工程力学课程标准.doc

工程力学课程标准 课程代码：58010611 课程性质： 必修课 课程类型：B类课（一）课程目标 工程力学是模具设计与制造专业的一门重要的主干课程。在整个教学过程中应从高职教育培养目标和学生的实际情况出发，在教学内容的深广度、教学方法上都应与培养高技能人才目标接轨。通过本课程的学习，使学生达到以下目标：1.深刻理解力学的基本概念和基本定律，熟练掌握解决工程力学问题的定理和公式。能将实际物体简化成准确的力学模型，应用力学基本概念和定理解决相关力学问题；2.能对静力学问题进行分析和计算，对刚体、物系进行受力分析和平衡计算；3.正确应用公式对受力不很复杂的构件进行强度、刚度和稳定性的计算；4.通过应力状态分析建立强度理论体系。5.初步掌握材料的力学性能及材料的相关力学实验。掌握基本实验的操作及测试方法 （二）课程内容与要求工程力学分为理论力学和材料力学部分。理论力学部分以静力学为主，包括静力学基础、力系的简化、力系的平衡 。材料力学部分包括杆件的四种基本变形（轴向拉伸与压缩 、剪切与挤压、扭转 、弯曲）的内力、应力和变形，应力状态与强度理论，组合变形杆的强度和压杆稳定。第一篇 静力学静力学主要内容有：力的概念，约束与约束反力，受力分析和受力图；力对点的矩，力对轴的矩，力偶与力偶系的简化，力的平移，力系的简化；平衡条件与平衡方程，特殊力系的平衡，空间一般力系的平衡，物体系的平衡，平面静定桁架的内力，考虑摩擦时的平衡。第二篇 材料力学 材料力学主要内容有： 材料的力学性能，拉伸与压缩时的力学性能，构件的强度、刚度和稳定性，强度条件、刚度条件，应力状态分析与四种强度理论。课程要求：熟练掌握静力学的基本概念：四个概念、六个公理及推论、一个定理。能应用静力学的基本理论对刚体进行受力分析；明确平面任意力系的简化；熟练掌握平面力系的平衡方程及其应用；掌握材料力学的基本概念；掌握四种变形方式的内力、应力、内力图；学会四种载荷作用方式下强度、刚度、稳定性计算；理解应力状态与强度理论。（三）课程实施和项目设计1、课程实施高等职业技术教育培养的是应用性工程技术人才，结合模具专业及学生特点，对少学时工程力学的教学采用讲授、练习、自学、集中答疑等多种方法；在教学中要注意理论联系实际，讲解力学概念、原理和定理时，应从生活中的感性认识和生产实践中常见的实际力学问题出发，通过理想的抽象分析的实验观察，进行科学的逻辑推理，得出结论。要指导学生将已学的知识应用到专业理论的学习和生产实习中去，培养学生分析问题和解决问题的能力。课堂教学要确保教学大纲的教学要求和教学内容的完成。为了加强基础知识的教学，必须在教学中突出重点、抓住关键，解决难点。注意采用启发式教学方法，引导学生在课堂教学过程中开展积极的思维。学生学习工程力学，应在理解工程力学的基本概念和基本工程的基础上，学会应用所学的定理和公式去解决具体问题，因此，演算一定数量的习题，是巩固和加深理解所学知识的重要途径。加强直观教学是帮助学生更好地理解教学内容，提高教学效果的重要方法之一。教师在教学中应充分运用各种实物、模型等教具和挂图、教学录像片，并组织进行现场参观教学。同时应重视材料力学实验课这一教学环节的开设。高职力学课程的教学，要紧贴高职专业的培养目标和培养要求，在课程的教学上打破传统的课程内容体系，以实现相关内容的相互贯通，相互渗透，消除重复，达到精选课程内容，提高工程力学教学效率，满足高职教学的基本要求和目的。通过任务引领的项目活动，使学生具备本专业高素质劳动者和高技能应用性人才所必须的处理工程实际问题的能力。同时注重学生的智力开发、观察分析能力的培养和工作能力的提高。1）本课程共分三大模块：静力学；材料力学；运动学与动力学。第一模块分两大任务：静力学基本概念和力系；第一模块对基本概念和基本理论要求深入理解，但理论的证明和公式的推导都要力求简明。着重分析公式的应用条件及物理意义。重点放在公式在工程实际中的应用上.本模块学生演练一定数量的习题是非常必要的。第二模块设一大任务，两条线索，一是载荷作用方式，二是外力-内力-内力图-应力-强度条件及应用。教学中要把培养学生处理工程实际问题的能力放在重要地位。注重学生的智力开发、观察分析能力的培养和工作能力的提高。本模块设有四个实验，安排四个课时，通过实验引出相关内容。第三模块学生自学。2）全书以工作项目统领整个教学内容，通过任务驱动，完成单个项目的训练。3）复习习题课是进一步帮助学生深入理解课堂知识，培养学生分析问题和解决问题能力的重要教学环节。要对典型例题进行剖析，辨明容易混淆的概念，纠正常见的错误，增强分析和运算能力。课外作业是检查教学质量的重要环节。作业要紧密联系工程实际，分析要条理化，步骤要规范化，绘图要正规化，这也是培养能力的一个重要方面。教师在教学和举例时要作出较好的示范。广泛推行职业导向型教学方法和多媒体教学手段，并能根据课程类型科学合理有效地使用包括现代信息技术在内的各种教学手段，相关的课程标准、教案、习题、实验（含实习与课程设计）指导、录像、参考文献等要上网开放，方便学生自主学习，并在网上建立良好通畅的师生沟通渠道。4）实验要求开出低碳钢和铸铁的拉伸实验、弹性模量的测定；梁的弯曲变形实验和弯扭组合变形实验。2、项目设计绪 论【教学目的和要求】1、明确学习本课程的目的。2、了解本课程的研究对象及内容。3、掌握本课程的学习方法。【教学内容】：本课程的性质、目的、教学内容、地位二、工程力学的学习方法。第一篇 静力学任务一：第一章 静力学基础概念【教学目的和要求】：1、明确力、平衡和刚体概念；熟练掌握力的基本性质静力学公理及其推论。2、掌握力矩、力偶、力偶矩的概念及合力矩定理，熟练进行力矩、力偶矩的计算；深刻理解力偶的基本性质及等效条件；熟练计算平面力偶系的合力偶矩和求解平面力偶系的平衡问题。3、掌握常见约束的类型、特性及约束力方向；学会物体受力分析方法，并画出受力图。【教学内容】：1.1力的概念一、力的定义二、力的三要素三、力的单位四、力的表达方式五、力的性质1.2力对点的矩一、力矩的概念二、力矩的性质三、合力矩定理1.3力偶一、力偶的概念二、力偶的基本性质三、平面力偶系的合成 1.4力的平移定理一、力的平移定理及推导 1.5 约束与约束力一、柔性约束二、光滑接触面约束三、圆柱形铰链约束四、固定端约束1.6 受力图任务二：第二章 平面力系 第三章 空间力系【教学目的和要求】：1、掌握平面任意力系向作用面内任一点简化的理论；深刻理解主矢和主矩的概念；能判别简单的静定与超静定问题；熟练地应用平面任意力系及平行力系、汇交力系平衡方程求解物体及物体系统的平衡问题；能应用滑动摩擦理论求解考虑滑动摩擦时简单的平衡问题；3、掌握力在空间直角坐标轴上的投影和力对轴之矩的计算。4、理解重心的概念、坐标公式，学会重心位置的求法。【教学内容】：2.1平面任意力系的简化一、平面任意力系向一点简化二、简化结果的讨论2.2 平面力系的平衡方程及其应用一、平面任意力系的平衡方程二、利用平面任意力系平衡方程解题的一般步骤与方法三、平面特殊力系的平衡方程2.3 静定与超静定问题物系的平衡一、静定与超静定问题的概念二、物系的平衡2.4 考虑摩擦时的平衡问题一、滑动摩擦二、摩擦角与自锁现象三、考虑摩擦时物体的平衡问题四、滚动摩擦简介3.1 力在空间直角坐标轴上的投影一、直接投影法二、二次投影法三、合理投影定理3.2 力对轴之矩一、力对轴指矩的概念二、合力矩定理3.4 重心一、重心的概念二、重心坐标公式三、重心位置的求法任务三：第二篇 材料力学第四章 轴向拉伸与压缩【教学目的和要求】：1、了解直杆在拉伸或压缩时的受力和变形特点；2、建立内力和应力的概念；学会应用截面法求轴力并画出轴力图。3、掌握直杆在拉伸或压缩时的应力和应变计算。4、熟练掌握应用拉（压）杆的强度条件求解强度计算中的三类问题；并能求解简单的拉压一次超静定问题。【教学内容】：4.1轴向拉伸与压缩的概念与实例4.2截面法，轴力与轴力图一、内力的概念二、截面法，轴力与轴力图4.3 横截面上的应力一、应力的概念二、横截面上的正应力4.4 轴向拉压杆的变形 胡克定律一、纵向线应变和横向应变二、胡克定律4.6 轴向拉压杆的强度计算一、极限应力 许用应力 安全因数二、拉压杆的强度条件4.7 拉压超静定问题简介一、超静定的概念及其解法二、装配应力与温度应力介绍第五章 剪切与挤压的实用计算【教学目的和要求】：1、了解联接件的两种破坏形式剪切破坏与挤压破坏的特点。2、掌握剪切与挤压实用强度计算方法。3、了解剪切变形概念与剪切虎克定律。【教学内容】：5.1 剪切和挤压的概念与实例一、剪切的概念与实例二、挤压的概念与实例5.2 剪切和挤压的实用计算一、剪切的实用计算二、挤压的实用计算第六章 圆轴扭转【教学目的和要求】：1、 建立杆件内力概念，掌握用截面法分析和计算圆轴内力的方法。2、 理解切应力、切应变、剪切虎克定理和切应力互等定理3、 能熟练计算转矩、扭矩和绘制扭矩图。4、能牢固地掌握圆轴受扭时的切应力与强度计算和受扭圆轴的变形和刚度计算。【教学内容】：6.1 圆轴扭转的概念与实例 扭矩与扭矩图一、圆轴扭转的概念与实例二、扭矩与扭矩图6.2 圆轴扭转时的应力与强度计算一、切应力互等定理 剪切胡克定律二、圆轴扭转时横截面上的应力三、圆截面二次极矩及扭转界面系数的计算四、圆轴扭转时的强度计算6.3 圆轴扭转时的变化与刚度计算一、圆轴扭转时的变形计算二、圆轴扭转时的刚度计算第七章 平面弯曲内力【教学目的和要求】：1、熟练掌握剪力与弯矩的计算；熟练列出剪力方程与弯矩方程并绘制剪力图与弯矩图。【教学内容】：7.1 平面弯曲的概念与实例一、平面弯曲的概念与实例二、梁的计算简图及分类7.2 平面弯曲内力剪切与弯矩一、截面法求内力二、剪力和弯矩7.3 剪切图与弯矩图一、剪力方程和弯矩方程二、剪力图和弯矩图第八章 平面弯曲梁的强度与刚度计算【教学目的和要求】：1、要求了解纯弯曲与横力弯曲的区别，中性轴的定义，惯性矩的定义和计算。2、了解抗弯截面系数和截面抗弯刚度的物理意义。3、掌握常用截面二次矩 ，平行移轴公式。4、熟练掌握弯曲正应力的强度计算，对弯曲切应力有初步了解，能应用弯曲理论知识分析梁的合理性。【教学内容】：8.1 纯弯曲时梁的正应力一、纯弯曲试验二、梁的正应力计算8.2常用截面二次矩 平行移轴公式常用截面二次矩 平行移轴公式8.3 弯曲正应力强度计算一、弯曲正应力强度计算8.4 弯曲切应力简介一、矩形界面梁横截面上的切应力二、其它常见典型截面梁的最大切应力公式三、梁的切应力强度条件第九章 应力状态与强度理论【教学目的和要求】：理解轴向拉压杆斜截面上的应力分析熟悉应力状态的概念了解应力状态分析掌握四种常见的强度理论【教学内容】：9.1轴向拉压杆斜截面上的应力分析9.2应力状态的概念一点应力状态一点应力状态的研究方法主平面、主应力应力状态的分类9.3应力状态分析简介平面应力状态 斜截面上的应力平面应力状态主应力的大小和方向最大切应力9.4强度理论强度理论的概念四种常见的强度理论及适用范围课时分配表序号课程 内 容课时分配绪论2第一篇 静力学（共 22）任务1第一章 静力学的基本概念(8)学习情境1： 1.1 力的概念1学习情境2： 1.2 力对点的矩1学习情境3： 1.3 力偶1 学习情境4： 1.4 力的平移定理1学习情境5： 1.5 约束与约束力2学习情境6：1.6 受力图2任务2第二章 平面力系 第三章 空间力系（14） 学习情境1： 2.1 平面任意力系的简化2学习情境2：2.2 平面力系的平衡方程及其应用4学习情境3：2.3 静定与超静定问题物系的平衡2学习情境4：2.4 考虑摩擦时的平衡问题2学习情境5：3.1 力在空间直角坐标轴上的投影1学习情境6：3.2 力对轴之矩1学习情境7：3.4 重心2任务3第二篇 材料力学（26）学习情境1：第四章 轴向拉伸与压缩（7）4.1 轴向拉伸与压缩的概念与实例（实验1）14.2 截面法，轴力与轴力图14.3 横截面上的应力14.4 轴向拉压杆的变形 胡克定律14.6 轴向拉压杆的强度计算14.7 拉压超静定问题简介14.8 压杆稳定的概念1学习情境2：第五章 剪切与挤压的实用计算（2）5.1 剪切和挤压的概念与实例（实验2)15.2 剪切和挤压的实用计算1学习情境3：第六章 圆轴扭转（5）6.1 圆轴扭转的概念与实例 扭矩与扭矩图（实验3）26.2 圆轴扭转时的应力与强度计算16.3 圆轴扭转时的变化与刚度计算2学习情境4：第七章 平面弯曲内力（4）7.1 平面弯曲的概念与实例（实验4）17.2 平面弯曲内力剪切与弯矩17.3 剪切图与弯矩图2学习情境5：第八章 平面弯曲梁的强度与刚度计算（4） 8.1 纯弯曲时梁的正应力18.2 常用截面二次矩 平行移轴公式18.3 弯曲正应力强度计算18.4 弯曲切应力简介1学习情境6：第九章应力状态与强度理论（4）9.1轴向拉压杆斜截面上的应力19.2 应力状态概念19.3应力状态分析简介19.4强度理论1复习 习题课2总计52（四）课程考核与评价工程力学是和工程联系极为广泛、实践性较强的学科。其实践性在高职教学中表现为既要重视知识层次的架构，又要重视实际技能培养。本课程是为机械设计基础、机械加工工艺基础、模具设计与制造等后续课程及毕业设计提供必需的力学知识和基本理论。通过本课程的学习，要求学