力分析。
4.教学难点
约束及约束反力，物体的受力分析。
5.教学要求
理解力对点之矩，熟练记忆静力学公理。熟练掌握约束及约束反力特点、物体的受力分析。
6.教学方法
讲授+习题讨论
7.教学时数
4课时
第三章平面任意力系
1.教学目标
掌握平面汇交力系、力偶系、任意力系的简化方法及平衡条件，熟练掌握平衡条件下问题的求解。
2.教学内容
平面汇交力系的简化与平衡，平面力偶系的平衡，平面任意力系的简化及平衡条件。
3.教学重点
平面汇交力系的简化与平衡，平面力偶系的平衡，平面任意力系的简化及平衡条件。
4.教学难点
平面任意力系的简化过程。
5.教学要求
掌握平面汇交力系、力偶系、任意力系的简化方法及平衡条件，熟练掌握三种力系平衡方程特点。掌握平衡条件下问题的求解。
6.教学方法
讲授式+演示+习题讨论
7.教学时数
8课时
第四章截面的几何参数
1.教学目标
掌握常见截面图形的面积矩、惯性矩、极惯性矩和惯性积的计算。
2.教学内容
截面的形心和面积矩。惯性矩、极惯性矩、惯性积。
3.教学重点
惯性矩、极惯性矩。
4.教学难点
截面的形心和面积矩的关系。
5.教学要求
掌握常见截面图形的面积矩、惯性矩、极惯性矩和惯性积的计算方法和结果。
6.教学方法
讲授式+ 交互式
7.教学时数
2课时
第五章杆件的轴向拉伸与压缩
1.教学目标
熟练掌握截面法求轴力、作轴力图。掌握横截面应力计算，拉伸（压缩）变形计算
2.教学内容
轴向拉伸（压缩）的概念。内力、轴力、轴力图。横截面应力、斜截面应力。轴向拉伸（压缩）时的变形。材料拉伸（压缩）时的力学性能，强度计算。
3.教学重点
内力、轴力、轴力图。横截面应力。轴向拉伸（压缩）时的变形。材料拉伸（压缩）时的力学性能，强度计算。
4.教学难点
斜截面应力。
5.教学要求
熟练掌握截面法求轴力、作轴力图。掌握横截面应力计算，拉伸（压缩）变形计算。理解材料拉伸（压缩）时的力学性能。掌握轴向拉伸（压缩）强度计算。
6.教学方法
讲授+ 习题讨论
7.教学时数
8课时
第六章杆件的剪切、挤压与扭转
1.教学目标
掌握剪切与挤压的概念、实用计算。掌握等直圆杆扭转的内力计算及作扭矩图，应力及强度计算。
2.教学内容
剪切与积压的概念，连接件剪切和挤压的实用计算。等直圆杆的扭转的扭矩及应力。等值圆杆的变形公式。等值圆杆的强度计算。
3.教学重点
连接件剪切和挤压的实用计算。等直圆杆的扭转的扭矩及应力。等直实心和空心圆杆的强度计
算。
4.教学难点
等直圆杆的应力推导过程。变形计算。
5.教学要求
掌握剪切与挤压的概念、实用计算。掌握等直圆杆扭转的内力计算及作扭矩图，应力及强度计算。了解等直圆杆扭转变形计算。
6.教学方法
讲授+ 案例
7.教学时数
4课时
第七章梁的弯曲
1.教学目标
掌握剪力、弯矩方程法作内力图，简易法做内力图。掌握正应力和强度计算。
2.教学内容
平面弯曲、纯弯曲的概念，梁的计算简图。剪力、弯矩方程和内力图。简易法作梁的内力图。梁的应力与强度，变形和刚度。
3.教学重点
梁的计算简图。剪力、弯矩方程和内力图。分布荷载集度、剪力和弯矩间的关系，简易法作梁的内力图。梁的正应力与强度计算。
4.教学难点
分布荷载集度、剪力和弯矩间的关系，简易法作梁的内力图。梁的剪应力。
5.教学要求
掌握剪力、弯矩方程法作内力图，简易法做内力图。掌握正应力和强度计算。理解分布荷载集度、剪力和弯矩间的关系。理解挠度和转角概念，了解挠曲线近似微分方程。
6.教学方法
讲授+习题讨论
7.教学时数
12课时
第九章组合变形
1.教学目标
理解组合变形的计算方法。了解中性轴的位置及最大应力的判定。
2.教学内容
组合变形的概念。斜弯曲，拉（压）与弯曲。
3.教学重点
组合变形概念，斜弯曲、拉（压）与弯曲的内力及应力计算特点。中性轴位置、最大应力值的判定。
4.教学难点
组合变形中性轴位置及最大应力值的判定，
5.教学要求
掌握组合变形的概念。理解组合变形的计算方法。了解中性轴的位置及最大应力的判定。
6.教学方法
讲授式+启发式
7.教学时数
2课时
第十章压杆稳定
1.教学目标
理解细长压杆的临界力及临界应力。掌握欧拉公式的应用。
2.教学内容
压杆稳定的概念。细长压杆的临界力及临界应力。
3.教学重点
压杆稳定的概念。细长压杆的临界力及临界应力。
4.教学难点
临界应力
5.教学要求
掌握压杆的三种平衡状态及临界状态。理解细长压杆的临界力及临界应力。
6.教学方法
讲授式+案例式
7.教学时数
4课时
期末复习（2课时）
三、学时分配
四、习题要求（视具体课程而定）
本课程习题的基本要求是：巩固课堂讲授的理论知识和基本概念。锻炼独立思考和分析问题的能力。系统掌握平面力系的平衡和计算，构件在荷载作用下发生变形的应力和强度计算。
通过习题训练提高学生的自学能力、分析能力、计算能力。习题的分量占自学时间的三分之一到四分之一，具体数量视习题难易程度而定。作业每两周批阅一次。
五、实践教学要求（含课程设计、实验、实习和上机要求）（视具体课程而定）
本课程不含设计、实验与上机。
六、考试内容和要求
第一章绪论
1、考试内容：①强度、刚度、稳定性的概念，变形固体假设；②杆件变形基本形式。
2、考试要求：掌握强度、刚度、稳定性的概念，变形固体的基本假设。
第二章建筑力学基础
1、考试内容：①力系与力对点之矩概念；②物体的受力分析。
2、考试要求：熟练掌握约束及约束反力特点、物体的受力分析。
第三章平面任意力系
1、考试内容：①平面汇交力系、力偶系、任意力系的简化方法及平衡条件；②三种力系平衡方状态下的计算，支座反力的求解。
2、考试要求：熟练掌握平面汇交力系、力偶系、任意力系的简化方法及平衡条件。
第四章截面的几何参数
1、考试内容：①截面的形心和面积矩；②惯性矩、极惯性矩、惯性积。
2、考试要求：掌握常见截面图形的面积矩、惯性矩、极惯性矩和惯性积的计算方法和结果。
第五章杆件的轴向拉伸与压缩
1、考试内容：①截面法求轴力、作轴力图，横截面应力、强度计算；②拉伸（压缩）变形计算。
2、考试要求：掌握轴向拉伸（压缩）的概念，熟练掌握截面法求轴力、作轴力图。掌握横截面应力计算，拉伸（压缩）变形计算
第六章杆件的剪切、挤压和扭转
1、考试内容：①剪切与挤压的概念、实用计算；②等值圆杆扭转的内力计算及作扭矩图，应力及强度计算。
2、考试要求：掌握剪切与挤压的概念、实用计算。掌握等直圆杆扭转的内力计算及作扭矩图，应力及强度计算。
第七章梁的弯曲
1、考试内容：①理解分布荷载集度、剪力和弯矩间的关系；②梁弯曲的内力图，正应力和强度计算； 挠度和转角概念，挠曲线近似微分方程
2、考试要求：掌握平面弯曲、纯弯曲的概念，剪力、弯矩方程法作内力图，简易法做内力图。掌握正应力和强度计算。理解分布荷载集度、剪力和弯矩间的关系。理解挠度和转角概念，了解挠
曲线近似微分方程。
第八章组合变形
1、考试内容：①组合变形概念；②中性轴的位置及最大应力的判定。
2、考试要求：掌握组合变形的概念。理解组合变形的计算方法。了解中性轴的位置及最大应力的判定。
第九章压杆稳定
1、考试内容：①压杆的三种平衡状态及临界状态、压杆稳定的概念；②细长压杆的临界力及临界应力。
2、考试要求：掌握压杆的三种平衡状态及临界状态、压杆稳定的概念。理解细长压杆的临界
力及临界应力。
七、主要参考资料
1、《建筑力学》黎永索郭剑主编武汉理工大学出版社，2014年1月第1版
2、《工程力学》范钦珊主编，清华大学出版社，2005年8月第二版。
3、孙训方主编《材料力学》高等教育出版社 2009年3月第5版
4、罗迎社主编《工程力学》北京大学出版社 2011年3月第1版
附：课程教学日历
制定人（签字）：
系（室）主任审核（签字）：
学院领导审核（签章）：
年月日
湖南城市学院课程教学日历
院系名称：土木工程学
院
专业：
土木（工程造
价）
班级：1703904 学期：
2017至2018学年
第二学期
课程名称：工程力学共计48 学时
注：本表一式叁份，教师本人留存一份，院（系、部）存、教务处存档一份。
教材名称：作者：出版社名称：
出版时间：年月
授课教师：教研室主任：年月日
工程力学期末考试题及答案
工程力学期末考试试卷（ A 卷）2010.01 一、填空题 1. 在研究构件强度、刚度、稳定性问题时，为使问题简化，对材料的性质作了三个简化假设：、和各向同性假设。 2. 任意形状的物体在两个力作用下处于平衡，则这个物体被称为（3）。 3.平面一般力系的平衡方程的基本形式：________、________、________。 4.根据工程力学的要求，对变形固体作了三种假设,其内容是：________________、________________、________________。 5拉压杆的轴向拉伸与压缩变形，其轴力的正号规定是：________________________。6.塑性材料在拉伸试验的过程中，其σ—ε曲线可分为四个阶段，即：___________、___________、___________、___________。 7.扭转是轴的主要变形形式，轴上的扭矩可以用截面法来求得，扭矩的符号规定为：______________________________________________________。 8.力学将两分为两大类：静定梁和超静定梁。根据约束情况的不同静定梁可分为：___________、___________、__________三种常见形式。 T=，若其横截面为实心圆，直径为d，则最9.图所示的受扭圆轴横截面上最大扭矩 max τ=。 大切应力 max q 10. 图中的边长为a的正方形截面悬臂梁，受均布荷载q作用，梁的最大弯矩为。 二、选择题 1．下列说法中不正确的是：。 A力使物体绕矩心逆时针旋转为负 B平面汇交力系的合力对平面内任一点的力矩等于力系中各力对同一点的力矩的代数和 C力偶不能与一个力等效也不能与一个力平衡 D力偶对其作用平面内任一点的矩恒等于力偶矩，而与矩心无关 2.低碳钢材料由于冷作硬化，会使（）提高： A比例极限、屈服极限 B塑性 C强度极限 D脆性 3. 下列表述中正确的是。 A. 主矢和主矩都与简化中心有关。 B. 主矢和主矩都与简化中心无关。 C. 主矢与简化中心有关，而主矩与简化中心无关。 D．主矢与简化中心无关，而主矩与简化中心有关。 4．图所示阶梯形杆AD受三个集中力F作用，设AB、BC、CD段的横截面面积分别为2A、3A、A，则三段杆的横截面上。
工程力学(一)知识要点
《工程力学（一）》串讲讲义 （主讲：王建省工程力学教授，Copyright ? 2010-2012 Prof. Wang Jianxing） 课程介绍 一、课程的设置、性质及特点 《工程力学（一）》课程，是全国高等教育自学考试机械等专业必考的一门专业课，要求掌握各种基本概念、基本理论、基本方法，包括主要的各种公式。在考试中出现的考题不难，但基本概念涉及比较广泛，学员在学习的过程中要熟练掌握各章的基本概念、公式、例题。 本课程的性质及特点： 1．一门专业基础课，且部分专科、本科专业都共同学习本课程； 2．工程力学（一）课程依据《理论力学》、《材料力学》基本内容而编写，全面介绍静力学、运动学、动力学以及材料力学。按重要性以及出题分值分布，这几部分的重要性排序依次是：材料力学、静力学、运动学、动力学。 二、教材的选用 工程力学（一）课程所选用教材是全国高等教育自学考试指定教材（机械类专业），该书由蔡怀崇、张克猛主编，机械工业出版社出版（2008年版）。 三、章节体系 依据《理论力学》、《材料力学》基本体系进行，依次是 第1篇理论力学 第1章静力学的基本概念和公理受力图 第2章平面汇交力系 第3章力矩平面力偶系 第4章平面任意力系
第5章空间力系重心 第6章点的运动 第7章刚体基本运动 第8章质点动力学基础 第9章刚体动力学基础 第10章动能定理 第2篇材料力学 第11章材料力学的基本概念 第12章轴向拉伸与压缩 第13章剪切 第14章扭转 第15章弯曲内力 第16章弯曲应力 第17章弯曲变形 第18章组合变形 第19章压杆的稳定性 第20章动载荷 第21章交变应力 考情分析 一、历年真题的分布情况 《工程力学（一）》历年考题的分值分布情况如下：
09工程力学答案-第11章---压杆稳定
11-1 两端为铰支座的细长压杆，如图所示，弹性模量E=200GPa，试计算其临界荷载。（1）圆形截面，25,1 d l == mm m；（2）矩形截面2400,1 h b l === m m；（3）16号工字钢，2 l=m l 解：三根压杆均为两端铰支的细长压杆，故采用欧拉公式计算其临界力： （1）圆形截面，25,1 d l == mm m： 2 29 2 22 0.025 20010 6437.8 1 cr EI P l π π π ? ??? === N kN （2）矩形截面2400,1 h b l === m m 当压杆在不同平面约束相同即长度系数相同均为1 μ=时，矩形截面总是绕垂直短边的轴先失稳 2 0.040.02 min(,) 12 y z y I I I I ? ===，故： 2 29 2 22 0.040.02 20010 1252.7 1 cr EI P l π π ? ??? === N kN （3）16号工字钢，2 l=m 查表知：44 93.1,1130 y z I I == cm cm，当压杆在不同平面约束相同即长度系数相同均为1 μ=时 4 min(,)93.1 y z y I I I I ===cm，故： 2298 22 2001093.110 459.4 2 cr EI P l ππ- ???? === N kN 11-3 有一根30mm×50mm的矩形截面压杆，一端固定，另一端铰支，试问压杆多长时可以用欧拉公式计算临界荷载？已知材料的弹性模量E=200GPa，比例极限σP=200MPa。 解：（1）计算压杆能采用欧拉公式所对应的 P λ 2 2 99.35 P P P E π σλ λ =→=== （2）矩形截面压杆总是绕垂直于短边的轴先失稳，当其柔度大于 P λ可采用欧拉公式计算临界力。故 0.7 80.83 1.229 0.03 99.35 x P y z l l l l i μ λλ ? ===>> =→mm，
《工程力学》课程教学大纲
《工程力学》课程教学大纲 课程代码：070407 课程性质：专业必修总学时：32 学时 总学分：2 开课学期： 5 适用专业：化学工程与工艺 先修课程：机械制图、化工原理后续课程：化学反应工程大纲执笔人：FGFG 参加人：FGFHHH 审核人：FGFD 编写时间：2012 年8 月 编写依据：化学工程与工艺专业人才培养方案（2010 ）年版 一、课程介绍 工程力学是研究有关物质宏观运动规律，及其应用的科学。综合了《理论力学》、《材料力学》、《金属学》、《机械设计》、《化工容器与设备》多门课程的部分内容，是一门多学科、理论与实用并重的机械类教学课程。这门课程有利于非机械类专业学生综合能力的培养，而又无须设置多门课程，比较符合培养复合型人才的需要，所以继化工工艺专业之后，像轻工、食品、制药、环保、能源等非机械类专业，也在开设类似或相同的课程。通过本课程的教学，使学生掌握杆件、平板、回转形壳体的基础力学理论和金属材料的基础知识，具备设计、使用和管理中、低压压力容器与化工设备的能力。 二、本课程教学在专业人才培养中的地位和作用 工程力学主要研究物体机械运动和杆件弹性变形的一般规律。它不仅是工科专业重要的技术基础课，而且是能够直接用于工程实际的技术学科。通过本课程的学习，可以开发学生的智力，培养学生敏锐的观察能力、丰富的想象能力、科学的思维能力，并为后续专业课程的学习和解决工程实际问题提供基本理论和方法。 化工、生物、轻工、食品及制药等工艺过程需要由设备来完成物料的粉碎、混合、储存、分离、传热、反应等操作。化工设备是化工、生物等工艺流程中的重要组成部分。所以，本课程是化工、生物等专业的专业课的基础。 三、本课程教学所要达到的基本目标 通过本课程的学习，使学生能够了解工程力学的基础知识，初步掌握它们在石油，化工中的基本应用，培养学生工程实践能力和创新能力，拓宽知识面，使学生进一步了解本课程。四、学生学习本课程应掌握的方法与技能 通过本门课的学习，要求学生了解内、外压容器的设计原则，掌握中、低压设计的一般方法，能准确为容器选配法兰、支座、人孔等零部件及标准件，了解塔设备、换热设备的工作原理与结构之间的关系，具备对塔设备和换热设备进行机械设计及校核的能力。 五、本课程与其他课程的联系与分工 化工机械基础是化学工程与工艺专业及应用化学等专业的一门重要专业技术基础课，是学习后续课程如化学反应工程、化工分离过程、化工工艺学的重要基础。 六、本课程的教学内容与目的要求 【第一章】物理的受力分析及其平衡条件(4学时) 1、教学目的和要求：了解如何从构件所受的已知外力求取未知外力。解决这个问题的步骤：第一步是通过受力分析，确定未知的约束反力力线方位；第二步是研究物体的受力平衡规律，利用这一规律求取未知外力。 2、教学内容： （1）力的概念及其性质 （2）刚体的受力分析 （3）平面汇交力系的简化与平衡 （4）力矩、力偶、力的平移定理
工程力学复习要点_简答题答案
2010-2011学年第2学期工程力学复习要点 简 答 题 参 考 答 案 1、说明下列式子的意义和区别。 ①21F F =；②21F F ρρ=；③力1F ρ等效于力2F ρ。 【答】： ①21F F =，表示两个量（代数量或者标量）数值大小相等，符号相同； ②21F F ρρ=，表示两个矢量大小相等、方向相同； ③力1F ρ等效于力2F ρ，力有三个要素，所以两个力等效，是指两个力的三要素相同。 2、作用与反作用定律和二力平衡公理都提到等值、反向、共线，试问二者有什么不同 【答】：二者的主要区别是： 二力平衡公理中等值、反向、共线的两个力，作用在同一刚体上，是一个作用对象，两个力构成了一个平衡力系，效果是使刚体保持平衡，对于变形体不一定成立。 作用与反作用定律中等值、反向、共线的两个力，作用在两个有相互作用的物体上，是两个作用对象，此两力不是平衡力系，对刚体、变形体、静止或者作变速运动的物体都适用。 3、力在坐标轴上的投影与力沿相应坐标轴方向的分力有什么区别和联系 【答】：力在坐标轴上的投影是代数量，可为正、负或零，没有作用点或作用线；力沿相应坐标轴的方向的分力是矢量、存在大小、方向和作用点。当坐标轴或力的作用线平移时，力的投影大小和正负不变，但沿对应坐标轴的分力作用点发生改变。 当x 轴与y 轴互相垂直时，力沿坐标轴方向的分力大小等于力在对应坐标轴上投影的绝对值；当x 轴与y 轴互相不垂直时，力沿坐标轴方向的分力大小不等于力在对应坐标轴上投影的绝对值。 4、什么叫二力构件分析二力构件受力时与构件的形状有无关系凡两端用铰链连接的杆都是二力杆吗 【答】：二力构件是指只受两个力作用而保持平衡的构件．．．．．．．．．．．．．．． ，二力构件既可以是杆状，也可以是任意形状的物体。 分析二力构件受力时，与构件的几何形状没有关系（即并不考虑物体的几何形状），只考虑物体：（1）是否只受两个力的作用（一般情况下都是忽略重力的作用）；（2）是否保持平衡状态。符合以上两个条件的任何物体，都是二力构件。在二力构件中，形状为杆的构件称为二力杆，可以是直杆，也可以是曲杆。 两端用铰链连接且中间不受其他外力作用的杆（重力不计），才是二力杆。 5、试叙述力的平移定理和它的逆定理。 【答】：力的平移定理：作用在刚体上的力，可以从原作用点等效地平行移动到刚体内的任一指定点，但必须同时在该力与所指定点所决定的平面内附加一力偶，附加力偶矩等于原力对指定点之矩。示意图如下图所示。 力的平移定理的逆定理．．． ：作用在同一刚体同一平面内的一个力F ρ和一个力偶，可以合成为
工程力学48学时期末考试题(B)
诚信应考，考试作弊将带来严重后果！ 华南理工大学期末考试 《工程力学》试卷B （48学时） 注意事项：1. 考前请将密封线内填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上(或答题纸上)； 3．考试形式：闭卷； 4. 本试卷共七大题，满分100分，考试时间120分钟。 题 号 一 二 三 四 五 六 七 总分 得 分 评卷人 一、 判断题（每题3分，共计15分） 1. 同一刚体上作用了两个力，且这两个力满足大小相等、方向相反、作用线重合，则该 刚体处于平衡状态。 （ ） 2. 低碳钢拉伸过程中，材料一旦进入屈服状态，将不能承受更大的荷载。 （ ） 3. 同一平面内，某截面图形对所有平行轴的惯性矩中，以对通过该截面形心轴的惯性矩 为最小。 （ ） 4. 刚体上作用一力偶，保持力偶矩矢不变，将力偶臂变长，则该刚体将加速转动。 （ ） 5. 材料保持在纯剪切应力状态，则材料中任取一单元体的六个单元面上，切应力大小均 相等。 （ ） 二、 单项选择题（每题4分，共计24分） 1. 平面平行力系独立的平衡方程数目为（ ） A ．1个 B ．2个 C ．3个 D ．4个 _____________ ________ 姓名 学号 学院 专业 座位号 ( 密 封 线 内 不 答 题 ) …………………………密………………………………………………封………………………………………线………………………………………………
2.铆钉联接的两钢板，则该结构不可能发生的破坏形式为（） A. 钢板材料的剪切破坏 B. 钢板材料的拉伸破坏 C．钢板材料的挤压破坏 D. 铆钉材料的剪切破坏 3.关于应力与内力之间的关系，说法正确的是（） A. 内力大于应力 B. 应力是内力分布的集度 C. 内力是矢量，应力是标量 D. 内力等于应力的代数和 4.关于轴向拉压杆，说法正确的是（） A．若杆的总伸长量为零，则杆内各截面无位移 B．若某一杆段内，各点应变均为零，则该杆段内各点均无位移 C．若某一截面位移为零，则该截面上各点无应力 D．若某杆段内各点位移均为零，则该杆段中部无变形 5.平面任意力系简化后，得到以下结果，其中非最简的结果是（） A．主矢为0，主矩不为0 B. 主矢不为0，主矩为0 C．主矢和主矩均不为0 D. 主矢和主矩均为0 6.欲以内外径比值为0.9的空心轴来代替直径为40mm的实心轴，承受同一扭矩，在两轴 的最大切应力相等的条件下，实心轴直径与空心轴外径的比值最接近（） A．0.5 B．0.6 C．0.7 D．0.8
工程力学教程篇(第二版)习题第7章答案
第7章 刚体的平面运动 习题 7-1 直杆AB 长为l ，两端分别沿着水平和铅直方向运动，已知点A 的速度A υ为常矢量，试求当 60=θ时，点B 的速度和杆AB 的角速度。 （a ） （b ） 解法一（如图a ） 1.运动分析：杆AB 作平面运动。 2.速度分析：A B A B v v v +=，作速度矢量合成图 I A A B υυυ360tan == A A BA υυυ260cos /== A BA l AB υυω2== 解法二（如图b ） 1.运动分析：杆AB 作平面运动。 2.速度分析：杆AB 的速度瞬心是点I 。 ωυ?=AP A A A l l υυω260cos == A A B l l BP υυωυ32 60sin =??=?=
s rad /6=ω，试求图示位置时，滑块B 的速度以及连杆AB 的角速度。 解：1.运动分析：杆AB 均作一般平面运动，滑块作直线运动，杆OA 作定轴转动。 2.速度分析： 对杆AB ，s m OA A /12=?=ωυ A B A B v v v +=或AB B AB A v v ][][= 30cos B A υυ= s m B /38=υ s m A BA /3430tan =?=υυ s rad AB BA AB /2== υω 7-3 图示机构，滑块B 以s m /12的速度沿滑道斜向上运动，试求图示瞬时杆OA 与杆AB 的角速度。 解：AB 杆运动的瞬心为I 点。 AB B BP ωυ?= s r a d B AB /325.04 3 =?= υω s m AP AB A /2.7323.043=??=?=ωυ 4.0?=OA A ωυ s rad OA /184 .02 .7== ω 或利 s /m .B A 275 3 ==υυ
《工程力学(A)Ⅰ》课程教学大纲
《工程力学（A）Ⅰ》课程教学大纲 执笔人：蒋永莉编写日期：2012年11月 一、课程基本信息 1．课程编号：30L656Q 2．课程体系/类别：专业类/专业基础必修课/专业主干课 3．学时/学分：80学时/5学分 4．先修课程：物理Ⅰ 5．适用专业：土木工程 二、课程教学目标及学生应达到的能力 《工程力学（A）Ⅰ》是土木工程专业的专业基础必修课、专业主干课，包括静力学及材料力学。本课程揭示受力分析，力系的简化、合成，力系平衡规律，构件在外力作用下变形的基本规律和基本理论，为构件提供强度、刚度、稳定性的设计理论和计算方法，是后续专业课及今后工程设计的理论基础。 通过本课程的学习，可使学生的分析、计算、思考、判断、自学及理论联系实际等各方面的能力得到训练和提高。初步具备综合应用所学力学知识分析、解决实际问题的能力。为后续力学课程的学习打下坚实的力学基础，并在学习中培养和提高逻辑推理能力、抽象思维能力、表达能力、计算能力以及分析和解决力学实际问题的能力。 三、课程教学内容和要求
四、课程教学安排 （一）课堂教学及要求
课堂讲授是本课程的主要教学手段，因此要求主讲教师应认真备课，不断提高书写教案基本功，教案内容符合教学大纲的要求，体现教书育人的目标，教学步骤要符合大学生的认知心理，教学内容注重理论联系实际，讲求科学性、教育性和探索性。讲授中应尽量做到：(1)脱稿讲授；(2)注重启发性，讲求逻辑性；(3) 教学用语清晰生动，有吸引力，教态自然、大方；(4)板书布局合理，能体现教学内容重点及逻辑联系，字体工整、美观。 要求：基本概念讲的透彻，内容前后融会贯通。 注意：结合典型工程实例，调动学生的学习主动性，拓宽学生的知识面。 可利用多媒体及训练型CAI课件、工程录相片（如构件承载能力，力学发展史）等辅助教学。通过课堂讲授、作业、实验等教学环节，加深学生的感性认识，提高分析问题和解决问题的能力。 自学可培养学生获取新知识、提高独立分析和解决问题能力。任课教师可跟据自己的教学经验和学生的水平，灵活选择、安排适当的学生自学内容。注意加强对自学部分教学内容的总结和检查。 （二）作业 独立解题是掌握本课程理论和方法的必要实践，通过解题可使学生理解基本原理和掌握主要概念，提高分析问题、解决问题的能力。课外作业题数量应完成100题左右，其中有一定数量的基本运算题和概念题，少量的综合分析题，个别较难的题。对课内作业要求按时完成。强调概念清楚，条理分明，计算准确，布局美观，图形、字迹工整。习题内容和题量要求如下：习题内容和题量要求如下： 静力学 （1）受力图：8-10题 （2）汇交力系：3-5题 （3）力对点之矩、力偶系4-6题 （4）力系的简化2-3题 （5）力系的平衡：8-10题 （6）摩擦3-4题 材料力学 杆件变形的基本形式50—60题 强度理论及组合变形12题左右 能量方法6题左右 （三）研究性学习内容及要求： 研究性学习能够锻炼培养学生的多方面素质，可以归纳为如下几点：培养发现问题和解决问题的能力；培养收集、分析和利用信息的能力；获得亲自参与研究探索的体验；学会分享与合作；培养科学态度和科学道德。 本课程建议的研究性学习内容和要求如下： 杆件变形的基本形式：各位任课老师根据各自课堂上学生的具体情况，引导学生就四个基本变形的强度、刚度问题进行深入的研究和探讨。通过学生提交小论文或课堂讨论的形式评价学生的学习效果，目的是激发学生的学习兴趣，培养学生主动学习的能力。 强度理论及组合变形：建议安排学生在自学四个常用强度理论时重点关注各个强度理论的失效原因、失效准则、强度条件、适用条件等。 综合应用：各任课老师根据各自的科研特色，安排适用本课程的研究性教学内容。 五、课程的考核
2012-2013(2)工程力学48学时(A)
诚信应考,考试作弊将带来严重后果！ 华南理工大学期末考试 《工程力学》试卷A （48学时） 注意事项：1. 考前请将密封线内填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上(或答题纸上)； 3．考试形式：闭卷； 4. 本试卷共七大题，满分100，考试时间120分钟。 题 号 一 二 三 四 五 六 七 总分 得 分 评卷人 一、 判断题（每题3分，共计15分） 1. 两个力满足大小相等、方向相反、作用线重合，这就是二力平衡的条件。 （ ） 2. 刚体上作用一力偶，将该力偶移至与其作用面相平行的另一平面内，则该力偶对刚体 的作用效应将保持不变。 （ ） 3. 单元体相垂直的平面上，切应力必然成对存在，它们大小相等，两者均垂直于两个平 面的交线，方向同时指向或同时背离这一交线。 （ ） 4. 任意力系简化后，将得到一个主失和一个主矩。 （ ） 5. 低碳钢拉伸过程中，材料达到强度极限的瞬间，将立即发生断裂。 （ ） 二、 单项选择题（每题4分，共计24分） 1. 平面任意力系的二矩式平衡方程为：() () 0,0,0x G H F M F M F ===∑∑∑G G ，在何种情 况下，此二矩式不适用（ ）
A．GH连线平行于x轴 B. GH连线不平行于x轴 C．GH连线垂直于x轴 D. GH连线不垂直于x轴 2.两根长度相同的圆轴，受相同的扭矩作用，第二根轴直径是第一根轴直径的两倍，则 第一根轴与第二根轴最大切应力之比为（） A．2:1 B．4:1 C．8:1 D．16:1 3.图示悬臂梁GH，若力偶矩M在梁上移动，则梁的（） G端约束力和H端位移均变化 A. G端约束力变化，H端位移不变 B. G端约束力不变，H端位移变化 C. G端约束力和H端位移均不变 D. 4.在下列说法中，错误的是（） 应变是变形的度量 A. 应变是位移的度量 B. 应变是量纲一的量 C. 应变分正应变和切应变两种 D. 5.材料和截面积相同的情况下，下述各种梁截面抗弯能力的排序为（） A．工字形>矩形>圆形B．矩形>工字形>圆形 C．圆形>矩形>工字形D．工字形>圆形>矩形 6.图示三铰刚架，在构件HK上作用一力偶M，则H处支座的约束力方向为（） A．沿HK连线B．沿GH连线 C．平行于GK连线D．垂直于GK连线
工程力学第11章答案
第11章强度失效分析与设计准则 11－1对于建立材料在一般应力状态下的失效判据与设计准则，试选择如下合适的论述。 （A ）逐一进行试验，确定极限应力； （B ）无需进行试验，只需关于失效原因的假说； （C ）需要进行某些试验，无需关于失效原因的假说； （D ）假设失效的共同原因，根据简单试验结果。 正确答案是 D 。 11－2对于图示的应力状态（y x σσ>）若为脆性材料，试分析失效可能发生在： （A ）平行于x 轴的平面； （B ）平行于z 轴的平面； （C ）平行于Oyz 坐标面的平面； （D ）平行于Oxy 坐标面的平面。 正确答案是 C 。 11－3 对于图示的应力状态，若x y σσ=，且为韧性材料，试根据最大切应力准则，失效可能发生在： （A ）平行于y 轴、其法线与x 轴的夹角为45°的平面，或平行于x 轴、其法线与y 轴的夹角为45°的平面内； （B ）仅为平行于y 轴、法线与z 轴的夹角为45°的平面； （C ）仅为平行于z 轴、其法线与x 轴的夹角为45°的平面； （D ）仅为平行于x 轴、其法线与y 轴的夹角为45°的平面。 正确答案是 A 。 11－4 承受内压的两端封闭的圆柱状薄壁容器，由脆性材料制成。试分析因压力过大表面出现裂纹时，裂纹的可能方向是： （A ）沿圆柱纵向； （B ）沿与圆柱纵向成45°角的方向； （C ）沿圆柱环向； （D ）沿与圆柱纵向成30°角的方向。 正确答案是 A 。 11－5 构件中危险点的应力状态如图所示。试选择合适的准则对以下两种情形作强度校核： 1．构件为钢制 x σ= 45MPa ，y σ= 135MPa ，z σ= 0，xy τ= 0， 拉伸许用应力][σ= 160MPa 。 2．构件材料为铸铁 x σ= 20MPa ，y σ= 25MPa ，z σ= 30MPa ，xy τ= 0，][σ= 30MPa 。 解：1．][MPa 135313r σσσσ<=-=强度满足。 2．][MPa 3011r σσσ===强度满足。 11－6对于图示平面应力状态，各应力分量的可能组合有以下几种情形，试按最大切应力准则和形状改变比能准则分别计算此几种情形下的计算应力。 1．x σ= 40MPa ，y σ= 40 MPa ，xy τ= 60 MPa ； 2．x σ= 60MPa ，80-=y σMPa ，40-=xy τMPa ； 3．40-=x σMPa ，y σ= 50 MPa ，xy τ= 0； 习题11-2、11-3图 习题11-5图
《工程力学》课程教学大纲.
《工程力学》课程教学大纲 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》、《线性代数》 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）。 4、能正确地运用分解和合成的方法分析点的运动。能熟练运用点的速度合成定理。熟练地计算 刚体作平面运动时角速度和刚体上点的速度。 5、能正确运用动力学普遍定理求解简单的动力学问题。 6、能熟练地运用达朗伯原理求解简单的动反力问题。
工程力学试卷及答案
绝密★启用前 学院试卷纸 20 - 20 学年第 一 学期 课程 名称 工程力学 试卷 类别 A □ B ■ C □ 印 数 考试 班级 命题 教师 题 号 一 二 三 四 五 六 总成绩 核分人 得 分 阅卷教师 考试 方式 考试■ 考查□； 闭卷■ 开卷□ 一、单项选择题 （本大题共5 小题，每小题2分，共10分） 1、若作用在A 点的两个大小不等的力1F 和2F ，沿同一直线但方向相反。则其合力可以表示 【 C 】 A 、12F F -u u r u u r B 、21F F -u u r u u r C 、12F F +u u r u u r 2、空间力对点之矩是【 B 】 A 、代数量 B 、矢量 C 、标量 3、一重W 的物体置于倾角为α的斜面上，若摩擦因数为f ，且tg α 《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。 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。2、力学在科技发展与工程应用中的作用与地位 （二）教学难点：力学在科技发展与工程应用中的作用与地位 三、主要教学内容 1、工程力学课程的性质、任务和要求 2、力学在科技发展与工程应用中的作用与地位 3、国内外力学发展与展望简介 四、考核点 工程力学的研究对象和任务。 工程力学简答题 一、工程力学范畴内失效的有哪三类？ 1）强度失效，是指构件在外力作用下发生不可恢复的塑性变形或发生断裂。 2）刚度失效，是指构件在外力作用下产生过量的弹性变形。 3）稳定失效，是指构件在某种外力作用下，其平衡形式发生突然转变。二、刚体系统的平衡问题的特点与解法 1）整体平衡与局部平衡的概念 系统如果整体是平衡的，则组成系统的每一个局部以及每一个刚体也必然是平衡的。 2）研究对象有多种选择 要选择对的对象，才能解决问题。 3）对刚体系统作受力分析时，要分清内力和外力 内力和外力是相对的，需视选择的研究对象而定。研究对象以外的物体作用于研究对象上的力称为外力，研究对象内部各部分间的相互作用力称为内力。内力总是成对出现，它们大小相等、方向相反、作用在同一直线上。 4）每个刚体上的力系都必须满足平衡条件 刚体系统的受力分析过程中，必须严格根据约束的性质确定约束力的方向，使作用在平衡系统整体上的力系和作用在每个刚体上的力系都满足平衡条件。 三、材料的基本假定 1）均匀连续性假定 假定材料无空隙、均匀地分布于物体所占的整个空间。根据这一假定， 物体内的受力、变形等力学量可以表示为各点坐标的连续函数，从而有 利于建立相应的数学模型。 2）各向同性假定 假定弹性体在所有方向上均具有相同的物理和力学性能。根据这一假定， 可以用一个参数描写各点在各个方向上的某种力学性能。 3）小变形假定 假定物体与外力作用下所产生的变形与物体本身的几何尺寸相比是很小 的。根据这一假定，当考察变形固体的平衡问题时，一般可以略去变形 的影响，因而可以直接应用工程静力学方法。 四、绘制剪力图和弯矩图的两种方法 1）绘图法，根据剪力方程和弯矩方程，在和坐标系中首先标出剪 力方程和弯矩方程定义域两个端点的剪力值和弯矩值，得到相应的点； 然后按照剪力和弯矩方程的类型，绘制出相应的图线，便得到所需要的 剪力图和弯矩图。 2）公式法，先在和坐标系中标出控制面上的剪力和弯矩数值，然 后应用载荷力度、剪力、弯矩之间的微分关系，确定控制面之间的剪力 和弯矩图线的形状，无需首先建立剪力方程和弯矩方程。 （2） I 一、简答题（ 5×4分=20 分） 1、 何谓应力集中现象？应力集中现象对脆性材料和塑性材料的不利影响是否相同？ 答：杆件在受力时，由于杆件截面尺寸的突然改变而使局部区域出现应力急剧增大的现象称为应力集中。对脆性材料杆件，应力集中现 象是非常不利的，而塑性材料杆件对应力集中现象的反应则缓和的多。 2、 在集中力作用处，梁的剪力图和弯矩图各有何特点？在集中力偶处，梁的剪力图和弯矩图各有何特点？ 答：在集中力处，梁的剪力图发生突变，其突变值等于集中力的数值；梁的弯矩图发生转折。在集中力偶处，剪力图无变化，弯矩图发 生突变，其突变值等于集中力偶的力偶矩值。 3、 图示挑梁，为什么要制作成其截面由根部到端部逐渐减小的形式？ 答：若从截面沿梁长的变化上来考虑梁的经济合理性，那么，最理想的变截面梁，是使梁的各截面上的最大应力同时达到材料的容许应 力，即，即各截面的抗弯截面模量应该与截面上的弯矩成正比。图示挑梁的弯矩图呈抛物线变化，挑梁根部截面的弯矩值最大，越到端 部，其截面上的弯局值越小。故挑梁的截面，制成根部最大，到端部逐渐减小是经济合理的，另外一方面还可以减小构件的自重。 4、 在极值剪应力截面上，其正应力是否等于零？ 答：在极值剪应力面上，其正应力的值并没有是否等于零的特性，故正应力可能等于零，也可能不等于零。 5、 压杆的柔度 λ 反映了对临界应力影响的哪些因素？ 2 答：压杆的临界应力的大小主要取决于压杆的柔度的值，比如对于大柔度杆， cr 22E 。压杆的柔度 r l ，而 r I A ，故压杆的柔 度综合地反映了压杆的长度、截面的形状与尺寸以及压杆的杆端约束对临界应力的影响。 二、填空题（ 5×2分=10 分） 1、轴向拉压杆的变形能计算公式为 U 2N E 2A l 。 2、图示梁中， n-n 截面的剪力和弯矩值分别为 -4kN 和 2kN · m 。 3、欧拉公式用来计算压杆的 临界力 ，它只适用于 大柔度 杆。 三、计算题（ 70 分） 四、 1、图示结构中， AC 和 BC 均为边长 a=100mm 正方形截面木杆， AB 为直径 d=14mm 的圆形截面钢杆。已知 P=16kN ，木材的容许应力 [σ] 木=10MPa ，钢材的容许应力 [ σ]钢=160 MPa ，试分别校核木杆和钢杆的强度。 （15分） 解：对整体进行分析易得： 对 C 点进行受力分析： 22 N AC + 12 N BC =P=16 22 N AC - 23 N BC =0 对 B 点进行受力分析： N AB = 116 33 kN 因此得 σ AB =65.9MPa<[ σ] 钢，σ AC =1.4MPa< [ σ] 木， σ BC =1.2MPa< [ σ] 木 2、图示梁，试作出该梁的剪切力图和弯矩图。 （15 分） 3、图示外伸梁中已知 A =116 33kN N B =1163 kN 32 3 得 N AC = 2 6 kN N BC = 1 323 kN σ]= 10MPa 。若截面的高宽比 h/b=3/2 ，试确定截面的尺寸 b 和 h 。（ 20分） q =4kN/m ， l= 2.4m ，材料的容许应力 解：画出弯矩图。 可知最大弯矩发生在跨中截面，其值为： M max =2.16kN 矩形截面的抗弯截面模量为： W z = bh 62 = 3b3 故有正应力强度条件： M max 8M max σ max = W Z = 3b 3 ≤ [ σ] 得： b ≥ 3 83M [ ma ]x =0.083m=83mm 那么 h=1.5b=125mm 4、 用钢板制成的工字形截面梁其尺寸及梁上荷载如图所示，已知 度。（20 分） 解：（1） 画出梁的力图和弯矩图。 校核正应力强度 由弯矩图可知，最大弯矩为 M max =0.4P=36 kN · 经计算，对 Z 轴的主惯性矩及抗弯 P=90kN ，钢材的容许应力 [ σ]=160MPa ，[ τ ]=100MPa ，试全面校核梁的强 0.72 0.72 工程力学课程标准 课程名称：工程力学课程代码：0610201 课程类别：B 适用专业：建筑工程技术 授课单位：嘉兴南洋职业技术学院开课学期：第一学期 学分：4 学时：72 一、课程定位和课程设计 （一）课程性质与作用 工程力学是一门技术基础课，它不仅为学习专业课程打下坚实的理论基础，而且为工程构件的设计提供必要的理论基础和计算方法。因此，通过本课程的学习，要求学生能较熟练地进行受力分析，培养学生对结构的受力情况、稳定情况；对构件的强度、刚度和稳定性的问题，具有明确的基本概念、必要的基础知识，比较熟练的计算能力和初步的实验分析能力。 学习本课程必须具备普通物理学、高等数学的学习基础。同时，本课程也是本专业后续课程，如建筑结构、建筑施工技术等课程的基础。 （二）课程设计思路 总体设计思路是构建具有高职高专特色、理论与实践并重、以岗位群技术应用能力为主线的新的课程设计。根据教学内容的特点，灵活运用探究式、启发式、类比式、归纳式、互动式、提问式等多种教学方法，有效调动学生的兴趣，促进学生积极思考与实践。根据就业岗位需求和前后续课程的衔接，选取相关实践技能训练为主的教学内容，并将职业技能鉴定融入到教学过程中。课程的教学过程要通过校企合作，校内实训基地建设等多种途径，采取工学结合等形式，充分开发学习资源，给学生提供丰富的实践机会。教学效果评价采取过程评价与结果评价相结合的方式，通过理论与实践相结合，重点评价学生的职业能力。 以基于工作过程得课程开发理念为指导，以职业能力培养和职业素养养成为重点，根据技术领域和职业岗位（群）的任职要求，融合职业资格标准，以来源于工程一线的实际 案例为载体，以理实一体化的教学实训室为工作与学习场所，对课程内容进行序化。通过教学模式设计、教学方法设计、教学手段的灵活运用、教学目标的开放性设计、教学考核方法改革等，保证了学生专业能力、方法能力和社会能力的全面培养。 二、课程目标 对常见工程约束能进行简化、受力分析和画示力图。熟练掌握力的投影、对点的矩和对轴的矩的计算。对工程中的各种力系（汇交力系、力偶系、任意力系和分布力系）能进行简化。熟练掌握各力系的平衡方程及应用，对工程静定结构能进行平衡分析。对材料力学的基本概念有明确的认识，并具有将一般工程杆件简化为力学简图的初步能力。能计算杆件在基本变形下的内力，并做出内力图。能分析计算基本变形杆件的应力和变形。能进行基本变形杆件的强度、刚度计算。对应力状态有初步的认识，并能进行简单组合变形杆件的应力和强度计算。能分析计算简单压杆的临界荷载和临界应力，并能进行稳定性计算。为学习有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学技术创造条件；初步学会利用工程力学的理论和方法分析、解决一些工程实际问题。 三、课程内容与要求 序号学习项 目学习任务能力要求知识要点参考学 时 1 1. 绪论 1.1 工程力学 的研究对象和 研究方法掌握工程力学的研究对 象、基本任务与研究方法； 掌握杆件变形的基本形 式； 能辨别刚体和变形体， 弹性变形和塑性变形； 能理解对构件进行强 度、刚度和稳定性计算 和校核的必要性； 掌握杆件变形的基本 形式 1 2 2.静力学 的基本知 识2.1基本概念 基本公理 力矩 掌握力、荷载和力系的概 念； 熟练掌握力学基本公理的 内容和涵义； 熟练掌握力矩的的概念和 求法； 能够识别结构所受的 荷载和力系； 能够对作用在工程结 构上的荷载进行平衡 分析；学会判断构件的 运动和它所受的力或 力矩的关系； 2 8 工程力学（本科）模拟题A（闭卷） 一（15分）悬臂式吊车结构中AB为吊车大梁，BC为钢索，A、处为固定铰链支座，B处为铰链约束。已知起重电动电动机E与重物的总重力为F P(因为两滑轮之间的距离很小，F P可视为集中力作用在大梁上)，梁的重力为F Q。已知角度θ=30o。 求：1. 电动机处于任意位置时，钢索BC所受的力和支座A处的约束力（10分） 2. 分析电动机处于什么位置时，钢索受力的最大，并确定其数值。（5分） 题1 图 二（15分）A端固定的悬臂梁AB受力如图示。梁的全长上作用有集度为q的均布载荷；自由端B处承受一集中力和一力偶M的作用。已知F P＝ql，M=ql2；l为梁的长度。试求固定端处的约束力。求：固定端处的约束力。 题2图 三（15分）已知：P＝7.5kW, n=100r/min,最大剪应力不得超过40MPa,空心圆轴的内外直径之比α= 0.5。二轴长度相同。求: 实心轴的直径d1和空心轴的外直径D2；确定二轴的重量之比。 题3图 四（20分）矩形截面悬臂梁，这时，梁有两个对称面：由横截面铅垂对称轴所组成的平面，称为铅垂对称面；由横截面水平对称轴所组成的平面，称为水平对称面。梁在自由端承受外加力偶作用，力偶矩为M e，力偶作用在铅垂对称面内。试画出梁在固定端处横截面上正应力分布图。 题4图 解：根据力偶平衡条件，可知固定端处梁街面上的弯矩M=Me。且这一梁上所有截面的弯矩 都等于外加力偶的力偶矩Me。 选取如图的中性轴， 按弯矩方向可知，中性轴以上为受压，以下为受拉。 根据正应力公式，横截面上正应力沿截面高度y直 线分布，在上、下边缘处正应力最大。 五（25分）已知:应力状态如图所示。 试求：1．写出主应力σ1、σ2、σ3的表达式；（15分） 2．若已知σx＝63.7 MPa，τxy=76.4 MPa，当坐标轴x、y反时针方向旋转θ=120°后至x′、y ′，求: σx′、τx′y′。（10分） 题5图 第14章 轴向拉伸与压缩 习题答案 14-1 用截面法求图14-1（a ）（b ）（c ）所示各杆指定截面的内力。 （a ） （b ） （c ） 图14-1 解：（a ） 1. 用截面1-1将杆截开，取左段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑ 得 10N = 2. 用截面2-2将杆截开，取左段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑，20N P -= 得 2N P = 3. 用截面3-3将杆截开，取左段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑，30N P -= 得 3N P = （b ） 1. 用截面1-1将杆截开，取左段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑，12202 N kN ? -= 得 12N k N = 2. 用截面2-2将杆截开，取左段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑，220N kN -= 得 12N k N = （c ） 1. 用截面1-1将杆截开，取右段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑，130N P P --+= 得 12N P =- 2. 用截面2-2将杆截开，取右段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑，20P N -= 得 2N P = 14-2 试计算图14-2（a ）所示钢水包吊杆的最大应力。已知钢水包及其所盛钢水共重90kN ，吊杆的尺寸如图（b ）所示。 （b ） （c ） 图14-2 解：吊杆的轴力90N kN =。吊杆的危险截面必在有圆孔之处，如图14-2（c ）所示，它们的截面积分别为 22321(656520) 2.92510A mm m -=-?=? 2322(104 606018)5.1610A m m m -=?-?=? 232 3[11860(6018)2]4.9210A m m m -=?-??=? 显然，最小截面积为321 2.92510A m -=?，最大应力产生在吊杆下端有钉空处 3 max 31190102215.382.92510P N MPa A A σ-?====? 14-3 一桅杆起重机如图14-3所示，起重杆AB 为一钢管，其外径20D mm =，内径18d mm =；钢绳CB 的横截面积为20.1cm 。已知起重重量200P N =，试计算起重杆和钢绳的应力。《工程力学》课程教学大纲
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