0工程力学课程总论
(完整word版)工程力学教案
《工程力学》教案2016～2017学年第2 学期学院名称：机械学院授课专业：16级机械全部专业14五年机械全部专业课程名称：工程力学主讲教师：***山东凯文科技职业学院教务处制备注：一、教案和讲稿的区别1．讲稿，所承载的是知识信息。
教案，所承载的是课堂教学的组织管理信息。
2．讲稿的思路形成，受教学过程的知识逻辑支配，而教案的思路形成，受教学过程的管理逻辑支配。
3．讲稿与教案，二者是决定与被决定的关系。
4．在内容上，讲稿涉及的是知识性和能力开发项目，教案涉及的是组织性项目。
5．在表现形式上，讲稿篇幅较长，是课程教学内容和教师个人观点的浓缩或延伸；教案篇幅较短。
二、教学反思所谓教学反思，是指教师对教育教学实践的再认识、再思考，并以此来总结经验教训，进一步提高教育教学水平。
教学反思一直以来是教师提高个人业务水平的一种有效手段，教育上有成就的大家一直非常重视之。
现在很多教师会从自己的教育实践中来反观自己的得失，通过教育案例、教育故事、或教育心得等来提高教学反思的质量。
山东凯文科技职业学院教案首页山东凯文科技职业学院课时教案山东凯文科技职业学院教案附页质点是指具有一定质量而形状与大小可以忽略不计的物体。
4.力系的概念力系是指作用于物体上的一群力。
5.平衡的概念平衡是指物体相对于惯性参考系保持静止或做匀速直线运动。
静力学公理公理一二力平衡公理公理二加减平衡力系公理推论1力的可传性原理公理三力的平行四边形法则推论2三力平衡汇交定理公理四作用与反作用公理在讲公理的过程中涉及到学生高中物理中的部分知识要加以联系，并在讲解的过程中进行推论证明。
40min力的投影1.力在直角坐标轴上的投影2.合力投影定理引导学生通过观察图推导出：cossinxyF FF Fαα==引导学生总结出合力投影定理：121....nx x x nx ixiR F F F F==++=∑121...ny y y ny iyiR F F F Y==+++=∑25min小结静力学是研究物体的平衡问题的科学。
《工程力学课程总论》PPT课件
建筑精选课件
19
器航 空 航 天
Space Shuttle Discovery 建筑精选课件
升美 空国
发 现 号 航 天 飞 机
20
海洋石油钻井平台
建筑精选课件
21
大型水利工程设施
长江三峡工程
建筑精选课件
22
人类的灾难
对工程中不满足强度、刚度、稳定性而发生失效 的构件给工农业生产造成巨大的损失，例子不胜 枚举。
桥面结构
建筑精选课件
11
桥高
梁层
建
筑
桥墩
与
大
型
建筑精选课件
12
高速列车
建筑精选课件
13
车头
建筑精选课件
14
车身
建筑精选课件
15
民用航空飞机
建筑精选课件
16
机军 用 飞
苏－27战斗机
建筑精选课件
17
机军 用 飞
幻影－2000 战斗机
建筑精选课件
18
机军 用 飞F－16战斗机 Nhomakorabea建筑精选课件
工程力学
建筑精选课件
1
工程力学课程绪论
工程与工程力学 工程力学的任务
工程力学研究对象 工程力学研究模型 工程力学研究方法
建筑精选课件
2
工程与工程力学
建筑精选课件
3
都江堰
岷江上的大型引水枢纽工程，也是现有世界上历史最长的无坝 引水工程。始建于公元前256～前251年。
建筑精选课件
4
赵州桥(安济桥)
32
赛车结构
为什么赛车结构前细后粗；车轮前小后大？
建筑精选课件
33
日常生活中的工程力学问题
工程力学课程总结
工程力学课程总结工程力学作为理工科专业基础课程，对于培养学生的科学素养和解决实际工程问题具有重要意义。
本文将对工程力学课程进行全面的总结，梳理课程核心知识点，以帮助读者更好地掌握这门学科。
一、课程概述工程力学课程主要包括静力学、动力学和材料力学三个部分。
静力学研究在平衡状态下的物体受力情况，动力学研究物体运动与受力之间的关系，而材料力学则关注物体在受力作用下的变形与破坏规律。
二、核心知识点1.静力学（1）力的分解与合成：掌握力的分解与合成方法，能够解决复杂受力问题。
（2）受力分析：学会对物体进行受力分析，确定受力大小、方向和作用点。
（3）平衡方程：了解平衡方程的推导过程，熟练运用平衡方程解决静力学问题。
2.动力学（1）牛顿运动定律：掌握牛顿运动定律的基本原理，能够运用其解决实际问题。
（2）运动方程：了解运动方程的建立过程，能够求解物体在受力作用下的运动规律。
（3）动量定理与动量守恒：理解动量定理和动量守恒定律，并能应用于碰撞、爆炸等实际问题。
3.材料力学（1）应力与应变：掌握应力与应变的概念，了解其计算方法。
（2）弹性力学：了解弹性力学的基本理论，能够求解弹性体的受力与变形问题。
（3）强度理论与破坏准则：了解材料的强度理论和破坏准则，能够预测材料的破坏行为。
三、课程总结通过学习工程力学课程，我们掌握了以下技能：1.能够对物体进行受力分析，解决静力学问题。
2.能够运用牛顿运动定律和运动方程解决动力学问题。
3.能够求解弹性体的受力与变形问题，预测材料的破坏行为。
4.提高了解决实际工程问题的能力，为后续专业课程学习打下坚实基础。
工程力学课程整体设计
根据教学计划和学生实际情况，合理 安排实验时间、实验顺序和实验人数， 确保每个学生都能充分参与实验并获 得良好的学习效果。
实验安全与注意事项
实验安全
强调实验操作的安全性，遵守实验室 安全规定，正确使用实验设备和器材 ，避免发生意外事故。
注意事项
提醒学生在实验过程中注意观察实验 现象、记录实验数据，保持实验室整 洁，爱护实验设备和器材，以及在实 验结束后按照要求完成实验报告。
。
评估结果反馈
及时反馈
在评估过程中及时向学生反馈评估结果，让 学生了解自己的学习状况和需要改进的地方 。
指导建议
根据评估结果，为学生提供针对性的学习指导建议 ，帮助学生更好地掌握工程力学知识和技能。
促进学习
通过评估结果反馈，激励学生更加努力学习 ，提高学生的学习积极性和主动性。
05
课程资源
教材与参考书
教材
《工程力学基础》
参考书
《工程力学教程》、《工程力学实践》
网络资源
工程力学精品课程网站
提供在线视频教程、课件、习题等资源，方便学生自主学习。
在线论坛和社区
学生可以在这些平台上交流学习心得、讨论问题，提高学习效果。
MOOC平台
如中国大学MOOC、网易云课堂等，提供丰富的工程力学课程资 源，学生可以根据自己的需求选择适合自己的课程。
弹性力学的主要内容包括应力分析、 应变分析、弹性力学基本方程等。
03
实验教学
实验设备与器材
实验设备
包括力学性能试验机、材料试验 机、疲劳试验机等，用于进行各 种力学性能测试。
实验器材
包括试样、夹具、传感器、数据 采集系统等，是实验中必不可少 的辅助工具。
工程力学-总论
工程力学
工程力学总论
工程力学课程的分析方法
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工程力学课程的分析方法
两种不同的理论分析方法 工程力学的实验分析方法 计算机分析方法
工程力学课程的分析方法
两种不同的理论分析方法
工程力学课程的分析方法
பைடு நூலகம்
工程力学中的“工程静力学” 工程力学中的“工程静力学”与“材料力学” 材料力学” 两部分，由于所研究的问题各不相同，分析方法 也因此而异。
工程力学课程内容 及其在工程设计中的作用
强度失效是指构件在外力作用下发生不可 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。 刚度失效是指构件在外力作用下产生过量 刚度失效是指构件在外力作用下产生过量 的弹性变形。 稳定失效是指构件在某种外力（例如轴向 稳定失效是指构件在某种外力（例如轴向 压力）作用下，其平衡形式发生突然转变。
工程力学课程内容 及其在工程设计中的作用
为了完成常规的工程设计任务，需要进行以 下几方面的工作： 分析并确定构件所受各种外力的大小和方向。 研究在外力作用下构件的内部受力、变形和 失效的规律。 提出保证构件具有足够强度、刚度和稳定性 的设计准则与设计方法。 工程力学课程就是讲授完成这些工作所必需 的基础知识。
工程力学课程的分析方法
工程力学的实验分析方法
工程力学课程的分析方法
工程力学的实验分析方法
工程力学课程的分析方法
工程力学的实验分析方法
工程力学课程的分析方法
工程力学的实验分析方法
测量变形的传感器
硬塑料的物性关系曲线
工程力学课程的分析方法
工程力学的实验分析方法
飞机静载试验
工程力学课程的分析方法
工程力学的研究模型
工程力学课程总论
§1 工程力学课程内容及其作用
工程力学是既与工程又与力学密切相关的科学 涉及的领域相当广泛
包括：机械、建筑、材料、桥梁、水利、电子、 道路、运载工具等各种工业领域
还涉及：生物、国防、体育运动、气象、核能、 计算机技术等现代科学技术领域
《工程力学》
Bengbu college . The Department of Mechanical and Electronical Engineering .w.p_chen
工程力学中,在不同情况下的研究对象简化不同 在“工程静力学”中——刚体
——认为构件不会变形或变形可以被忽略
在“材料力学”中——变形体 ——认为所有构件在力的作用下都会发生变形
《工程力学》
Bengbu college . The Department of Mechanical and Electronical Engineering .w.p_chen
三、工程力学的学习方法 工程力学 ——解决实际问题和解习题的方法一个样！ ——解决简单问题和复杂问题的思路一个样！ ——解决生活问题和高科技问题的理论一个样！ 因此： 注重书本学习和课后动手练习并重！ 独立、自主、刻苦、努力—完成作业 抄袭作业 = 补考候选
体育运动
棒球击球
赛车结构
vC
ω
《工程力学》
Bengbu college . The Department of Mechanical and Electronical Engineering .w.p_chen
§1 工程力学课程内容及其作用
几个概念：
工程构件：泛指机器零、部件、房屋结构元件等 失效（破坏）：构件在外力作用下丧失正常功能 失效的种类：强度失效、刚度失效和稳定失效 强度失效—构件在外力作用下发生不可恢复的塑性 变形或断裂 刚度失效—构件在外力作用下产生过量的弹性变形 稳定失效—构件在某种外力促作用下，其平衡形式 发生突变
《工程力学》课程教学大纲精选全文
精选全文完整版（可编辑修改）工程力学课程教学大纲课程名称：工程力学英文名称：Engineering Mechanics课程编码：x4041351学时数：32其中实践学时数：0课外学时数：0学分数：2.0适用专业：环境工程一、课程简介工程力学既是各门后续力学课程的理论基础，又是一门具有完整体系并继续发展着的独立学科，而且在工程中有着广泛的应用。
其教学内容分为两部分：静力学和材料力学。
静力学研究物体在力系作用下的平衡条件，主要包括物体的受力分析、力系的等效替换（或简化）、各种力系的平衡条件及其应用；材料力学研究杆件的强度、刚度和稳定性问题，主要包括应力、应变、变形等基本概念，杆件强度、刚度和稳定性校核所必要的基础知识和计算方法等。
二、课程的性质和教学目标工程力学是环境工程专业的一门专业选修课，该课程的学习可以帮助学生理解力学的基本概念和基本定律，掌握工程力学的基础知识和基本理论以及处理工程力学问题的基本方法，同时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。
三、教学目标与毕业要求关系表四、课程教学内容、基本要求、重点和难点静力学部分：（一）静力学的基本概念、受力图了解力和刚体的概念，掌握静力学公理；熟练进行物体的受力分析，画受力图。
重点：物体的受力分析；难点：画受力图。
（二）平面汇交力系了解工程中的平面汇交力系，掌握平面汇交力系平衡方程，平面汇交力系合成。
重点和难点：列平面汇交力系平衡方程。
（三）力矩平面力偶系理解力对点之矩、力偶对力偶矩，平面力偶的合成与平衡问题；掌握力偶的等效。
重点：平面力偶的合成与平衡问题；难点：列平衡方程。
（四）平面一般力系了解工程中的一般力系问题；理解力线平移定理，平面一般力系向一点简化，主矢和主矩，掌握利用平衡方程进行计算的方法。
重点：列平衡方程；难点：物体系平衡问题。
（五）空间力系了解工程中的空间力系问题；理解力在空间坐标轴上的投影，力对轴之矩；掌握列空间力系的平衡方程求解未知的约束反力方法。
工程力学PPT教学课件
2、机构与机械传动
• 研究的对象是常规通用零件和常用机构 的设计
1) 总论部分——机器及零件设计的概论，基本 原则，一般过程和要求等；
2) 联接部分——螺纹联接，轴毂联接即键、花 键和销联接；
3) 传动部分——带传动，链传动，齿轮传动， 蜗杆传动及齿轮系等；
• 4) 轴系部分——滑动轴承，滚动轴承，联轴 器与离合器以及轴等；
• 5) 其它部分——平面机构，减速器等。
机械设计基础的研究对象：
• 本课程是论述一般通用零件的基本设计理 论与方法，用以培养学生具有设计一般机 械的能力的技术基础课程
0.2 机械设计基础的研究方法
• 理论联系实际 • 做到四多。本课程又是应用性很强的工
程课程。在学习过程中，必须多观察、 多思考、多练习、多总结。
0.3学习机械设计基础的目的
• 本课程内容是研究现有机械的运动及工作性 能和设计新机械的知识基础。它成为机械类 各专业所必修的一门技术基础课程。
• 本课程为后续有关的专业课程如机床，机械 制造工艺以及其他机械性质的专业课程打下 基础。
• 可以使学生获得正确分析、使用和维护机械 的基本知识、基本理论及基本技能。有利于 培养创新思维和创新精神，提高分析问题和 解决问题的能力。
谢谢观看
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15
一、理论力学的内容和对象
• 1．理论力学的内容
• 理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学。 • 机械运动：物体在空间的位置随时间的改变,称为机械运
动。 • 静力学----刚体的平衡规律，着重讨论静力分析，力系
的合成与简化，平衡条件及其应用 • 运动学----从几何的观点研究物体（点、刚体）的运动
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工程力学研究方法
理论分析方法
－ 20 世 纪 初 ， 探 索 新 设 计 、 新结构。
实验方法 －具体设计的实验验证
大型结构实验室
飞机静载试验
计算机方法
－现代计算技术与 计算机应用。
汽车碰撞
碰撞时气囊与人的相互作用
战斗机的振动模态分析
飞鸟与空中客车机翼相撞
运动中的乒乓球尾流
工程力学课程总论
工程与工程力学 面向21世纪的工程力学课程 工程力学研究对象 工程力学研究模型 工程力学研究方法
工程与工程力学
桥梁设计: 选择桥梁的类型（按受力方式） 力分析: 静力学分析 动力学及振动分析 应力分析及尺寸设计 强度、刚度、稳定性校核
梁式桥
洛阳桥，福建泉州，宋1053-1059
• 20世纪以前,在力学知识的积累、 应用和完善的基础上，逐渐形 成和发展起来的蒸汽机、内燃 机、铁路、桥梁、舰船、兵器 等大型工业推动了近代科学技 术和社会的进步。
大型水利工程设施
长江三峡工程
胡弗水坝
高速公路直道与弯道的连接
• 20世纪中，一些高科技及 其在各工业领域的应用与 力学特别是工程力学的指 导密不可分。
赛车结构
为什么赛车结构前细后粗；车轮前小后 大？
–日常生活中的工程力学问题
面向21世纪的 工程力学课程
• 经典内容更加简练
• 引进新的科学技术成果，内容更加丰富
– 新材料－复合材料、聚合物等； – 新概念－失效、寿命等； – 新理论－损伤、混沌等； – 新方法－数值方法、工程力学建模方法。
学科内的综合与学科间的交叉将更加强烈 力学课程的贯通、渗透与综合。 学科间的交叉。
怎样在不同的 时间间隔内通过 测量目标与雷达 之间的距离和雷 达方位角才能准 确地测定目标的 速度和加速度
舰载飞机在发动机和弹射器 推力作用下从甲板上起飞
爆 破 时 烟 囱 怎 样 倒 蹋
非工业工程中的工程力学问题
棒球在被球棒 击打后，其速度的 大小和方向发生了 变化。如果已知这 种变化即可确定球 与棒的相互作用力。
教学方法与训练方法要突出培养创新精神 – 实行启发式教学，为学生的独立思 维 留出足够的时间和空间。 – 提倡研究式的学习方法。
工程力学研究对象
• 力学是研究物体宏观机械运动的学科 – 机械运动－物体空间位置的改变； 物体的运动和变形； 气体和流体的流动。 – 自然界以及工程技术过程都包含机 械运动。
海洋石油钻井平台
载人飞船 (Manned Spacecraft)
va
B A
交会（Rendezvous) 对接（Docking)
高速列车
• 20世纪产生的另一些高新技术 虽然是在其他学科指导下产生 和发展起来的，但也都对工程 力学提出了各式各样、大大小 小的问题。例如：
核电站的热核反应堆
雷达跟踪目标
工程力学研究自然界以 及各种工程中机械运动的最 普遍、最基本的规律，以指 导人们认识自然界，正确从 事工程技术工作。
• 工程力学研究的两大类机械运动：
– 研究物体的运动，研究作用在物体 上的力与运动之间的关系；
– 研究物体的变形，研究作用在物体 上的力与变形之间的关系。
两类问题互相交叉、渗透和融合
例如：研究卫星运动轨道时,卫星可视为质点； 但研究卫星姿态控制时，则不能视为质点。
• 工作状态的模型－刚体与变形体
研究运动时忽略极小的变形－刚体;
研究物体的变形和内部受力规律时，则 必须考虑变形－变形体
问题模型 - 视所研究的问题性质而定
例如，船舶设计中，船体各部分涉及的问 题一般各不相同。但在总体设计中可将 巨浪中的船体视为两个浪峰上的梁。
研究运动物体变形时，必须首先分析 运动；
研究某些运动（例如振动）问题时也 必须考虑变形。
工程力学研究模型
•模 型
象与简化; – 实际问题的合理抽象与简化。
物体模型－质点与质点系统
当所研究的物体运动范围远远超 过其本身的几何尺寸时，物体的 形状和大小对运动的影响很小， 这时可以将其抽象为只有质量而 无体积的质点。
桥墩
拱桥
赵州桥，河北赵县，隋605-618
湘子桥
又名广济桥，广东潮州，宋1170
卢沟桥
始建于元1189年，明1444年重修，清1698年重建
悬索桥
霁虹桥
矮寨大桥，湖南湘西，渝湘高速公路桥，与地面高度差 330米。
斜拉桥
钢索
目前，世界建成跨度1000米以上的悬 索桥有28座，中国占11座；世界在建的主 跨在1000米以上的悬索桥有13座，中国占9 座；世界建成和在建的跨度600米以上的斜 拉桥有21座，中国占17座；世界已建跨度 420米以上的拱桥有12座，中国占9座；世 界已建跨度250米以上的预应力混泥土桥梁 有20座，中国占12座。
人造骨骼
天文望远镜桁架
钢结构接头
齿轮啮合
“ 工程力学走过了从工 程设计的辅助手段到中 心主要手段，不是唱配 角而是唱主角了。”
钱学森 1997年9月