r50m22_工程力学教学大纲 40 .doc

工程力学教学大纲课程类别：技术基础教育课程 课程名称：工程力学开课单位：理学院力学系 课程编号：r50m22总 学 时：40 学 分：2.5适用专业：6院、软件学院各专业先修课程：高等数学，大学物理一、课程在教学计划中的地位、作用工程力学是一门专业技术基础课，是房屋建筑工程专业的必修课。通过教学，使学生了解和掌握物体机械运动的一般规律及其研究方法，并能初步运用这些规律对简单的实际问题进行分析、科学的抽象，进而予以解决；学生应具有工程构件强度、刚度和稳定性的概念及计算能力；掌握杆件结构的计算原理和方法，了解本专业有关结构的受力特性，为学习有关专业课程以及进行结构设计和科学研究打好力学基础，培养结构分析与计算等方面的能力。二、课程内容、基本要求绪论 理论力学的研究对象及其在工程技术中的作用，理论力学的研究方法。学习理论力学的目的。第一篇 静力学第一章 结构受力分析（静力学基础）1、掌握平衡、刚体、力的概念以及等效力系和平衡力系，静力学公理（或力的基本性质）。2、掌握各种常见约束的性质，对简单的物体系统，掌握取分离体并画出受力图。3、掌握力对点之矩和力对轴之矩、力对轴的矩与对该轴上任一点的矩之间的关系。4、熟练掌握如何计算力的投影和平面力对点的矩，了解空间力对点的矩的计算方法。第二章 力系的简化1、掌握汇交力系、平行力系、任意力系、力偶系的简化方法；掌握如何计算主矢和主矩；掌握力系简化的各种结果和力的平移定理。2、掌握合力投影定理、平面力系的合力矩定理。3、掌握计算平行力系中心的方法、掌握利用平行力系中心计算物体重心的各种方法。4、掌握力偶和力偶矩矢的概念，掌握力偶的性质。第三章 平衡力系及其应用（力系的平衡条件）1、了解运用空间力系（包括空间汇交力系、空间平行力系和空间力偶系）的平衡条件求解单个物体和简单物体系的平衡问题。2、熟练掌握平面力系（包括平面汇交力系、平面平行力系和平面力偶系）的平衡条件及其平面力系平衡方程的各种形式；熟练掌握利用平面力系平衡条件求解单个物体和简单物体系的平衡问题。3、了解静定和静不定问题的概念。4、掌握运用平衡条件求解单个物体和简单物体系的考虑滑动摩擦的平衡问题，了解极限摩擦定律、滑动摩擦系数、摩擦角、自锁现象、摩阻的概念。5、掌握重心、质心、形心与静矩。第二篇 弹性杆件承载能力分析（材料力学）第四章 杆件的内力分析1、应熟练掌握：杆件内力的计算及内力图（轴力图、扭矩图、剪力图和弯矩）图的绘制。2、应掌握：变形固体的基本假设、杆件变形的基本形式；内力的概念、分析方法及内力分量。3、掌握：四种基本变形的内力分析方法、组着变形的内力分析方法第五章 杆件应力和强度分析1、掌握 应力和应变的初步概念、杆件轴向拉压变形时的应力、材料的力学性能 失效判据。2、熟练掌握 剪切与挤压的实用强度分析、 圆轴扭转时应力和强度分析、细长梁弯曲时应力和强度分析、 斜弯曲及拉压弯曲组合时强度分析。3、了解平面应力状态分析及广义胡克定律、复杂应力状态的强度失效判据及其应用。第六章 杆件变形和刚度分析1、掌握 杆件轴向拉压变形、圆轴扭转变形和刚度分析、细长梁弯曲变形和刚度分析。2、了解简单超静定问题分析。第七章 受压杆件的稳定性设计1、了解压杆稳定的概念，掌握 压杆的临界压力和临界应力、 压杆的稳定性设计。2、了解提高压杆稳定性的措施第三篇 运动学和动力学第八章点的运动和刚体的基本运动 1、掌握描述点的运动的矢量法、直角坐标法和弧坐标法，能求点的运动方程。2、熟练掌握如何计算点的速度、加速度及其有关问题。 3、掌握刚体平动的特征；掌握刚体绕定轴的转动方程、角速度和角加速度；掌握转动刚体内各点的速度和加速度、角速度矢量和角加速度矢量、刚体内各点的速度和加速度的矢积表达式、泊桑公式。4、熟练掌握如何计算刚体的角速度和角加速度、刚体内各点的速度和加速度，包括简单机构的运动分析。第九章 点的复合运动 1、掌握运动合成和分解的基本概念和方法。2、理解哥氏加速度的原理。3、熟练掌握点的速度合成定理和牵连运动为平动时的加速度合成定理的应用。4、掌握牵连运动为定轴转动时加速度合成定理和应用。第十章 刚体的平面运动 1、理解刚体平面运动简化成平面图形在其自身平面内的运动、平面运动方程、平面运动分解成平动和转动。2、掌握用合成运动的方法分析平面运动。3、熟练掌握计算平面图形内各点的速度的方法（基点法、速度投影法、瞬心法）及其计算加速度的方法。第十一章 动力学基本概念及动静法1、 了解动力学的研究对象，基础坐标系，古典力学的适用范围，国际单位制和工程单位制。2、 了解质点运动微分方程：矢量形式，直角坐标形式，自然轴投影形式、了解质点动力学的两类问题、运动初始条件。第十二章 动力学普遍定理及其应用1、熟练掌握如何计算刚体的动量、动量矩和力的冲量。2、掌握质点和质点系对固定点的动量矩定理、刚体定轴转动微分方程、相对于质心的动量矩定理、刚体平面运动微分方程、质点系的动量定理、质心运动定理、动量守恒条件、质心运动守恒条件。3、掌握利用动量定理和动量矩定理列出质点和刚体的动力学微分方程并求解有关问题。4、熟练掌握如何计算刚体的动能（平动、定轴转动和平面运动刚体的动能）、势能和力系的功（重力、弹性力的功、作用于质点系的内力的功、约束力的功、转矩的功）。5、掌握动力学普遍定理及相应的守恒定理，能选择和综合应用这些定理去求解工程中简单的理论力学问题。6、了解单自由度自由振动运动和强迫振动微分方程的建立方法和固有频率的计算方法。三、实验：实验一掌握常用材料(低碳钢盒铸铁)的基本力学性能及其实验测试方法。低碳钢拉伸破坏实验：观察全过程（包括拉伸图及其特性点）及断口状态；测定强度指标和塑性指标。灰口铸铁拉伸破坏实验：观察全过程及断口形态；测定 低碳钢压缩破坏实验：观察全过程及破坏形态；测定 灰口铸铁压缩破坏实验：观察全过程及破坏形态；测定 低碳钢扭转破坏实验：观察全过程及破坏形态；测定 、 灰口铸铁扭转破坏实验：观察全过程及破坏形态；测定四、学时分配静力学学时运动学学时材料力学学时动力学学时0绪论11点的运动11杆件的内力分析41动量定理和动量矩定理21静力学基础22刚体的基本运动22杆件应力和强度分析42动能定理32力系的简化23点的复合运动23杆件变形和刚度分析43达朗伯原理23力系的平衡条