《工程力学》课程教学大纲

《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48学时，3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。集中载荷附近应力分布，应力集中概念。

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

平面弯曲的概念和实例。惯性矩概念。移轴及转轴定理。弯曲时梁的正应力分析。提高粱弯曲强度的措施。

9. 弯曲刚度问题

梁的变形与位移。挠度和转角。梁的挠曲线近似微分方程。用积分法计算梁的挠度和转角。用叠加法求梁的位移。提高梁弯曲刚度的主要措施。用变形协调法解简单超静不定问题。

10. 应力状态与强度理论

一点处应力状态的概念。主应力和主平面。平面应力状态下的应力分析。复杂应力状态下的最大应力。

强度理论的概念。四种常用的强度理论简介及应用，相应应力的表达式。组合变形时的强度计算。

11. 压杆稳定

压杆稳定的概念与实例。计算细长压杆临界力的欧拉公式。杆端不同约束的影响，长度系数。欧拉公式的适用范围。三种压杆临界应力公式。压杆的安全因数法稳定性设计，提高压杆稳定性的措施。

专题概述

12. 动载荷与疲劳强度

动载荷基本概念，惯性力与动应力。旋转构件动应力计算，冲击载荷基本概念及冲击应力计算。

本课程使用教材：《工程力学》,范钦珊主编,清华大学出版社,2005年

参考教材：《工程力学》,单辉祖,谢传锋合编,高等教育出版社,2004年

《工程力学教程》,西南交通大学应用力学与工程系,高等教育出版社,2004年

《理论力学》第六版,哈工大理论力学教研室主编,高等教育出版社出版,2002年

《新编材料力学》,张少实主编,机械工业出版社,2002年

《材料力学》，聂毓琴,孟广伟主编，机械工业出版社，2004年