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          《工程力學》課程教學大綱

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          工程力學課程教學大綱

           

          課程名稱工程力學

          英文名稱Engineering Mechanics

          課程類型學科平臺課

          總學時及學分48學時,3學分

          適應對象交通運輸專業

          主要先修課程大學物理、工程材料與熱處理

          執行日期20179

          、課程的性質與任務

          性質:《工程力學是交通運輸專業的學科平臺課。先修課程為大學物理、工程材料與熱處理,后繼課程為液壓與氣動、汽車構造。

          任務通過本課程的學習,要求學生系統掌握在許多工程技術領域中廣泛的應用的理論力學和材料力學的相關知識,為后續的課程和進一步獲得相關知識奠定必要的的理論基礎,便于學生在這一廣闊發展空間和發展前景的領域從事相關工作。

          、課程的教學目標

          通過理論力學的學習掌握靜力學的基本知識;通過材料力學的學習,要求學生掌握構件的強度、剛度、穩定性的計算方法,掌握材料力學的基本概念及理論,以及材料的基本性能。為學生學習相關后繼課程打下必要的基礎。以服務后續專業課程為基礎,以提高能力為本位,注重培養學生的綜合能力,同時合理控制理論知識,豐富案例,力求突出應用型專業基礎學科的實用性和服務性特色。即以應用為目的,以必需、夠用為度。

          、教學內容及其基本要求

          模塊一 工程力學基本概念

          教學內容

          1.1靜力學力的基本概念

          主要講述力的基本概念以及靜力學四大公理。

          1.2材料力學力的基本概念

          主要講述材料力學的基本概念并舉例。

          1.3材料力學基本研究對象及假設

          主要講述材料力學的研究對象是變形固體和三種基本假設,即連續均勻性假設、各向同性假設、變形微小假設。

          1.4材料力學基本任務的概念

          主要講述材料力學基本任務是解決強度問題、剛度問題、穩定性問題。

          1.5材料力學四種基本變形

          主要講述材料力學基本變形是桿的拉伸與壓縮、剪切、圓軸扭轉、梁的彎曲。

          教學基本要求要求學生掌握力的概念,掌握靜力學四大公理,掌握剛體的概念,熟悉平衡的概念,掌握材料力學基本研究對象的概念,熟悉材料力學基本任務的概念,掌握材料力學四種基本變形的概念,了解其他基本概念。

          教學重點靜力學四大公理,剛體的概念,平衡的概念,材料力學基本研究對象的概念,材料力學四種基本變形的概念。

          教學難點靜力學四大公理,平衡的概念,材料力學四種基本變形的概念。

          模塊二 剛體靜力學基礎

          教學內容

          2.1 靜力學中力系的概念

          主要講述力系的基本概念并舉例。

          2.2 靜力學中力系的分類

          主要講述力系按照作用線分布分為平面力系及空間力系,以及平面力系及空間力系的分類。

          2.3 靜力學中受力分析

          主要講述靜力學中受力分析基礎分析方法、如何繪制受力圖。具體步驟為

          取分離體、畫主動力、畫約束力、檢查受力分析圖。

          2.4 靜力學中工程中常見約束類型及相應約束力畫法

          主要講述靜力學中約束及分析約束力的性質,具體分為柔性約束、光滑接觸面約束、圓柱鉸鏈約束中間鉸鏈約束、固定鉸鏈支座、活動鉸鏈支座、鏈桿約束)。

          2.5 靜力學中力矩

          主要講述靜力學中平面力對點之矩的概念、計算公式、合力矩定理。

          2.6 靜力學中力偶

          主要講述靜力學中力偶與力偶矩、力偶的等效條件、力偶的性質、平面力偶系的合成與平衡。

          2.7 靜力學中平面匯交力系的合成與分解

          主要講述靜力學中平面匯交力系的合成與分解的分析方法。

          2.8 靜力學中平面力系的簡化與平衡

          主要講述靜力學中平面一般力系中力向一點平移、平面一般力系簡化、合力矩定理、平面一般力系平衡方程及應用、物體系統的平衡。

          教學基本要求掌握力系的概念,熟悉靜力學中力系的分類,掌握靜力學中受力分析基礎分析方法和繪制受力圖,掌握工程中常見約束概念及其應用類型及相應約束力畫法,掌握力矩的概念,熟悉合力矩定理,掌握力偶概念,熟悉力偶的等效條件和力偶的性質,掌握平面力系的合成與分解,掌握平面力系的簡化與平衡。

          教學重點靜力學中受力分析基礎分析方法和繪制受力圖,工程中常見約束概念及其應用類型及相應約束力畫法,力矩的概念及合力矩定理,力偶概念,平面匯交力系的合成與分解,平面力系的簡化與平衡。

          教學難點靜力學中受力分析基礎分析方法和繪制受力圖,工程中常見約束概念及其應用類型及相應約束力畫法,力矩的概念及合力矩定理,平面力系的簡化與平衡。

          模塊三 拉伸、壓縮與剪切

          教學內容

          3.1 軸向拉伸與壓縮的基本概念

          主要講述材料力學中拉壓桿的基本概念。

          3.2 截面法計算桿件軸向拉伸與壓縮內力

          主要講述材料力學拉壓桿中內力的概念、內力分析與計算方法——截面法、軸力計算法則、軸力圖。

          3.3 計算桿件軸向拉伸與壓縮橫截面應力

          主要講述材料力學拉壓桿中應力的概念、拉壓桿橫截面上的正應力。

          3.4 拉壓桿的變形

          主要講述材料力學拉壓桿中變形、線應變、胡克定律、材料拉伸與壓縮的力學性質、低碳鋼拉伸時的力學性能。

          3.5 校核桿件軸向拉伸與壓縮時的強度

          主要講述材料力學拉壓桿中極限應力、許用應力、安全系數的確定、強度條件、強度問題。

          3.6 剪切與擠壓變形的基本概念

          主要講述材料力學剪切與擠壓變形的基本概念。

          3.7 剪切與擠壓變形的實用計算

          主要講述材料力學剪切與擠壓變形中的剪切實用強度計算、擠壓實用強度計算。

          教學基本要求理解軸向拉伸與壓縮的基本概念,掌握計算桿件軸向拉伸與壓縮橫截面應力的方法,即截面法、軸力計算法則、軸力圖,熟悉拉壓桿的變形特點,掌握胡克定律,掌握校核桿件軸向拉伸與壓縮時的強度,掌握剪切與擠壓變形的基本概念,掌握剪切與擠壓變形的實用計算,掌握校核剪切與擠壓變形時的強度。

          教學重點截面法計算桿件軸向拉伸與壓縮內力,即截面法、軸力計算法則、軸力圖,拉壓桿的變形,胡克定律,校核桿件軸向拉伸與壓縮時的強度,剪切與擠壓變形的實用計算,校核剪切與擠壓變形時的強度。

          教學難點截面法計算桿件軸向拉伸與壓縮內力,即截面法、軸力計算法則、軸力圖,校核桿件軸向拉伸與壓縮時的強度,剪切與擠壓變形的實用計算,校核剪切與擠壓變形時的強度。

          模塊四  圓軸扭轉

          教學內容

          4.1 圓軸扭轉變形的概念

          主要講述材料力學中圓軸扭轉變形的概念,扭轉角的概念。

          4.2 圓軸扭轉變形中外力偶矩的計算

          主要講述材料力學中圓軸扭轉變形中外力偶矩的計算方法、公式。

          4.3 計算圓軸扭轉變形中扭轉時的內力

          主要講述材料力學圓軸扭轉變形中扭矩的概念、符號、扭矩的計算法則、扭矩圖。

          4.4 圓軸扭轉時的應力

          主要講述材料力學圓軸扭轉變形中橫截面上的剪應力計算公式、最大剪應力、極慣性矩、抗扭截面模量。

          4.5 計算圓軸扭轉變形的剛度條件

          主要講述材料力學圓軸扭轉變形中圓軸扭轉強度條件、應用舉例。

          4.6 計算圓軸扭轉變形的強度條件

          主要講述材料力學圓軸扭轉變形中扭轉角、單位扭轉角、圓軸扭轉剛度條件、應用舉例。

          教學基本要求掌握圓軸扭轉變形的概念,了解扭轉角的概念,了解圓軸扭轉變形中外力偶矩的計算方法和公式,掌握扭矩的概念、符號、扭矩的計算法則、扭矩圖,熟悉剪應力計算公式、最大剪應力、極慣性矩、抗扭截面模量,掌握圓軸扭轉強度條件,掌握圓軸扭轉變形中扭轉角、單位扭轉角、圓軸扭轉剛度條件。

          教學重點圓軸扭轉變形的概念,扭矩的概念、符號、扭矩的計算法則、扭矩圖,圓軸扭轉強度條件,圓軸扭轉變形中扭轉角、單位扭轉角、圓軸扭轉剛度條件。

          教學難點扭矩的計算法則、扭矩圖,圓軸扭轉強度條件,圓軸扭轉剛度條件。

          模塊五 彎曲

          教學內容

          5.1 平面彎曲的概念

          主要講述材料力學中梁的平面彎曲、梁的載荷和約束、靜定梁及其分類。

          5.2 梁的內力——剪力和彎矩

          主要講述材料力學中計算梁的內力、截面法、梁的內力計算規則。

          5.3 剪力方程、彎矩方程、剪力圖、彎矩圖

          主要講述材料力學中剪力方程和彎矩方程的計算方法、剪力圖和彎矩圖的繪制方法。

          5.4 彎曲強度、彎曲剛度

          主要講述材料力學中彎曲強度和彎曲剛度的簡要計算方法。

          教學基本要求熟悉梁的平面彎曲,掌握梁的載荷和約束,熟悉靜定梁及其分類,掌握計算梁的內力、截面法、梁的內力計算規則,掌握剪力方程和彎矩方程的計算方法、剪力圖和彎矩圖的繪制方法,簡單了解彎曲強度和彎曲剛度。

          教學重點計算梁的內力、截面法、梁的內力計算規則,剪力方程和彎矩方程的計算方法、剪力圖和彎矩圖的繪制方法。

          教學難點剪力方程和彎矩方程的計算方法、剪力圖和彎矩圖的繪制方法。

          、各教學環節學時分配     

          《工程力學》課程教學大綱

          、教學建議

          本課程的教學環節和內容以培養學生理解和運用工程力學知識分析和解決實際問題的能力為指導思想來進行設計。具體包括以下實施層次

          (1)給出課程教學過程中教學方法、模式和學生學習方法等方面的建議,授課形式以課堂、研討、實踐相結合、課堂授課的方式以板書為主,課件為輔,實驗練習方面鼓勵和組織學生結合重點章節內容,由學生自主設計、討論并形成方案,培養學生學以致用、發現問題、分析問題的能力。學生學習本課程課內外時間需完成課下作業。

          (2)結合學院大學生創新計劃行動,鼓勵和組織學生大膽參與課余實踐和創新活動。提高大學生理論聯系實際、勇于創新的能力。

          (3)本課程理論性較強,在課堂上講練結合,提高學生在教學過程中的參與程度,激發學生學習的積極性和主動性。  

          、考核評價方法及要求

          期末閉卷考試。

          總評成績=平時成績+期末考試成績。

          平時成績包含作業成績、課內實訓成績、考勤及聽課成績、創新思維及解決實際問題的能力成績。平時成績占30%,期末成績占70%。

          、教材與主要教學參考資源

          教材

          1、劉英衛工程力學,北京理工大學出版社, 2015

          參考資料

          1、嚴麗工程力學,北京理工大學出版社, 2013

          2、蔣永敏工程力學,航空工業出版社, 2010

          制定者趙靜  、20178   

          審核者王志欣、20178

          批準者沈文濤、20178


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