《工程力学》(静力学)教学大纲

工程力学工程力学 静力学 教学大纲 静力学 教学大纲 适用专业 适用专业 工程监理专业 参考学时 参考学时 30 学时 一 教学内容 一 教学内容 第一章第一章绪论绪论 2 2 学时学时 本章主要介绍理论力学 静力学 的研究对象 研究任务和研 究方法 并指出工程监理专业学生学习理论力学 静力学 的目的 及其重要性 静力学研究物体机械运动的特殊情况 即物体的平衡问题 研 究物体的平衡就是研究物体在外力作用下平衡应满足的条件 以及 如何应用这些条件解决工程实际问题 所以 静力学主要解决以下 两个基本问题 1 力系的简化 2 力系的平衡条件及其应用 静力学的理论和方法 特别是对物体进行受力分析和画受力图 的方法是学习后续许多课程的基础 在工程技术中也有广泛的应用 第二章第二章静力学基本概念和静力学公理 静力学基本概念和静力学公理 4 4 学时 学时 一 基本要求 1 掌握静力学基本概念 力的概念 刚体的概念 平衡的概念 2 理解并掌握静力学公理的内容 3 掌握约束和约束反力的概念 4 熟练掌握受力分析和画受力分析图的方法 二 重点 难点 1 力 刚体 平衡 约束的概念 2 理解五个公理两个推论 3 对研究对象进行受力分析并画出受力图 第三章第三章平面力系 平面力系 1414 学时 学时 一 基本要求 1 掌握平面汇交力系的几何法和解析法合成的方法 2 掌握平面汇交力系平衡的几何条件 应用力系的力多边形封闭和 静力平衡方程解平面汇交力系的平衡问题 3 掌握力矩的概念 合力矩定理 掌握力偶和力偶矩的概念和性质 掌握平面力偶系的合成方法和平衡条件 应用平衡方程解决平面 力偶系的平衡问题 4 熟悉力的平移定理及适用范围 5 掌握平面任意力系向作用面内任一点简化的方法 分析简化结果 6 掌握固定端约束的特性和约束反力的表示方法 7 掌握平面任意力系的平衡条件 掌握应用平衡条件解平面任意力 系的平衡问题 熟悉平衡方程的三种形式 8 掌握静定的物体系统平衡问题的分析方法 9 熟悉平面平衡力系的平衡问题 二 重点 难点 1 掌握力的分解与力的投影 2 掌握平面汇交力系的合成 3 掌握平面汇交力系的平衡 4 熟练掌握用解析法求解平面汇交力系的平衡问题 5 掌握力矩和力偶矩的概念 6 力矩的计算 7 力偶的性质 8 平面力偶系平衡方程的应用 9 主矢和主矩概念的理解 10 主矢 主矩以及力系合成的最后结果计算 11 熟练掌握三种形式的平衡方程求解单个物体的平衡问题 12 熟练掌握求解物体系统的平衡问题 第四章第四章空间力系 空间力系 4 4 学时 学时 一 基本要求 1 掌握力在空间直角坐标轴上投影的计算方法 2 了解在空间力系中 力对点之矩的矢量表示 力对点之矩与力对 轴之矩的关系 3 掌握力对轴之矩的计算及符号表示 4 了解空间汇交力系的解析法合成 平衡条件 用平衡方程解空间 汇交力系的平衡问题 5 了解空间一般力系平衡的解析条件 了解用平衡方程求解空间一 般力系的平衡问题 二 重点 难点 1 空间力在坐标轴上的投影计算 2 2 空间力对轴之矩的计算及符号表示 二 参考学时分配表 二 参考学时分配表 序号内容 讲 授 习 题 课 实 验 课 讨 论 课 实 训 案 例 电 化 1 绪论 2 2 2 静力学的基本概念和公理 4 42 2 3 平面力系 12126 6 4 空间力系 4 4 合计 22228 8 三 能力及技能培养内容 三 能力及技能培养内容 章节内容习题内容习题课 第一章绪论 第二章 静力学基本概念和 静力学公理 通过习题练习熟练掌握 对物体进行受力分析和正确 画出受力分析图 2 课时 第三章平面力系 熟练掌握力的分解与力 的投影 平面汇交力系的解 析合成 用解析法求解平面 汇交力系的平衡问题 正确 理解主矢和主矩的概念和它 们的计算 熟练掌握用静力 学平衡方程求解单个物体的 平衡问题 熟练掌握求解物 体系统的平衡问题 6 课时 第四章空间力系 掌握力在空间直角坐标 轴上投影的计算方法 力对 点之矩的矢量表示 力对点 之矩与力对轴之矩的关系 用平衡方程解空间汇交力系 的平衡问题 了解用平衡方 程求解空间一般力系的平衡 问题 注 注 习题练习是培养学生实际能力和技能培养的重要内容 习题要 切合实际 力求简单 学生的平时作业成绩占总成绩的 20 工程力学工程力学 材料力学 教学大纲 材料力学 教学大纲 适用专业 适用专业 工程监理专业 参考学时 参考学时 35 学时 一 教学内容一 教学内容 第一章第一章 绪论绪论 一 基本要求 1 明确材料力学的任务和研究对象 2 初步了解构件的强度 刚度和稳定性等基本概念 3 了解变形固体及其基本假设 4 初步了解杆件的基本变形形式 二 重点 难点 1 材料力学的任务 2 变形固体及其基本假设 3 杆件变形的基本形式 第二章第二章 轴向拉伸和压缩轴向拉伸和压缩 一 基本要求 1 建立内力的概念 能熟练地运用截面法求轴力 并画出轴力图 2 建立应力的概念 能灵活地运用强度条件解决强度计算的三类问 题 3 建立变形和位移的概念 明确虎克定律的物理含义及其适用范围 并能正确计算拉压杆的变形和位移 4 低碳钢的应力应变曲线 明确塑性材料和脆性材料的力学性能及 其差别 5 了解超静定问题的基本概念 会分析超静定次数 二 重点 难点 1 拉压杆的概念 2 内力和应力的概念 3 拉压杆的内力和应力 4 材料的力学性质 5 许用应力和强度计算 6 拉压杆的变形计算 7 超静定问题 第三章第三章 剪切与扭转剪切与扭转 一 基本要求 1 明确剪切和挤压的概念 能正确地确定剪切面积和挤压面积 掌 握简单的连接件的强度计算 2 熟练地确定外力偶矩 扭矩和扭矩图 3 牢固地掌握实心和空心圆轴横截面上剪应力的分布规律和计算公 式 并准确地计算最大剪应力 4 运用扭转角计算公式计算圆轴的相对扭转角 5 运用圆轴的强度条件 对圆轴进行强度计算 6 正确理解剪应力互等定理和剪切虎克定律的含义 二 重点 难点 1 剪切的概念 2 铆接件的破坏形式及相应的强度计算 3 剪应力互等定理 4 剪切虎克定律 5 扭转变形及内力图 6 圆轴扭转时的剪应力计算 7 圆轴扭转时的相对扭转角的计算 第四章第四章 梁的内力梁的内力 一 基本要求 1 准确地计算梁的支座反力 并会校核 2 熟练地计算梁上任意指定截面的内力 剪力和弯矩 会确定弯 矩为极值的截面位置并计算弯矩极值 3 正确地列出剪力方程和弯矩方程 了解根据内力方程画内力图的 方法 4 掌握 M Q 与 q 之间的微分关系 并理解其几何意义 5 牢固地掌握荷载与剪力图 弯矩图之间应服从的规律 并熟练地 运用这些规律画 Q 图 M 图和校核 Q 图 M 图 二 重点 难点 1 平面弯曲的概念 2 梁及其反力计算 3 平面弯曲梁的内力 4 内力方程和内力图 5 弯矩 M 剪力 Q 与荷载集度 q 之间的微分关系及其应用 第五章第五章 截面的几何性质截面的几何性质 一 基本要求 1 掌握静矩 惯性矩 极惯性矩 惯性积 主轴和形心主轴的定义 及特征 2 会确定截面的形心位置 尤其能熟练地确定具有对称轴的截面的 形心位置 3 牢记矩形截面 圆形截面的极惯性矩计算公式 二 重点 难点 1 静矩 形心及其关系 2 惯性矩 惯性积 极惯性矩 3 惯性矩的平行移轴公式 4 形心主轴和形心主惯性矩 第六章第六章 梁的应力及强度计算梁的应力及强度计算 一 基本要求 1 掌握有关梁弯曲的基本概念 2 正确理解和掌握梁弯曲时的正应力计算公式 了解公式的推导过 程 明确公式的适用范围和正应力沿截面高度的分布规律 能熟练 地运用该公式计算梁任一横截面上任意点处的正应力以及最大正应 力 3 掌握梁弯曲时的剪应力计算公式 明确剪应力沿截面高度的分布 规律 能熟练地计算矩形截面梁和工字型 T 型截面梁腹板上任一 点处的剪应力以及最大剪应力 4 灵活运用梁的正应力强度条件 解决三类强度计算问题 强度校 核 截面设计 确定许用荷载 5 掌握梁的剪应力强度条件 并会进行剪应力强度校核 二 重点 难点 1 有关梁弯曲的基本概念 2 纯弯曲梁横截面上的正应力计算公式 3 梁弯曲时的剪应力计算公式 4 梁的强度计算 5 弯曲中心的概念 第七章第七章 弯曲变形弯曲变形 一 基本要求 1 掌握挠曲线 挠度 转角的概念及挠度 转角间的关系 2 熟练应用积分法 叠加法计算梁的位移 会对梁进行刚度校核 3 了解超静定梁的概念 二 重点 难点 1 挠曲线概念 2 平面弯曲时梁横截面的位移 3 挠曲线近似微分方程 4 积分法求位移 5 叠加法求位移 6 刚度校核 7 求解简单超静定梁 第八章第八章 应力状态和强度理论应力状态和强度理论 一 基本要求 1 建立应力状态概念及其研究方法 2 掌握平面应力状态下 斜截面上的应力计算法 熟练掌握主应力 和最大剪应力的计算 3 明确空间应力状态下三个应力的排法 正确理解 应用广义虎克 定律 4 了解强度理论的概念以及金属材料破坏的主要形式 理解四个强 度理论的基本观点 强度条件 掌握用强度理论对杆件进行强度校 核 二 重点 难点 1 基本概念 2 平面应力状态的分析 3 空间应力状态下任一点的主应力和最大剪应力 4 广义虎克定律 5 强度理论 第九章第九章 压杆稳定压杆稳定 一 基本要求 1 掌握压杆稳定 失稳现象 临界力 临界应力 长度系数 柔度 稳定安全系数和折减系数的概念 2 掌握细长压杆临界力的计算公式 3 掌握欧拉公式的适用范围及临界应力的公式 熟练地计算细长压 杆的临界应力和临界力 4 掌握压杆的稳定条件 会运用安全系数法和折减系数法对压杆进 行稳定性计算 二 重点 难点 1 压杆稳定性的概念 2 细长压杆的临界力公式 欧拉公式 3 临界应力 柔度 欧拉公式的适用范围 4 经验公式 临界应力总图 5 压杆稳定的实用计算 6 提高压杆稳定性的措施 二 参考学时分配表 二 参考学时分配表 序 号 内容 讲 授 习 题 课 实 验 课 讨 论 课 实 训 案 例 电 化 1 绪论 1 1 2 轴向拉伸与压缩 5 52 22 2 3 剪切与扭转 3 32 2 4 梁的内力 5 52 2 5 截面的几何性质 2 2 6 梁的应力与强度计算 5 52 22 2 7 梁的变形 3 31 1 8 应力状态与强度理论 2 2 9 压杆稳定 2 2 合 计 28287 76 6 三 能力及技能培养内容 三 能力及技能培养内容 章节内容习题内容习题课 第一章绪论 第二章轴向拉伸与压缩 熟练地运用截面法求轴力 并画出轴力图 着重理解应力的概念 能灵活运用强度条 件解决强度计算的三类问题 正确计算拉 压杆的变形和位移 2 课时 第三章剪切与扭转 熟练地确定外力偶矩 扭矩和扭矩图 掌 握实心和空心圆轴横截面上剪应力的分布 规律和计算公式 并准确地计算最大剪应 力 运用圆轴的强度条件 对圆轴进行强 度计算 第四章梁的内力 准确地计算梁的支座反力 熟练地计算梁 上任意指定截面的内力 剪力和弯矩 会 确定弯矩为极值的截面位置并计算弯矩极 值 正确地列出剪力方程和弯矩方程 了 解根据内力方程画内力图的方法 熟练掌 握荷载与剪力图 弯矩图之间应服从的规 律 并熟练地运用这些规律画 Q 图 M 图 和校核 Q 图 M 图 2 课时 第五章截面的几何性质 确定截面的形心位置 尤其能熟练地确定 具有对称轴的截面的形心位置 矩形截面 圆形截面的极惯性矩计算公式 第六章 梁的应力与强度 计算 熟练地运用正应力计算公式计算梁任一横 截面上任意点处的正应力以及最大正应力 熟练地计算矩形截面梁和工字型 T 型截 面梁腹板上任一点处的剪应力以及最大剪 应力 灵活运用梁的正应力强度条件 解 决三类强度计算问题 强度校核 截面设 计 确定许用荷载 掌握梁的剪应力强度 条件 并会进行剪应力强度校核 2 课时 第七章梁的变形 熟练应用积分法 叠加法计算梁的位移 会对梁进行刚度校核 1 课时 第八章 应力状态与强度 理论 掌握平面应力状态下 斜截面上的应力计 算法 熟练掌握主应力和最大剪应力的计 算 掌握用强度理论对杆件进行强度校核 第九章压杆稳定 掌握细长压杆临界力的计算公式 掌握欧 拉公式的适用范围及临界应力的公式 熟 练地计算细长压杆的临界应力和临界力 注 注 习题练习是培养学生实际能力和技能培养的重要内容 习题要 切合实际 力求简单 学生的平时作业成绩占总成绩的 20 实训课实训课 为加深学生对基本理论的理解 增强感性认识 在授课中间穿插一 些实验 章节实验题目实验目的简述计划学时 第二章 低碳钢与铸铁试件的 轴向拉伸与压缩实验 测定低碳钢拉伸时的屈服极限 强度极限 延伸率和截面收缩 率 测定铸铁拉伸时的强度极 限 观察拉伸过程中的各种现 象 绘制拉伸图 比较低碳钢 塑性材料 与铸铁 脆性材 料 机械性质的特点 测定压 缩时低碳钢的屈服极限和铸铁 的强度极限 观察低碳钢和铸 铁压缩时的变形和破坏现象 并进行比较 绘制压缩图 2 学时 第三章 低碳钢与铸铁试件的 扭转实验 测定低碳钢扭转时的剪切屈服 极限 剪切强度极限和铸铁扭 转时的剪切强度极限 观察低 碳钢和铸铁扭转时的破坏现象 2 学时 第六章 纯弯曲梁正应力实验测定矩形截面梁在纯弯曲下的 正应力 并与理论公式进行比 较 以验证弯曲正应力公式 练习电测法的多点测量 2 学时 建筑力学建筑力学 结构力学部分 教学大纲 结构力学部分 教学大纲 适用专业适用专业 工程监理专业 参考学时参考学时 40 学时 一 课程内容一 课程内容 第一章第一章 绪论绪论 1 1 杆件结构力学的研究对象和任务 内容 结构的概念 结构的分类 杆件结构力学的对象和任务 1 2 杆件结构的计算简图 内容 计算简图 杆件结构的简化要点包括杆件的简化 支座 的简化和分类及结点的简化 1 3 平面杆件结构的分类 内容 梁 刚架 桁架 拱 组合结构 1 4 荷载的分类 内容 分布荷载和集中荷载 恒载和活载 静力荷载和动力荷 载 第二章第二章 平面体系的几何组成平面体系的几何组成 2 1 几何组成分析的目的 内容 几何组成分析的目的 几何可变体系和几何不变体系 2 2 平面体系自由度的概念 内容 刚片 自由度 约束的概念 2 3 平面几何不变体系的简单组成规律 内容 两刚片的组成规则 三刚片的组成规则 二元体规则 瞬变体系的概念 2 4 几何组成分析举例 2 5 静定结构和超静定结构 第三章第三章 静定结构的内力分析静定结构的内力分析 3 1 静定梁 内容 单跨静定梁 斜梁 多跨静定梁 3 2 静定平面刚架 内容 静定平面刚架的类型 静定平面刚架的内力计算 3 3 三铰拱 内容 概述 三绞拱的内力计算 拱的合理线概念 3 4 静定平面桁架 组合结构内力计算方法 内容 桁架的有关概念 用结点法和截面法解算桁架结构内力 组合结构的概念和内力计算 3 5 静定结构的内力分析和受力特点 内容 静定结构的基本特征 静定结构的受力分析 常用静定结 构的受力特点 第四章第四章 静定结构的位移计算静定结构的位移计算 4 1 计算结构位移的目的 内容 位移的概念 计算位移的目的 位移计算的假定 4 2 功 广义力和广义位移 内容 功 实功和虚功 广义力和广义位移的概念 4 3 计算结构位移得一般公式 内容 外力虚功和虚应变能 虚功原理 利用虚功原理计算结构 的位移 4 4 静定结构由于荷载引起的位移 内容 荷载作用下的位移计算公式 不同类型的结构位移计算公 式 位移计算举例 4 5 图乘法 内容 图乘法适用条件及图乘公式 图乘计算中的几个问题 4 6 静定结构由于支座移动和温度变化下的位移计算 4 7 线形变形体系的几个互等定理 内容 功的互等定理 位移互等定理 反力互等定理 第五章第五章 力法力法 5 1 超静定结构的概念和超静定次数的确定 5 2 力法的基本概念 内容 基本结构和基本体系的概念 5 3 超静定次数的确定 内容 超静定次数的概念 5 4 力法的典型方程 内容 主系数 副系数 自由项的概念 力法的典型方程 5 5 用力法计算超静定刚架 5 6 对称性的利用 内容 结构的正对称和反对称 荷载的正对称和反对称 5 7 用力法计算绞接排架 5 8 等截面单跨超静定梁的杆端内力 内容 固端弯矩和剪力 线抗弯刚度 线刚度 的概念 转角 位移方程和旋转角的概念 第六章第六章 位移法位移法 6 1 位移法的基本概念 6 2 位移法基本未知量数目的确定 内容 位移法计算的基本未知量 位移法基本结构 6 3 用位移法计算刚架的步骤和示例 内容 直接利用平衡条件建立位移法方程 6 4 位移法的典型方程 内容 附加刚臂和附加链杆的概念 位移法的典型方程 6 5 用剪力分配法计算等高饺结排架 内容 柱顶作用水平集中力时的单阶柱绞接排架 一般荷载作 用时的单阶柱绞接排架 第七章第七章 渐近法与近似法渐近法与近似法 7 1 概述 7 2 力矩分配法的基本概念 内容 力矩分配法的解题思路 转动刚度 分配系数 传递系 数的概念 7 3 用力矩分配法计算连续梁及无结点线位移的刚架 7 4 无剪力分配法 内容 无剪力分配法的应用条件 固端弯矩 转动刚度和传递 系数 无剪力分配法的解题方法 7 5 用近似法计算多跨多层刚架 内容 竖向荷载作用下的近似计算 分层法 水平荷载作用下 的近似计算法 反弯点法 7 6 超静定结构的受力分析和变形特点 第八章第八章 影响线和内力包络图影响线和内力包络图 8 1 影响线的概念 8 2 用静力法作简支梁的影响线 内容 支座反力影响线 弯距影响线 剪力影响线 8 3 利用影响线求量值 8 4 最不利荷载位置 8 5 简支梁的内力包络图 内容 包络图的概念 弯距包 络图和剪力包络图 8 6 连续梁的内力包络图 二 能力及技能培养的内容二 能力及技能培养的内容 1 习题及习题课 章 节内 容课 外 习 题 内 容课 内 习 题 讨 论 课 第一章绪论 第二章平面体系的几何组成分 析 要求学生对体系作出准确 的几何组成分析 如果是 具有多余约束的几何不变 体系 则须指出其多余约