工程力学教学大纲及说明

1、“工程力学”教学大纲及说明中央广播电视大学土木专业“工程力学”教学大纲引论：工程中的力学问题。本课程的任务、研究对象。研究方法.第一篇静力分析（一）基本概念和方法力的概念：力的运动效应与变形效应。刚体与变形体。加减平衡力系原理，力的可传性 及限制。平衡的概念：二力构件与二力平衡条件，三力平衡条件。约束的概念与约束力分析：几种典型约朿及相应的约朿力。静力分析的基本方法：隔离体与受力图。（二）平面基本力系平而汇交力系的简化与平衡条件。力矩、合力矩泄理。力偶、力偶的性质，平而力偶系 由简化与平衡。（三）平而一般力系力向一点平移，平而一般力系的简化，主矢和主矩，平面一般力系的平衡条件。固泄端 约束与相

2、应的约束力。刚体系统的平衡问题：静定性质的判断，研究对象的选择，刚体系统 受力分析的特点。考虑摩擦时的平衡问题。（四）空间力系为对轴之矩，空间力系向一点简化为一力和一力偶，空间力系的平衡方程。重心与形心。第二篇强度刚度稳定性分析工程构件。杆件的基本受力与变形形式。失效形式：强度、刚度、稳左问题。变形体的 基本假设。（五）杆的轴向拉伸与压缩工程实例。内力与截而法，轴力、轴力图。正应变和正应力，拉（压）杆横截而上的应 力分布及其计算公式。强度条件。安全系数，工作应力，许用应力，危险应力。三类强度问 题。拉（压）杆的弹性变形：纵向变形、横向变形。胡克泄律，弹性模量，泊松比。拉（压） 好的刚度。材料拉

3、伸时的力学性能：两种典型材料拉伸时的应力一一应变曲线与应力特征 值，强度指标与塑性指标：材料压缩时力学性能简介。拉（压）破坏形式比较。拉（压）静 不泄问题：多余约朿的槪念，求解静不定问题的基本方法。（六）轴的扭转工程实例。外力偶矩，扭矩与扭矩图。圆轴扭转时的变形特点.剪应变和剪应力，剪 应力互等左理，剪切胡克泄律，剪切弹性模量。横截而剪应力公式推导。极惯性知，抗扭截 而系数。相对扭转角表达式。抗扭刚度。圆轴扭转时的强度与刚度条件，许用剪应力，许用 相对扭转角。两种典型材料的扭转试验结果。强度指标与破坏形式。*非圆截面杆和开口薄壁截面杆的扭转形象概念。（七）梁的弯曲强度工程实例。平而弯曲。梁的内

4、力：剪力与弯矩，剪力方程与弯矩方程，*Q、M. q间的 微分关系。纯弯梁的应力、变形公式推导，惯性矩，最大正应力，抗弯截而系数，弯曲正应 力强度条件。简单组合截面惯性矩的确左一一一移轴泄理。*弯曲剪应力简介。斜弯曲、弯 曲与拉伸（压缩）组合。提髙梁强度的主要措施。*薄壁截面梁弯曲中心的形彖概念。（八）弯曲刚度梁的位移及英度量：挠度、转角及其相互关系。工程弯曲构件对刚度的要求。挠曲线 微分方程。确左挠度曲线的积分法、叠加法。刚度条件，提高刚度的措施。求解简单静不左 梁。（九）应力状态 强度准则及其应用问题的提岀。一点应力状态槪念。平而应力状态中斜截而上的应力分析，应力圆。主 应力，主平而与最大剪

5、应力。广义胡克定律。建立复杂应力状态下强度设计准则的基本思想 与方法。最大拉应力准则。最大剪应力准则与形状改变比能准则。弯扭组合杆件的强度汁算。（十）压杆稳定工程实例。压杆稳立的基本概念。平衡稳泄、不稳泄。临界点，压杆临界载荷，支承 的彫响。通用欧拉公式，长度系数，临界应力与柔度的概念：三类不同压杯及其临界应力表 达式，临界应力总图。压杆稳定安全校核：安全准则，安全系数法。（十一）构件的疲劳强度工程实例。疲劳破坏特点与破坏原因简述。交变应力的槪念。材料的疲劳极限：应力 寿命曲线。影响构件疲劳极限的因素。有效应力集中系数，尺寸系数，表面质疑系数。 构件的疲劳极限。对称循环时的疲劳强度计算公式。提

6、髙疲劳强度的措施。第三篇运动与动力分析（十二）点的运动分析参照系统。描述点的运动的基本方法：直角坐标法和自然法，点的速度和加速度。（十三）刚度的基本运动平行移动，左轴转动，转动构件上各点的速度和加速度。（十四）点的合成运动点的合成运动的概念，绝对运动、相对运动，牵连运动的速度和加速度，速度合成 定理。*加速度合成定理。左哥氏加速度的槪念。（十五）构件平面运动泄义。平而运动分解为平动与转动，求解刚体上任意点的速度的三种方法。左加速度 的确定。（十六）动力学普遍定理及其应用质点系的动量和动量左理：质点系的动量矩和动疑矩泄理。刚体泄轴转动微分方程, 转动惯疑；质点系的动能和动能不理。势能、机械能守恒

7、立律及应用 冲击载荷的汁算。动 荷系数。（十七）动静法及其应用惯性力，惯性力系的简化。动静法。旋转构件的受力分析与应力计算。*转子动平 衡的形象概念。注：1.有*号的内容作为扩大知识而，不作统一要求。2. 某些非机械专业不要求运动和动力分析”内容，可以选用大纲中的前两教学大纲说明本大纲是根据国家教委（84）教高二字010号文件和中央广播电视大学关于培养高 等教疗大专层次的应用型人才的目标以及机电专业教学计划的要求而制眾的。在制泄过程中 参考了中央电大现行的理论力学、材料力学等f有关课程的教学大纲和普通高等院校 工程力学课程的教学基本要求，同时广泛地征求了各地电大的意见。一、课程的地位和任务工程

8、力学课程是为机电专业和苴它有关非机械专业开设的一门技术某础课。它以高 等数学、普通物理学为基础，为有关后继课、专业课打基础。其任务是：为简单结构的静力 分析，构件的强度，刚度和稳定问题提供最基本的力学理论和il算方法。适当介绍运动和动 力分析的基本知识。二、课程的基本要求通过本课程的教学，应使学生对本课程的基本内容有较系统的理解，并能掌握基本 概念、基本理论和基本方法。具体应达到下列要求：1. 能从简单机构或结构中选取隔离体，画出受力图。2. 能对构件进行静力分析，并能正确确左约朿力。3. 能正确应用截而法确泄内力，并绘制简单内力图。对应力分析的方法有所了解。4. 正确掌握应力、应力状态、变形

9、、位移、应变、强度、刚度、稳泄等基本概念， 并能正确应用各种基本公式。5. 能分析和解决简单受力构件的强度、刚度、稳泄问题。6. 对弯扭组合的圆轴，能画岀其il算简图，并能正确进行强度计算。7. 了解常用材料在常温静载下的基本力学性能。& 了解刚体的简单运动规律，并能进行简单运算。9. 了解动力学普遍左理，并能应用动能左理和动静法分析简单的动力学问题。10. 了解典型工程材料在常温静载下的力学性能，破坏现象以及常用的测试方法。三、各章内容的安排和说明在教学中应考虑学生的实际水平和远距离教学的特点，循序渐进，深入浅岀。教学 内容讲述的顺序可结合教学实际情况而确左。各篇内容的重点、深度和广度要求，

10、简要说明 如下：（一）静力分析重点内容：1. 隔离休的选取，受力图的画法，约朿力的分析与计算，并在后继章节中反复应用， 加以巩固。2. 平面一般力系的简化和平衡。本篇以平而力系为主，空间力系只限于传动轴的受力分析与平衡问题。对构件系统的平衡和摩擦力等内容，通过例题加以说明。（二）强度、刚度和稳定分析1. 杆的压伸与压缩。重点内容：内力、截而法、应力、应变的概念。强度条件。胡克泄律及其适用X困。 变形计算。简述拉（压）杆1次静不立问题。2. 轴的扭转。重点内容：剪应变和剪应力，剪应力互等泄律，剪切胡克左律，沿轴扭转时的应力，变 形讣算，强度讣算和刚度计算。3. 梁的弯曲。重点内容：具有纵向对称而

11、梁的平而弯曲问题。关于梁的内力，只要求掌握建立剪力和弯矩方程的方法，并利用方程正确画岀剪力图和 弯矩图。关于应力计算，以矩形和圆形截而的正应力计算为主。关于变形讣算，以积分法为基础，重点是叠加法。积分法的练习限于只岀现两个积分常 数的情形。静不定梁只限于1次静不定。3. 应力状态，强度准则及其应用。重点内容：一点应力状态的概念，平而应力状态的分析，由解析法导岀应力圆公式。由 应人圆导出主应力、主方向和最大剪应力表达式。圆轴弯扭组合强度计算。4. 压杆稳定。重点内容：平衡稳左的概念，临界载荷。柔度的概念，临界应力总图。安全系数法。5. 疲劳强度。重点内容：疲劳破坏特点及破坏原因，对称循环下的疲劳

12、极限及其影响因素.（四）运动和动力分析1. 运动分析。重点内容：点的运动、速度、加速度的描述（以自然法为主）。点的合成运动，刚体的 基本运动。平而运动的速度分析。2. 动力分析。重点内容：动能定理和动静法的应用。考虑到质点运动微分方程及其应用在普通物理课程中已经讲授，本课程不再重复。旋转 构件的应力计算限于匀速转动。四、其它教学环节的安排1. 讨论课。内容：受力图，构件系统的平衡问题，轴的拉伸与压缩，圆轴扭转，梁的弯曲， 组合变形，动力学普遍左理的应用。讨论课的目的是加强基本训练，培养应用理论解决实际问题的能力，以弥补电视教学的不足。讨论课的内容可作为辅导课内容之一。2. 课外作业。课外作业的习题应包含各种类型，有概念题、讨论题，但以计算题为主。习题量一般不宜过大，难易应适当，并考虑与例题的配合.习题总量控制在100120题