工程力学-考试大纲

《工程力学》考试大纲

课程类型：专业课

总课时：60

考试对象：

考试方式：闭卷考试

一、本课程的性质和任务：

工程力学是一门理论性、系统性较强的工科类专业基础课，主要包括理论力学和材料力学两部分内容，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。

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的分析和计算方法，以及构件的强度、刚度和稳定性分析理论在工程设计、事故分析等方面的应用，为经济合理地设计构件提供必要的理论基础和计算方法，并为有关的后续课程打下必要的基础，且通过学习本课程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、考试基本要求

（1）静力学部分

1.理解静力学的基本公理和基本概念，并应用其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；

2.对平面一般力系的平衡问题，能熟练地选取分离体并灵活应用平衡方程的不同形式求解约束反力；

（2）材料力学

1.对材料力学的基本概念和基本分析方法有明确的认识，会分析杆件的内力并绘出相应的内力图；

2.能分析杆件的应力与变形，进行强度和刚度的计算；

3.掌握应力状态理论并进行简单的计算，了解强度理论；

4.能分析简单压杆的临界荷载，并进行稳定性校核等计算。

三、考试题型及分值分配

考试时间100分钟，满分100分

主要题型包括：

1、客观型试题：（30分）

单项选择题20分

判断题10分

2、主观型试题（70分）

填空题10分

作图题24分

计算题36分

四、考核知识点及考核要求

第一篇静力学

第一章静力学基本知识与物体的受力分析

考核知识点：

第一节基本概念

1．力、刚体、力系、平衡

2．静力学研究的两个基本问题

第二节静力学公理

1．力的平行四边形法则

2．作用与反作用定律

3．二力平衡公理

4．加减平衡力系公理

5．推论(力的可传性、三力平衡汇交定理)

第三节常见约束与约束反力

柔索约束，光滑接触表面约束，光滑圆柱铰链约束，链杆约束，固定铰支座，可动铰支座，轴承，球铰链。

第四节物体的受力分析和受力图

1．受力分析

2．画受力图的步骤与方法

考核要求：

理解静力学的基本概念和基本公理，掌握常见约束类型，并能对物体进行正确的受力分析并画出受力图。

.第二章力系简化

考核知识点：

第一节力的投影与分解

力在平面直角坐标系中的投影与分解，合理投影定理。

第二节力矩

平面状态力对点之矩，合力矩定理。

第三节力偶及其性质

力偶的概念及其性质。

第四节力的平移定理

第五节一般力系的简化

考核要求：

掌握由已知投影求作用力，会用合力矩定理简化力矩的计算，熟悉力偶的概念及其性质，掌握平面一般力系的简化方法。

.第三章力系的平衡

考核知识点：

第一节空间一般力系的平衡方程

1．空间一般力系的平衡条件

2．空间一般力系的平衡方程

第二节平面一般力系的平衡方程

1．平面一般力系的平衡条件

2．平衡方程的几种形式

3．特殊情形

第三节一般力系平衡方程应用举例

1．求解单个物体平衡问题的要点

2．相关例题

第四节物体系统的平衡

1．物体系统平衡问题的解题要点

2．相关例题

第五节静定与静不定问题的概念

1．静定问题

2．静不定问题

考核要求：

掌握平面一般力系的平衡方程，并能用它们求解物体系统的平衡问题。

第二篇材料力学

第一章绪论

考核知识点：

第一节材料力学的研究对象，主要任务及研究方法

第二节材料力学的基本假设

第三节了解杆件变形的基本形式

第四节内力截面法应力与应变的概念

考核要求：

明确材料力学的研究对象和任务，掌握变形固体的基本假设，了解杆件变形的基本形式，学习方法等。

第二章轴向拉伸、压缩

考核知识点：

第一节轴向拉伸和压缩及工程实例

第二节轴向拉压杆的内力·截面法

1. 轴向拉(压)杆的内力——轴力

2. 截面法求轴力

3. 轴力图的绘制

第三节轴向拉压杆横截面和斜截面上的应力

第四节轴向拉压杆的变形·胡克定律

1.纵向变形,横向变形,线应变

2.胡克定律

3.弹性模量,抗拉（压）刚度,泊松比

第五节材料拉伸、压缩时的力学性质

1.低碳钢的拉伸试验概述

2.应力应变曲线图及其特征点(比例极限,弹性极限,屈服极限,强度极限)

3.铸铁的拉伸试验概述

4. 低碳钢和铸铁的压缩试验概述及应力应变图

第六节许用应力、拉压强度条件

1.许用应力的确定

2.拉压强度条件

考核要求：

1.掌握求杆件轴力的截面法，熟练画出轴向拉压杆的轴力图；

2.会应用强度条件对轴向拉压杆件进行强度计算；

3.掌握胡克定律及其应用，会计算轴向各拉压杆件的轴向变形；

4.了解低碳钢和铸铁在拉伸、压缩时的基本力学性质。

第三章剪切和挤压的实用计算

考核知识点：

第一节剪切和挤压的实用计算

1.剪切和挤压的工程实例

2.剪切和挤压的受力特点

3.名义切应力的计算,剪切强度条件

4.有效挤压面积,挤压强度条件

第二节拉（压）杆连接部分的强度计算

1.连接处破坏三种形式

2.拉（压）杆连接部分的强度计算

第三节剪切胡克定律和剪应力互等定理

1.剪切胡克定律介绍

2.剪应力互等定理介绍

考核要求：

1.会对铆钉等连接件进行受力分析和进行剪切与挤压的强度计算；

2.了解剪切胡克定律和剪应力互等定理。

第四章扭转

考核知识点：

第一节扭转·扭矩和扭矩图

1.扭转的受力与变形特点

2.功率、转速与力偶矩之间的关系

3.扭矩的概念

4.扭矩图的绘制

第二节圆轴扭转时的应力·强度条件

1.圆轴扭转时的应力计算

2.剪切弹性模量

3.极惯性矩

4.扭转强度条件

第三节圆轴扭转时的变形·刚度条件

1.相对扭转角的计算

2.抗扭截面模量

3.抗扭刚度条件

考核要求：

1.掌握截面法求杆件横截面的扭矩，熟练画出杆件的扭矩图；

2.会计算圆杆扭转时横截面上的剪应力和对杆进行强度计算；

3.了解算圆杆扭转时横截面的扭转角和刚度计算。

第五章梁的内力

考核知识点：

第一节工程中的弯曲问题

1.平面弯曲的概念

2.平面弯曲的工程实例

第二节梁的内力

1.梁的内力求法

2.梁的内力符号约定

第三节剪力图和弯矩图

第四节利用弯矩、剪力、荷载集度间的关系绘内力图

1.弯矩、剪力、荷载集度间的关系推导

2.利用弯矩、剪力、荷载集度间的关系作内力图的方法

3.简便方法绘内力图举例

考核要求：

1.掌握直接计算法求梁任意横截面的剪力和弯矩；

2.掌握梁的剪力方程和弯矩方程，并画出剪力图和弯矩图；

3.理解并掌握弯矩、剪力、荷载集度间的关系及由此得出的剪力图和弯矩图的一些规律；

4.理解画剪力图和弯矩图的叠加法和简便法。

第六章截面的几何性质

考核知识点：

第一节静矩、惯性矩、惯性积

1.静矩的概念

2.惯性矩的概念

3.惯性积的概念

第二节惯性矩的平行移轴公式

1.惯性矩的平行移轴公式推导

第三节简单组合图形惯性矩的计算

1.简单组合图形惯性矩的计算方法

2.简单组合图形惯性矩的计算举例

考核要求：

1.了解静矩、惯性矩、惯性积、主轴、形心主轴、主惯性矩和形心主惯性矩的定义；

2.掌握矩形和圆形截面的形心主惯性矩的计算；

3.正确应用惯性矩的平行移轴公式，会计算简单组合截面的形心主惯性矩。

第七章梁的应力与强度计算

考核知识点：

第一节梁的正应力

1.纯弯曲的正应力公式

2.抗弯截面模量

3.纯弯曲理论的推广

第二节梁的正应力强度条件

1.梁的正应力强度条件

2.梁的正应力强度条件应用举例

第三节梁的剪应力

1.梁的剪应力公式

2.梁的剪应力计算举例

第四节梁的合理截面形状及变截面梁

考核要求：

1.正确使用弯曲正应力公式，熟练计算梁上各点的弯曲应力，并掌握弯曲正应力强度条件及其应用；

2.学会计算矩形截面、工字形截面和圆形截面上的弯曲正应力；

3.理解切应力强度条件及其应用；

4.理解提高梁的抗弯强度的措施及选择合理截面。

第八章梁的变形

考核知识点：

第一节挠度和转角

1.平面弯曲梁的挠度

2.平面弯曲梁的转角

第二节挠曲线的近似微分方程

第三节积分法计算梁的位移

1.计算梁的位移的积分法

2.积分法计算梁的位移举例

第四节叠加法计算梁的位移

1.计算梁的位移叠加法

2.叠加法应用举例

第五节梁的刚度条件

1.梁的刚度条件

2.梁的刚度条件应用举例

考核要求：

1.了解挠度与转角间的关系和梁的挠曲线近似微分方程；

2.会用叠加法求梁的某些特定截面的转角和挠度；

3.了解梁的刚度条件。

第九章应力状态和强度理论

考核知识点：

第一节应力状态的概念

1.主应力的概念

2.主平面的概念

3.主单元体的概念

4.应力状态的分类

第二节平面应力状态分析——解析法

1.解析法概述

2.主应力和主平面的方位

3.剪应力的极值及其所在的平面的方位

第三节平面应力状态分析——图解法

1.应力圆方程

2.应力圆的作法

第四节广义虎克定律

1.广义虎克定律介绍

第五节强度理论

1.第一强度理论介绍

2.第二强度理论介绍

3.第三强度理论介绍

4.第四强度理论介绍

考核要求：

1.理解应力状态的概念及其研究方法；

2.会从具体受力杆件中截取单元体并标明单元体上的应力情况，会计算平面应力状态下斜截面上的应力及主应力；

3.了解空间应力状态的概念和空间应力状态下三个主应力б

1、б

2

、б

3

；

4.掌握广义胡克定律，会计算复杂应力状态下的线应变或正应力；

5.了解强度理论的概念，会应用强度理论对杆件进行强度校核。

第十章杆件在组合变形时的强度计算

考核知识点：

第一节组合变形的概念

1.组合变形的概念

2.常见的组合变形

3.组合变形的一般研究方法

第二节斜弯曲

1.斜弯曲的概念

2.斜弯曲问题解法

3.中性轴

第三节拉伸（压缩）与弯曲的组合变形

1.拉伸（压缩）与弯曲的组合变形概念

2.拉伸（压缩）与弯曲的组合变形解法

第四节偏心拉伸（压缩）

1.偏心拉伸（压缩）

2.偏心拉伸（压缩）解法

3.截面核心

第五节弯曲与扭转的组合变形

1.弯曲与扭转的组合变形

2.弯曲与扭转的组合变形的解法

3.相当应力

考核要求：

1.理解组合变形的概念，会将组合变形问题分解为基本变形的组合；

2.了解分析斜弯曲、拉（压）弯、偏心拉伸（压缩）等组合变形杆件的内力、应力；

3.会应用强度理论对弯扭等组合变形杆件进行强度校核。

第十一章压杆稳定

考核知识点：

第一节压杆稳定的概念

1.平衡稳定性的概念

2.压杆稳定的概念

第二节细长压杆的临界力

1.两端铰支细长压杆的临界力计算公式推导

2.细长压杆的临界力普遍公式——欧拉公式

3.长度系数

第三节临界应力、欧拉公式的适用范围

1.细长压杆的临界应力计算公式

2.压杆的柔度

3.欧拉公式的适用范围

第四节三类压杆、临界应力总图

1.三类压杆的概念

2.临界应力总图

第五节压杆的稳定性校核

1.压杆的稳定条件

2.稳定安全系数

3.折减系数

4.压杆稳定条件的应用

5.试算法

第六节提高压杆稳定性的措施

考核要求：

1.掌握压杆稳定的概念；

2.了解临界力和临界应力的概念；

3.掌握欧拉公式，会计算压杆的临界力和临界应力；

4.了解柔度的物理意义，掌握柔度在压杆稳定计算中的应用；

5.会应用稳定条件对压杆进行稳定计算。

五、有关说明与实施要求

1、考核目标的能力层次表述：

理解：能知道记忆有关名词、概念的意义，并能正确认识和表达。

掌握：在理解的基础上能把握基本概念和原理，能认识到有关概念和原理的区别与联系。

应用：在掌握的基础上能用学过的知识点综合分析和解决一般性的问题。

2、教材

《工程力学》刘德华程光均重庆大学出版社

3、关于命题考试的若干要求：

1.本课程的命题考试，应根据本大纲所规定的考核知识点和基本要求来确定考试范围和考核要求，不要任意扩大或缩小考试范围，提高或降低考核要求。考试命题要覆盖到各章，并适当突出重点章节，体现本课程的内容重点。

2.本课程在试题中对不同能力层次要求的分数大致比例见《试卷命题双向细目表》。

3.试题要合理安排难度结构。试题难易度可分为：易、较易、较难、难四个等级。每份试卷中，不同难易度试题的分数比例一般为：易占20%；较易占30%；较难占40%；难占10%。必须注意，试题的难易度与能力层次不是一个概念，在各能力层次中都会存在不同难度的问题，切勿混淆。

4.本课程考试试卷采用的题型有：填空题、选择题、判断题、作图题、作图计算题。

5.考试方式采用100分钟闭卷笔试形式。

4、试卷命题双向细目表（仅供参考）：