《工程力学》教学大纲(电气系)(邓晖).doc
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工程力学课程教学大纲课程英文名称:Mechanics of Engineering课程代码:110000101课程性质:学科基础课适用专业:电气工程及其自动化专业总学时数:48 其中讲课学时:48实验学时:0 总学分数:2.5编写人:邓晖 审核人:袁文华一、课程简介(一)课程性质及其在课程体系中的地位工程力学是一门重要的学科基础课,包括理论力学(静力学)和材料力学部分内容。理论力学是理论性较强的学科基础课,材料力学是由基础理论课过渡到设计课程的学科基础课,是一系列工程专业课的基础。(二)课程教学目标通过本课程的学习,培养学生具有初步对工程问题的简化能力,一定的分析与计算能力,为学习有关后继课程和从事专业技术工作打下坚实的基础。(三)课程教学的总体要求理论力学(静力学)1重点掌握物体和物体系统的受力分析; 各种类型力系的简化方法和简化结果,能熟练地计算主矢和主矩;各种类型的平衡条件和平衡方程,求解单个物体和简单物体系统的平衡问题。2掌握力、力矩和力偶等基本概念及其性质,能计算力的投影、力对点的矩和力对轴的矩; 计算物体重心各种方法.3了解滑动摩擦的概念和摩擦力的特征,自锁的条件,考虑滑动摩擦时简单物体系统的平衡问题及滚动摩阻的概念。材料力学1重点掌握材料力学的基本概念和基本分析方法; 具有对工程结构物中的部件和物体简化为力学简图的初步能力;能够熟练地分析杆件在拉(压)、扭、弯时的内力,并正确做出相应的内力图;能够熟练分析杆件的应力及强度计算。2掌握轴向压杆的临界应力及压杆的稳定性计算方法。3了解各类变形计算及刚度设计。(四)课程基本内容概述本课程主要讲述静力学基本概念与公理、物体的受力分析;力系的合成与平衡,滑动摩擦。材料力学基本概念, 杆件变形的基本形式;轴向拉伸和压缩、剪切;扭转;平面弯曲的内力、应力和变形,强度和刚度条件;压杆稳定。(五)先修课程及后续课程先修课程:高等数学、大学物理后续课程:机械原理、机械设计二、课程教学总体安排(一)学时分配建议表学时分配建议表课 程 内 容各教学环节的学时分配讲 课习题课实 验设 计静力学公理与物体受力分析4力系简化4力系平衡原理62摩擦2材料力学绪论2轴向拉伸、压缩和剪切62扭转3弯曲应力82弯曲变形3压杆稳定4总计(学时)426(二)推荐教材及参考书目1、教材王海容主编,工程力学()、()第一版,中国水利水电出版社,2011年2、参考书目哈尔滨工业大学理论力学教研室编,理论力学(),高等教育出版社,第七版.2006年刘鸿文编,材料力学()第四版,高等教育出版社,2011年(三)课程考核方式1、考核方式闭卷考试2、成绩构成平时成绩30%,期终考试成绩70%三、课程教学内容及基本要求工程力学()第一章 静力学公理与物体受力分析(4学时)1、教学目标通过本章的学习,使学生深入理解力、刚体、平衡等重要概念;明确静力学公理是静力学的理论基础;能正确地对物体进行受力分析、画出物体的受力图。2、教学重点与难点(1)教学重点:静力学公理;约束的概念;常见约束的特征及约束反力的画法;单个物体及物体系的受力分析。(2)教学难点:静力学公理的两个推论;约束的概念;物体系的受力分析。3、教学方法与手段:多媒体课堂讲授。4、教学主要内容静力学的研究对象和基本概念;静力学公理;约束的基本类型与约束反力;物体的受力分析与受力图;5、教学要求熟练掌握静力学公理;了解物体的受力分析、物体的受力图的概念.深入理解约束、约束力等重要概念;掌握光滑表面接触约束、柔性体约束、光滑铰链约束等常见约束的特征;,能正确地对单个物体与物体系进行受力分析。6、课后思考与练习46道题第二章 力系的简化(4 学时)1、教学目标通过本章的学习,使学生对于力的投影、力偶、力矩和力偶矩的概念有清晰的理解,并能熟练的计算;熟悉力矩和力偶的基本性质;掌握平面基本力系的合成方法,掌握平面一般力系向一点简化的方法;掌握重心的计算方法。2、教学重点与难点(1)教学重点:力在坐标轴上的投影,力对点之矩的计算,平面力偶性质和力偶等效条件;平面一般力系向作用面内任一点的简化;重心的计算方法。(2)教学难点:平面一般力系向作用面内任一点的简化;重心的计算方法。3、教学方法与手段:多媒体课堂讲授。4、教学主要内容力的投影、力偶、力矩和力偶矩的概念、性质和计算。平面基本力系的合成方法;重心的计算方法。5、教学要求要求学生对于力的投影、力偶、力矩和力偶矩的概念有清晰的理解,能正确地将力沿坐标轴分解和求力在坐标轴上的投影,了解投影合力投影定理,并能熟练的计算;熟练掌握力矩和力偶的基本性质;掌握平面力偶的性质和平面力偶的等效条件、平面力偶系的合成方法,能熟练掌握平面一般力系向一点简化的方法,求主矢和主矩;掌握重心的计算方法。6、课后思考与练习46道题第三章 力系的平衡原理(讲课6学时,习题2课时)1、教学目标通过本章的学习,使学生熟知平面一般力系简化的结果、平衡方程的形式。了解静定和超静定问题,能够熟练分析和处理单个物体的平衡问题及物体系统的平衡问题。2、教学重点与难点(1)教学重点:平面一般力系平衡方程的形式和运用。(2)教学难点:物体系统中力系平衡的解析条件及其应用。3、教学方法与手段:多媒体课堂讲授。4、教学主要内容各种力系平衡方程的形式和运用,静定与静不定问题,物体系的平衡问题。5、教学要求要求学生熟知平衡方程的形式。了解静定和超静定问题的判别方法;熟练掌握平面一般力系的平衡条件及平衡方程的三种形式;能够熟练解决平面一般力系的平衡问题及物体系统的平衡问题。6、课后思考与练习810道题第四章 摩擦(2 学时)1、教学目标能区分滑动摩擦力与极限滑动摩擦力。理解摩擦角的概念和自锁现象;对滑动摩擦定律有清晰的理解。能熟练解决考虑摩擦力时物体的平衡问题、平衡的临界状态和平衡范围。2、教学重点与难点重点:(1)教学重点:平衡的临界状态和平衡范围。(2)教学难点:摩擦角的概念、物体系的平衡问题。3、教学方法与手段:多媒体课堂讲授。4、教学主要内容滑动摩擦、摩擦系数、摩擦角、滑动摩擦定律;考虑滑动摩擦时物体的平衡问题。5、教学要求掌握考虑摩擦时物体平衡问题的计算方法,了解摩擦角及自锁现象,了解滚动摩擦的概念。6、课后思考与练习34道题工程力学()第一章 绪论(2学时)1、教学目标明确材料力学的任务、变形体的基本假设,理解杆件变形的基本形式。弄清内力、截面法和应力的概念的计算。2、教学重点与难点(1)教学重点构件的强度、刚度、稳定性的概念;杆件变形的基本形式,内力、截面法和应力的概念。(2)教学难点内力、截面法和应力的概念。3、教学方法与手段:多媒体课堂讲授。4、教学主要内容材料力学的任务,变形固体的概念及其基本假设,外力,内力,截面法的概念,位移和应变的概念,杆件变形的基本形式。5、教学要求了解材料力学的任务、变形体的的基本假设,掌握杆件变形的基本形式。掌握内力、截面法和应力的概念。6、课后思考与练习 2-4道习题第二章 拉伸、压缩和剪切(讲课6学时,习题2学时)1、教学目标通过本章的学习,使学生掌握轴向拉压时材料的力学性能;并能对杆件的轴向拉压变形与剪切、挤压变形时的应力和变形进行计算并进行强度设计。2、教学重点与难点(1)教学重点:内力和截面法,轴力和轴力图;轴向拉压时横截面上的应力公式、胡克定律、强度条件;拉压时材料的力学性能;剪切和挤压的实用计算。(2)教学难点:轴向拉压的强度计算。3、教学方法与手段:多媒体课堂讲授。4.教学主要内容轴向拉伸和压缩的概念,内力,截面法,轴力和轴力图;轴向拉压杆的应力;材料在拉伸和压缩时的力学性能;强度条件,安全因数,许用应力;应变,轴向拉压杆的变形,虎克定律,应力集中的概念。、教学要求熟练掌握截面法,正确画出轴力图;掌握拉压时材料的力学性能,正确理解并熟练掌握轴向拉压正应力公式、胡克定律、强度条件,掌握拉压杆的强度计算方法。 弄清材料力学解决问题的思路和方法;正确理解剪切和挤压的基本概念,掌握剪切和挤压的实用计算。、课后思考与练习1012道题第三章 扭转(3学时)1、教学目标通过本章的学习,使学生掌握扭转内力的计算方法;扭转强度和扭转刚度计算。2、教学重点与难点(1)教学重点:圆轴扭转时横截面上切应力分布规律和强度,圆轴扭转变形时的刚度和变形(相对扭转角)计算。(2)教学难点:扭转切应力推导过程。3、教学方法与手段:多媒体课堂讲授。4.教学主要内容扭转的概念和实例;外力偶矩的计算,扭矩和扭矩图;薄壁圆筒的扭转,纯剪切;圆轴扭转时的应力和变形,强度和刚度条件;抗扭刚度,极惯性矩,抗扭截面模量。、教学要求正确理解并熟练掌握扭转切应力、扭转变形的计算方法及扭转强度和扭转刚度计算,掌握剪切胡克定律和切应力互等定理。6、课后思考与练习46道题第四章弯曲应力(讲课8学时,习题2学时)1、教学目的通过本章的学习,使学生能正确绘制剪力图和弯矩图,判断出危险截面的位置,掌握常见截面梁(矩形、圆形、圆环形、工字形)横截面上正应力的分布规律和计算公式。掌握提高弯曲强度的若干措施。2、教学重点与难点(1)教学重点:平面弯曲的概念;用截面法求剪力和弯矩, 列出剪力方程和弯矩方程并绘制剪力图和弯矩图。横力弯曲横截面上正应力的分布规律和计算,最大拉应力和最大压应力的计算。纯弯曲梁横截面上切应力的分布和计算。(2)教学难点:剪力、弯矩和载荷集度的微分、积分关系,叠加法绘制剪力图和弯矩图。纯弯曲梁横截面上正应力公式的分析推导;弯曲的强度计算。3、教学方法与手段:多媒体课堂讲授。4、教学主要内容外力,梁的计算简图;剪力和弯矩,剪力图和弯矩图;q、Q、M间的积分关系及应用;叠加法绘制剪力图和弯矩图;纯弯曲时的正应力公式;弯矩与挠曲线曲率间的关系,抗弯刚度;抗弯截面模量;纯弯曲理论的推广;梁的正应力强度条件;提高抗弯曲强度的措施。、教学要求掌握弯曲变形与平面弯曲等基本概念;熟练掌握用截面法求弯曲内力;能熟练绘制剪力图和弯矩图。掌握梁纯弯曲时横截面上正应力计算公式的推导过程,掌握中性层、中性轴等基本概念和含义。熟练掌握各种形状截面梁(矩形、圆形、圆环形、工字形)横截面上切应力的分布和计算。熟练弯曲正应力强度条件的建立和相应的计算。了解等强度梁的概念;掌握提高弯曲强度的若干措施。6、课后思考与练习1214道题第五章弯曲变形(3学时)1、教学目的通过本章的学习,使学生了解梁变形的特点和计算方法.2、教学重点与难点(1)教学重点:梁的变形分析,积分法求变形。梁的刚度条件和刚度计算。(2)教学难点:用叠加法求梁的挠度和转角。3、教学方法与手段:多媒体课堂讲授。4、教学主要内容梁的变形和位移,挠度和转角;梁的挠曲线近似微分方程;用积分法求梁的挠度和转角;用叠加法求梁的挠度和转角;梁的刚度校核,提高抗弯曲刚度的措施。、教学要求掌握求梁变形的两种方法:积分法和叠加法,了解叠加原理的使用条件,掌握梁的刚度计算。6、课后思考与练习46道题第八章 压杆稳定(4学时)1、教学目的通过本章学习,使学生深入理解弹性平衡稳定性的概念;掌握压杆稳定性校核的方法以及提高压杆稳定性的措施。2、教学重点与难点(1)教学重点:欧拉临界力公式、压杆的分类,压杆稳定性校核的方法。(2)教学难点:欧拉临界力公式、压杆的分类。3、教学方法与手段:多媒体课堂讲授。4.教学主要内容弹性平衡稳定性概念,稳定平衡和不稳定平衡;细长压杆临界载荷的欧拉公式;杆端不同约束的影响;长度系数,柔度;欧拉公式的适用范围;超过比例极限时压杆的临界应力,经验公式;临界应力总图,压杆的稳定计算,折减系数法,提高压杆稳定性措施。、教学要求熟练掌握压杆的临界力公式,掌握杆端约束对临界力的影响,压杆的分类与临界应力曲线;掌握压杆稳定性校核的方法;了解提高压杆稳定性的措施。6、课后思考与练习46道题- 配套讲稿:
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