荷载与结构设计方法

1、工程力学课程教学大纲课程编码：30433009 30433010 学 分：9学分 总学时：172学时 说 明【课程的性质】工程力学课程是土木工程专业的专业必修课，是土木工程专业的主干课程 。 同时又为结构力学、钢筋混凝土结构、钢结构、工程设计等专业课程提供必不可少的力学基础知识；并在许多工程技术领域中有着广泛的应用。【教学目的】通过本课程的学习，使学生掌握质点、质点系和刚体的机械运动（包括平衡）的基本规律和研究方法；使学生对工程设计中有关构件的强度、刚度、稳定性等问题具有明确的基本概念，掌握必要的基础理论同时具有一定的计算能力。培养学生应用工程力学的理论和方法，分析、解决工程实际中的力学问题的

2、能力，从而为学习后继课程和工程设计打下坚实的基础。【教学任务】根据“以培养本科应用型创新人才为主”的教学目标 , 本大纲拟定工程力学的教学任务：以培养学生的应用能力为主，通过课堂教学和实践性教学环节相结合，强化学生对基本概念、基本理论、基本方法的理解和掌握：要求学生掌握质点、质点系和刚体的机械运动（包括平衡）的基本规律和研究方法；并对各种杆件的强度、刚度和压杆稳定性的基本问题能够熟练地分析和计算。同时结合本课程特点，培养学生的学习和创造能力。【教学内容】本课程的第一部分（理论力学部分）主要包括静力学、运动学、动力学普遍定理、达朗贝尔原理及虚位移原理等内容。第二部分（材料力学部分）从内容上涵盖了

3、杆件的基本变形、强度理论、组合变形、能量法、压杆稳定、极限分析和动荷载等。【教学原则和方法】教学原则：突出基本概念、基本理论和基本方法；简化数学推演，强化物理和工程概念；充分利用现代教学手段，倡导传统与现代结合的教学模式，师生互动，启发诱导，激活思维，鼓励创新。教学方法：精讲多练、讲练结合，在教学过程中，以理论讲述为主，通过大量习题巩固掌握的知识。【先修课程要求】高等数学、大学物理。学生在学习本课程之前，应掌握的数学知识有：解析几何、矢量代数的基本运算、简单函数和复合函数的导数、微分和偏导数、定积分和不定积分、线积分的概念、一元函数的极值、二阶常系数线性微分方程的求解等。【学时分配】序号内 容

4、学时安排小计理论课时实验课时习题课时上机课时工程力学（理论力学）1第一章 静力学公理和物体的受力分析662第二章 平面汇交力系与平面力偶系663第三章 平面任意力系884第四章 空间力系665第五章 摩擦446第六章 点的运动学227第七章 刚体的简单运动448第八章 点的合成运动669第九章 刚体的平面运动6610第十章 质点动力学基本方程2211第十一章 动量定理2212第十二章 动量矩定理4413第十三章 动能定理6614第十四章 达朗贝尔原理3315第十五章 虚位移原理55小计7070工程力学（材料力学）1第一章 绪论和基本概念222第二章 轴向拉伸和压缩104143第三章 扭转628

5、4附 录 截面的几何性质555第四章 弯曲应力152176第五章 梁弯曲时的位移667第六章 简单的超静定问题668第七章 应力状态和强度理论999第八章 组合变形72910第九章 压杆稳定62811第二册 第一章 考虑材料塑性的极限分析6612第二册 第二章 能量法6613第二册 第三章 动荷载·交变应力2214材料力学求解器44小计86124102合计156124172 【教材与主要参考书】教 材：哈尔滨工业大学理论力学教研室 理论力学 高等教育出版社，2002。孙训方 材料力学第四版 北京：高等教育出版社， 2004.2。Andrew Pytel、Jaan Kiusalaas

6、Engineering Mechanics (Second Edition) 清华大学出版社 ( 影印版 ) ， 2001 范钦珊 殷雅俊 材料力学 北京：清华大学出版社， 2004.9 。 戴葆青 材料力学教程 北京：北京航空航天大学出版社， 2004.9 。 宋子康 蔡文宏 材料力学第二版 上海：同济大学出版社， 2002.1。 大 纲 内 容工程力学（理论力学）绪论：理论力学的研究对象、主要任务、内容和学习方法。第一编静力学第一章静力学的基本概念和物体的受力分析【教学目的和要求】教学目的：介绍静力学公理和物体的受力分析，为理论力学后面的章节乃至材料力学等后续力学课程的学习打下基础。教学要

7、求：掌握力、刚体、平衡的概念。熟练掌握各种约束及约束反力的特点及其表示方法，学会正确判定二力杆。逐渐掌握三力平衡在画图中的应用。能够迅速正确地画出各种受力图。【内容提要】第一节 静力学公理第二节 约束和约束力第三节 物体的受力分析和受力图【教学重点与难点问题】教学重点：物体的受力分析教学难点：约束的特性、物体的受力分析时，隔离体的选取【复习思考题】1刚化原理是必要条件还是充分条件？2根据力的可传性原理，力的三要素中的作用点还有实际意义吗？第二章汇交力系（平面）【教学目的和要求】教学目的：研究平面汇交力系的合成与平衡问题，它的理论是研究一般力系的基础教学要求：掌握平面汇交力系的几何法和解析法合成

8、的方法，掌握平面汇交力系平衡的几何条件，熟练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方程。掌握力矩的概念、合力矩定理和力偶、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，熟练应用平衡方程解决平面力偶系的平衡问题。【内容提要】第一节 平面汇交力系的合成与平衡的几何法一、平面汇交力系的合成的几何法、力多边形法则二、平面汇交力系平衡的几何条件第二节 平面汇交力系的合成与平衡的解析法一、平面汇交力系的合成的解析法二、平面汇交力系的平衡方程第三节 平面力对点之矩的概念和计算一、力对点之矩二、合力矩定理与力矩的解析表达式第四节平面力偶一、力偶与力偶矩二、同平面内力偶的等效定理三、

9、平面力偶系的合成与平衡条件【教学重点与难点问题】：教学重点：汇交力系合成的几何法和解析法及两种情况下的平衡条件；平面力偶的概念。教学难点：平面力偶的概念【复习思考题】1列平衡方程时，投影轴是否可以任意选取，如何选取？2力偶和力的不同点？第三章平面任意力系【教学目的和要求】教学目的：本章运用力向一点的简化方法来研究平面一般力系向一点的简化结果，并以此来研究平面任意力系的平衡问题教学要求：掌握平面任意力系的简化及其结果，掌握平面力系平衡条件的各种表达方式。熟练掌握各种平衡条件的应用。学会处理物体系统平衡的基本方法。会求解平面简单桁架内力。【内容提要】第一节 平面任意力系向平面内一点的简化一、力的平

10、移定理二、平面任意力系向作用平面内一点简化、主矢合主矩三、平面任意力系的简化结果分析第二节 平面任意力系的平衡条件和平衡方程第三节 物体系的平衡.静定和超静定问题第四节平面简单桁架内力计算一、节点法二、截面法【教学重点与难点问题】教学重点：主矢和主矩概念的理解；主矢、主矩以及力系合成的最后结果；应用三种形式的平衡方程求解单个物体的平衡问题；求解物体系统的平衡问题教学难点：物体系的平衡计算时，研究对象、方程的选取和受力分析【复习思考题】1平面任意力系向平面内一点的简化结果，如果主矩和主矢都不为零，还可以简化吗？2平面任意力系平衡方程的三矩式和两矩+投影式为何有限制条件？第四章空间力系【教学目的和

11、要求】教学目的：研究各力的作用线在空间呈任意分布的力系，及物体重心。教学要求：掌握力在空间直角坐标轴上投影的计算方法，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，掌握力对轴之矩的计算及符号表示，熟悉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，熟悉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，掌握简单几何形状物体的重心计算。【内容提要】第一节 空间汇交力系一、力在直角坐标轴上的投影二、空间汇交力系的合成与平衡条件第二节 力对点的矩和对轴的矩一、力对点的矩以矢量表示力矩矢二、力对轴的矩第三节 空间力偶一、力偶矩以矢量表示

12、，力偶矩矢二、空间力偶等效定理三、空间力偶系的合成与平衡条件第四节 重心【教学重点与难点问题】教学重点：力对点的矩和对通过该点的轴之矩之间的关系。教学难点：空间力对点、对轴的矩【复习思考题】1 当力与坐标轴平行或相交时、力对该轴之矩为何值？2 组合物体的重心计算有几种方法？第五章摩擦【教学目的和要求】教学目的：介绍滑动摩擦及定律，使实际工程情况更接近近似理论。教学要求：熟悉滑动摩擦的概念和滑动摩擦力的特征，掌握摩擦角的概念，了解自锁现象，熟悉具有摩擦的平衡问题。【内容提要】第一节 滑动摩擦一、静滑动摩擦力及最大静滑动摩擦力二、动滑动摩擦力第二节摩擦角和自锁现象一、摩擦角二、自锁现象第三节 滚动

13、摩阻的概念【教学重点与难点问题】教学重点：滑动摩擦的概念和计算；摩擦角和自锁现象；滚动摩阻的概念和计算教学难点：摩擦角概念及滚动摩阻的概念和计算【复习思考题】1自锁现象的应用2摩擦角是全约束力与法线间的夹角，“全约束力”该如何理解？3滑动摩擦和滚动摩阻的区别？第二编运动学第六章点的运动【教学目的和要求】教学目的：讨论描述点的运动的三种方式。教学要求：掌握矢量法表示的点的运动方程、速度和加速度之间的数学关系，掌握用直角坐标法和自然法建立点的运动方程并求解点的速度和加速度。【内容提要】第一节 矢量法第二节 直角坐标法第三节 自然法一、弧坐标二、自然轴系三、点的速度四、点的切向加速度合法向加速度【教

14、学重点与难点问题】教学重点：矢量法、直角坐标法和自然法描述点的运动教学难点：自然轴系【复习思考题】1自然轴系与直角坐标系的区别？2两个变量如何求导？第七章刚体的基本运动【教学目的和要求】教学目的：研究刚体的两种简单运动平移和定轴转动。教学要求：掌握刚体平动的定义和特征，掌握刚体定轴转动的定义和特征，掌握由刚体的运动来确定刚体上各点运动的方法，熟悉地计算刚体上各点的速度和加速度。【内容提要】第一节 刚体的平行移动第二节 刚体绕定轴的转动第三节 转动刚体内各点的速度和加速度第四节 轮系的传动比一、齿轮传动二、皮带传动第五节 以矢量表示角速度和角加速度.以矢积表示点的速度和加速度【教学重点与难点问题

15、】教学重点：刚体平移的特点，定轴转动的方程、角速度和角加速度教学难点：以矢量表示角速度和角加速度.以矢积表示点的速度和加速度【复习思考题】1刚体作平移和绕定轴转动时，各点的轨迹如何？第八章点的合成运动【教学目的和要求】教学目的：讨论点的合成运动，分析运动中某一瞬时点的速度和加速度合成规律。教学要求：掌握点的合成运动的基本概念，掌握速度合成定理，能用速度合成定理正确求解点的速度问题，了解牵连运动为平动时的加速度合成定理。【内容提要】第一节 相对运动.牵连运动.绝对运动第二节 点的速度合成定理第三节 点的加速度合成定理【教学重点与难点问题】教学重点：点的速度和加速度合成定理教学难点：牵连运动和牵连

16、点的概念，加速度合成定理【复习思考题】1加速度合成定理中，何时科氏加速度为零？2速度和加速度合成定理向坐标轴的投影是否和静力学中的平衡方程相同？第九章刚体的平面运动【教学目的和要求】教学目的：讨论刚体更复杂的运动形式刚体的平面运动教学要求：掌握刚体平面运动的基本概念，掌握将刚体的平面运动简化为平面图形在自身形成平面内的平动与转动的合成，掌握求平面图形内各点的速度的基点法、速度投影法、瞬心法，能综合运用点的合成运动和刚体的平面运动知识解有关速度问题。【内容提要】第一节 刚体平面运动的概述和运动分解第二节 求平面图形内各点速度的基点法第三节 求平面图形内各点速度的瞬心法一、定理二、平面图形内各点的

17、速度及其分布第四节 用基点法求平面图形各点的加速度【教学重点与难点问题】教学重点：基点法、瞬心法和速度投影求各点的速度及用基点法求各点的加速度教学难点：瞬心法及用基点法求各点的加速度【复习思考题】1瞬时转动与定轴转动的区别？2求平面图形内各点速度的几种方法？第三编动力学第十章质点运动微分方程【教学目的和要求】教学目的：根据动力学定律得出质点运动基本方程，运用微积分方法求解一个质点的动力学问题教学要求：了解动力学基本定律的内容及其适用范围和参考系，掌握质点运动微分方程的三种形式：矢量式、直角坐标式、自然形式，能应用质点运动微分方程求解动力学的两类问题。【内容提要】第一节动力学的基本定律第二节质点

18、的运动微分方程一、质点运动微分方程在直角坐标轴上的投影二、质点运动微分方程在自然轴上的投影三、质点动力学的两类基本问题【教学重点与难点问题】教学重点：质点运动微分方程教学难点：无【复习思考题】1“质点所受合力的方向就是质点的运动方向。”这一说法是否正确？为什么？第十一章动量定理【教学目的和要求】教学目的：研究动量定理教学要求：掌握动量、冲量等概念，能熟练地计算质点系的动量，熟悉质点和质点系微分形式和积分形式的动量定理及其在直角坐标轴上的投影表达式，掌握质心的概念，能熟练计算质心坐标，掌握质点系质心运动定理及其在坐标轴（直角坐标轴或自然轴系）上的投影表达式，并运用其求解质点系的约束反力，判断哪些

19、问题适合用动量定理和质心运动定理求解，能准确判断出质点系的动量定理和质心运动守恒状态，并熟练地利用守恒计算质点系的运动特征量。【内容提要】第一节 动量与冲量一、动量二、冲量第二节 动量定理一、质点的动量定理二、质点系的动量定理三、质点系动量守恒定律第三节 质心运动定理一、质量中心二、质心运动定理三、质心运动守恒定律【教学重点与难点问题】教学重点：动量定理、质心运动定理教学难点：质心运动定理【复习思考题】1受力分析时如何分清内力、外力？2物体的动量与力偶的作用是否有关？第十二章动量矩定理【教学目的和要求】教学目的：推导动量矩定理并阐明其应用教学要求：掌握质点系动量矩的概念及其计算，掌握转动惯量的

20、概念及其计算，能熟练正确地运用平行移轴定理计算刚体的转动惯量，能应用动量矩定理（包括动量矩守恒定理）求解有关有转动的质点系的运动学问题，能熟练地建立和求解刚体定轴转动微分方程。【内容提要】第一节 质点和质点系的动量矩一、质点的动量矩二、质点系的动量矩第二节 动量矩定理一、质点的动量矩定理二、质点系的动量矩定理三、动量矩守恒定律第三节 刚体绕定轴转动的微分方程第四节 刚体对轴转动惯量一、简单形状物体的转动惯量计算二、回转半径三、平行轴定理第五节 质点系相对于质心的动量矩定理第六节 刚体的平面运动微分方程【教学重点与难点问题】教学重点：动量矩定理；刚体绕定轴转动和刚体平面运动的微分方程教学难点：动

21、量矩定理【复习思考题】1不同运动形式物体的动量矩如何计算？对不同轴的动量矩之间的关系是什么？第十三章动能定理【教学目的和要求】教学目的：讨论力的功、动能、势能等概念，推导动能定理和机械能守恒定律，并综合运用动量定理、 动量矩定理和动能定理分析复杂的动力学问题。教学要求：正确理解力的功和功率的概念，熟练计算重力、弹性力和力矩的功，熟悉什么约束反力不做功或做功之和等于零，熟练掌握质点和刚体动能的计算，能熟练地应用动能定理求解质点系动力学问题，掌握动力学普遍定理中各个定理的特点、适用范围及其用途，能综合应用动力学普遍定理求解较复杂的动力学问题。【内容提要】第一节 力的功一、重力的功二、弹性力的功三、

22、定轴转动刚体上作用力的功四、平面运动刚体上力系的功第二节 质点和质点系的动能一、质点的动能二、质点系的动能第三节 动能定理一、质点的动能定理二、质点系的动能定理 三、理想约束及内力的功第四节 功率.功率方程.机械效率一、功率二、功率方程 三、机械效率第五节 势力场.势能.机械能守恒定律一、势力场二、势能三、机械能守恒定律第六节 普遍定理的综合应用【教学重点与难点问题】教学重点：动量定理、 动量矩定理和动能定理的综合应用教学难点：无【复习思考题】1哪些问题适合用动能定理求解，哪些问题适合用动量定理和动量矩定理求解？2针对不同问题，研究对象如何选取？第十四章达朗伯定理【教学目的和要求】教学目的：讨

23、论用静力学中研究平衡问题的方法来研究动力学问题教学要求：正确理解惯性力的概念，熟悉并掌握刚体作平动、定轴转动和平面运动时惯性力系的简化结果，深入领会达朗伯定理的实质，熟练地应用达朗伯定理求解质点系的动力学问题。【内容提要】第一节 惯性力. 质点的达朗贝尔原理第二节 质点系的达朗贝尔原理第三节 刚体惯性力系的简化一、刚体作平移二、刚体定轴转动三、刚体作平面运动【教学重点与难点问题】教学重点：达朗贝尔原理教学难点：惯性力的概念和加法【复习思考题】1对哪种物体需要加惯性力，如何加？第十五章虚位移原理【教学目的和要求】教学目的：讨论用虚位移原理分析系统的平衡问题，是研究静力学平衡的另一途径教学要求：正

24、确理解约束、约束方程和理想约束等基本概念，正确理解虚位移的概念，掌握虚位移的计算，掌握虚功的概念及计算方法，熟记理想约束的实例，掌握虚位移定理的基本思想，较熟练地应用虚位移定理求解机构和结构的静力平衡问题。【内容提要】第一节 约束.虚位移.虚功一、约束及其分类二、虚位移三、虚功第二节 虚位移原理【教学重点与难点问题】教学重点：虚位移原理教学难点：虚位移、虚功、理想约束的概念【复习思考题】1 虚位移和实位移的异同？2 如何给出质点系在给定位置上的虚位移？工程力学（材料力学）第册第一章 绪论和基本概念【教学目的和要求】教学目的：介绍材料力学的任务，研究方法，基本研究条件（基本假设），研究对象，杆件

25、变形的基本形式，使学生对本课程有粗浅的了解。教学要求：了解课程的性质、任务和研究对象；建立构件的强度、刚度、稳定性等基本概念；建立变形固体概念，理解并牢记其基本假设；了解材料弹性变形和塑性变形的基本特征；了解杆件的基本变形形式。 【内容提要】第一节 材料力学的任务第二节 材料力学与生产实践的关系第三节 可变形固体的性质及基本假设第四节 材料力学主要研究对象（杆件）的几何特征第五节 杆件变形的基本形式【教学重点与难点问题】 教学重点：强度、刚度、稳定性的概念；变形固体的基本假设；弹性变形和塑性变形的概念；内力、截面法、应力、应变的概念。教学难点：本章无难点。【复习思考题】1杆件有几种变形形式，每

26、种变形的特点是什么？第二章 轴向拉伸与压缩【教学目的和要求】 教学目的：研究轴向拉（压）杆件变形特点、条件，内力、应力、变形和应变的计算，研究材料的力学性能，许用应力，安全系数，建立轴向拉压的强度条件。教学要求：正确熟练的绘制轴力图，掌握正截面、斜截面上的应力分布及计算，变形及应变能的计算；掌握低碳钢、铸铁拉压试验的设备、方法及内容；了解许用应力的概念，熟练理解轴向拉压强度公式解决的三类问题【内容提要】第一节 轴向拉伸和压缩的概念第二节 内力·截面法·轴力及轴力图一、内力二、截面法、轴力及轴力图第三节 应力·拉（压）杆内的应力一、应力的概念二、拉（压）杆横截面上的

27、应力三、拉（压）杆斜截面上的应力第四节 拉（压）杆的变形·虎克定律第五节 拉（压）杆的应变能第六节 材料在拉伸和压缩时的力学性能一、材料的拉伸和压缩试验二、低碳钢试样的拉伸图及其力学性能三、其他金属材料在拉伸时的力学性能四、金属材料在压缩时的力学性能五、几种非金属材料的力学性能第七节 强度条件·安全系数·许用应力一、拉（压）杆的强度条件二、许用应力和安全第八节 应力集中的概念【教学重点与难点问题】教学重点：拉（压）杆的内力、内力图和应力的概念及计算；材料在拉伸和压缩时的力学性质；许用应力的概念和强度条件，强度方面的三类问题；拉压杆的变形和位移计算。教学难点：变截面

28、杆拉（压）变形及位移的计算；材料力学性质的实验测量及工程应用。变形能的计算；简单桁架结构结点位移的计算。【复习思考题】1轴向拉（压）杆的应力和变形推导的假设是什么？2低碳钢的拉伸曲线分几个阶段？每个阶段的变形特点和力学性能有何不同？3利用强度条件可以解决哪几类问题？第三章 扭 转【教学目的和要求】教学目的：解决扭转强度、扭转变形和扭转刚度的计算，也为求解扭转超静定问题作准备教学要求：要求学生建立扭转变形的概念；掌握传动轴的外力偶矩的计算 , 扭矩计算及扭矩图的绘制；掌握圆轴扭转变形的特点；明了建立圆轴扭转横截面上切应力计算公式时所需要的三个关系：变形几何关系、物理关系和静力关系，这是材料力学中

29、的三个最基本的关系，是材料力学研究问题的依据；熟练掌握横截面上扭转切应力的分布规律和任一点切应力的计算公式；会判断扭转问题的危险截面、危险点 , 并能熟练地运用强度、刚度条件求解扭转强度和刚度方面的三类问题。 【内容提要】第一节 概述第二节 薄壁圆筒的扭转第三节 传动轴的外力偶矩·扭矩及扭矩图一、传动轴的外力偶矩二、扭矩及扭矩图第四节 等直圆杆扭转时的应力·强度条件一、横截面上的应力二、斜截面上的应力 三、强度条件第五节 等直圆杆扭转时的变形·刚度条件一、扭转时的变形二、刚度条件第六节 等直圆杆扭转时的应变能第七节 等直非圆杆自由扭转时的应力和变形【教学重点与难点

30、问题】教学重点：扭矩计算及扭矩图的绘制；等直圆杆扭转时横截面上切应力的分布规律及任一点切应力的计算，扭转变形的计算；危险截面和危险点的判断，扭转强度、刚度方面三类问题的求解教学难点：受多个外力偶作用的变截面轴的任意两横截面间相对扭转角的计算。并注意扭转变形计算与刚度条件的区别和危险截面的判断。【复习思考题】1薄壁圆筒的扭转时，横截面上切应力的分布规律？2从哪些方面推导等直圆杆扭转时的应力计算公式？3非圆截面杆扭转时，变形有什么特点？附录 截面的几何性质【教学目的和要求】教学目的：解决截面图形几何性质的计算。教学要求：要求学生了解截面的几何性质在材料力学中的作用，熟悉材料力学中常用的表述截面性质

31、的量：形心、静矩、极惯性矩、惯性矩、惯性积，牢记这些量的定义式，相互关系；理解截面惯性半径、主惯性轴和主惯性矩、形心主惯性轴和形心主惯性矩的概念；熟练掌握计算截面惯性矩和惯性积的平移轴定理和转轴公式；了解确定截面形心主惯性轴和形心主惯性矩的一般方法和步骤。 【内容提要】第一节 截面的静矩和形心位置第二节 极惯性矩·惯性矩·惯性积第三节 惯性矩和惯性积的平行移轴公式·组合截面的惯性矩和惯性积一、惯性矩和惯性积的平行移轴公式二、组合截面的惯性矩和惯性积第四节 惯性矩和惯性积的转轴公式·截面的主惯性轴和主惯性矩一、惯性矩和惯性积的转轴公式二、截面的主惯性轴和主

32、惯性矩【教学重点与难点问题】教学重点：截面几何性质各量的定义式，静矩与形心的关系，惯性半径，惯性矩和惯性积的平移轴定理。教学难点：转轴公式，组合截面的形心主惯性轴和形心主惯性矩的计算。【复习思考题】1截面图形的惯性矩和惯性积有什么性质？2组合截面的惯性矩如何计算？ 第四章 弯曲应力【教学目的和要求】教学目的：有两个即平面弯曲梁的内力计算和弯曲强度计算。教学要求：要求准确熟练地计算梁的支座反力 , 梁上任意截面的剪力和弯矩 , 能正确地列出剪力方程和弯矩方程，熟练掌握绘制剪力图和弯矩图的方法，掌握剪力图和弯矩图的内在规律：Fs 和M 图的封闭性，q 、Fs 、M 间的微（积）分关系，突变规律等，

33、并能熟练地利用这些方法和规律准确地绘出剪力图和弯矩图 , 会确定最大弯矩和最大剪力出现的位置和数值。平面弯曲梁的强度包括弯曲正应力强度和弯曲切应力强度。要求明了平面纯弯曲梁变形的规律,推导弯曲正应力公式的三个基本关系，清楚地了解弯曲正应力沿截面高度的分布规律，正确理解和掌握弯曲正应力计算公式及其推广应用，能熟练求解平面弯曲正应力强度方面的三类问题。梁的切应力强度限于矩形和矩形组合截面问题，要求了解建立矩形截面切应力公式的分析方法，掌握沿矩形截面高度切应力的分布规律和任意点切应力的计算公式及使用条件、最大切应力出现位置和计算公式；对其它截面的弯曲切应力只需了解其最大值出现位置和计算结果；会利用切

34、应力强度条件求解弯曲切应力强度方面的三类问题。 【内容提要】第一节 对称弯曲的概念及梁的计算简图一、弯曲的概念二、梁的计算简图第二节 梁的剪力弯矩·剪力图弯矩图一、梁的剪力和弯矩二、剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图三、弯矩、剪力与分布荷载集度间的微分关系及其应用四、按叠加原理作弯矩图第三节 平面刚架和曲杆的内力图第四节 梁横截面上的正应力·梁的正应力强度条件第五节 梁横截面上的正切应力·梁的切应力强度条件一、梁横截面上的切应力二、梁的切应力强度条件第六节 梁的合理设计 【教学重点与难点问题】教学重点：绘制梁的剪力图和弯矩图， 确定最大值出现的位置和数值，q 、F

35、s 、M 间的微（积）分关系，绘制弯矩图的叠加法，这些也是本章的难点；另一个重点为平面弯曲正应力的分布和计算，矩形截面弯曲剪应力的分布和计算，平面弯曲梁危险截面和危险点的判断，弯曲正应力强度方面的三类问题教学难点：用微分关系和叠加原理作内力图；梁的正应力和剪应力计算，梁的危险截面和危险点的判断也是本章的难点。 【复习思考题】1梁的计算简图有几种？2弯矩图、剪力图在几种荷载作用下的特征是什么？如何快速的绘制和检查内力图？3从哪些方面推导梁弯曲时的正应力计算公式？4在推导对称弯曲正应力公式时作了哪些假设？在什么条件下这些假设才是正确的？5试问下列的一些概念：纯弯曲与横力弯曲；中性轴与形心轴；轴惯性

36、矩与极惯性矩；弯曲刚度与弯曲截面系数有何区别？第五章 梁弯曲时的位移【教学目的和要求】教学目的：讨论梁的变形、位移，解决梁的位移计算和刚度校核 , 也为求解超静定梁作准备。教学要求：要求学生了解平面弯曲梁变形的概念及工程上用于度量梁的变形的物理量（挠度和转角）以及它们之间的关系 , 了解建立梁的挠曲线的近似微分方程的数学和力学的依据 , 会利用挠曲线的近似微分方程和弯矩图画出挠曲线的大致形状，能熟练地写出各种梁的位移边界条件 , 能用积分法计算单跨静定梁在简单荷载作用下的转角和挠度方程，能熟练地使用叠加法计算指定截面的挠度和转角位。【内容提要】第一节 梁的位移挠度及转角第二节 梁的挠曲线近似微

37、分方程及其积分第三节 按叠加原理计算梁的挠度和转角第四节 梁的刚度校核·提高粱的刚度的措施一、梁的刚度校核二、提高梁的刚度的措施第五节 梁的弯曲应变能【教学重点与难点问题】教学重点：本章的重点是挠曲线近似微分方程的理解和应用 , 梁的位移边界条件 , 积分法求解单跨静定梁在简单荷载作用下的位移 , 叠加法求梁的位移。教学难点：利用边界条件和连续条件确定积分常数；叠加原理计算梁的挠度和转角。【复习思考题】1梁的截面位移与变形有何区别？2应用叠加原理计算梁的挠度和转角，在什么条件下成立？3用积分法求梁的位移时，如何确定积分常数？4提高梁的刚度的措施有哪些？第六章 简单的超静定问题【教学目

38、的和要求】教学目的：讨论求解超静定问题的方法教学要求：要求学生了解静定与静不定的概念，多余约束和多余约束力的概念；能够准确熟练地识别、判断静定与静不定问题，确定超静定次数；掌握超静定问题的求解方法：会选择基本静定系，能准确熟练地写出变形几何相容条件和相容方程、求解多余约束力。【内容提要】第一节 超静定问题及其解法第二节 拉压超静定问题一、拉压超静定问题的解法二、装配应力、温度应力第三节 扭转超静定问题第四节 简单超静定梁【教学重点与难点问题】教学重点：拉压、扭转、弯曲超静定问题次数的判定及求解方法。教学难点：变形协调方程【复习思考题】1何为超静定？2超静定结构的基本静定系与变形几何方程是不是唯

39、一的，其解答是不是唯一的？3针对超静定问题，变形方程如何选取？第七章 应力状态和强度理论【教学目的和要求】教学目的：本章的目的有四个：1. 应力状态分析：确定受力构件中一点任意方向的应力，主应力和主方向 , 最大切应力及其作用面；2. 建立复杂应力状态下应力与应变间的关系；3. 讨论复杂应力状态下的应变能计算；建立强度理论。教学要求：问题要求学生熟练掌握平面应力状态分析的方法 , 会取原始单元体 , 能熟练地利用公式和应力圆计算任意斜截面上的应力、主平面位置和主应力的数值、最大切应力平面和最大切应力数值，了解三向应力状态下任意斜截面上正应力的数值范围和最大切应力的计算方法；问题要求学生正确熟练

40、地运用、理解广义虎克定律求解相关问题；问题要求学生能正确理解并计算复杂应力状态下的应变能密度和形状改变能密度；问题要求学生正确理解四个常用古典强度理论的理论观点和内涵、相当引力的表达式和适用范围、，并能正确地选择合适的理论求解相应的强度计算问题。【内容提要】第一节 概述第二节 平面应力状态的应力分析·主应力一、斜截面上的应力二、应力圆三、主应力和主平面第三节 空间应力状态的概念第四节 应力与应变间的关系一、各向同性材料的广义虎克定律二、各向同性材料的体应力第五节 空间应力状态下的应变能密度第六节 强度理论及其相当应力第七节 各种强度理论的应用【教学重点与难点问题】教学重点：截取一点的

41、原始单元体；计算平面应力状态下任一斜截面上的应力、主平面和主应力、最大切应力平面和最大切应力；广义虎克定律及其应用；复杂应力状态下应变能密度、形状改变能密度、体积改变能密度的概念和计算；四个常用古典强度理论的理论观点及选用。教学难点：广义虎克定律的应用和强度理论的选用。【复习思考题】1平面应力状态的应力圆有什么特征？2何为主应力、主应面？3四个强度理论的适用范围？4空间应力状态下的应变能密度由哪两部分组成？第八章 组合变形及连接部分的计算【教学目的和要求】教学目的：解决组合变形杆件的强度计算和连接件的强度的计算问题。教学要求：要求学生建立组合变形的概念，掌握组合变形的判断方法；熟练掌握斜弯曲、

42、拉伸（压缩）与弯曲、弯曲与扭转三种典型的组合变形的外力条件、内力分量；能准确地判断各种组合变形的危险截面、危险点的位置，正确熟练地截取危险点的原始单元体，计算危险点的主应力，并能正确的选择强度理论进行强度计算；理解核心的概念，会计算简单平面图形的核心。对连接部分的计算：要从工程的观点领悟连接件的实用计算的理念；掌握单个连接件强度的实用计算和铆钉组连接中单个铆钉受力的计算方法。 【内容提要】第一节 概述第二节 两相互垂直平面内的弯曲第三节 拉伸（压缩）与弯曲一、横向力与轴向力共同作用二、偏心拉伸（压缩）三、截面核心第四节 扭转与弯曲第五节 连接件的实用计算法一、剪切的实用计算二、挤压的实用计算第

43、六节 铆钉连接的计算【教学重点与难点问题】教学重点：组合变形类型的判断，斜弯曲、拉伸（压缩）与弯曲、弯曲与扭转三种组合变形危险截面、危险点的位置确定，危险点的应力状态分析，选择强度理论求解组合变形的强度计算问题，截面核心的计算 ；连接件的剪切面、挤压面位置和形状的判断，强度计算中剪切挤压拉伸危险面的确定 。教学难点：确定危险截面、危险点的位置，分析危险点的应力状态，截面核心的计算也是本章的难点。【复习思考题】1试问双对称截面梁在两个相互垂直的平面内发生对称弯曲时，采用什么样的截面形状最为合理？为什么？2构件发生弯曲与拉压组合变形时，在什么条件下可按叠加原理计算其横截面上的最大正应力？3何为连接

44、件的实用计算？4试问挤压与压缩有何区别？挤压面如何计算？第九章 压杆稳定【教学目的和要求】教学目的：解决压杆稳定性计算。教学要求：要求学生建立压杆失稳的概念和压杆稳定性问题的分析方法；理解、掌握细长中心受压直杆临界力和临界应力计算的欧拉公式及适用范围，了解折减模量理论，能正确画出压杆临界应力总图；会确定各种压杆的长度因数 ，能熟练计算惯性半径 i 、 压杆的柔度 、 临界柔度 p 并能正确地选用计算压杆临界力的公式；明确稳定因数的意义及其数值的确定；能熟练地利用安全系数法和稳定因数法建立稳定性条件、计算压杆稳定方面的三类问题；掌握提高压杆稳定性的措施。 【内容提要】第一节 压杆稳定性的概念第二

45、节 细长中心受压直杆临界力的欧拉公式第三节 不同杆端约束下细长压杆临界力的欧拉公式·压杆的长度系数第四节 欧阿拉公式的应用范围·临界应力总图一、欧拉公式的应用范围二、压杆的临界应力总图第五节 实际压杆的稳定因数第六节 压杆的稳定计算·压杆的合理截面【教学重点与难点问题】教学重点：压杆稳定性和的临界力概念；细长中心受压直杆临界力和临界应力的欧拉公式、适用范围；长度因数 的概念及确定 、 惯性半径 i 、 柔度 、 临界柔度 p 概念及计算；压杆的分类，临界应力总图；压杆的稳定性条件及稳定的实用计算；提高压杆稳定性的措施。教学难点：欧拉公式及适用范围， 的确定、半径

46、i 、柔度 的计算，用稳定因数法设计压杆截面。【复习思考题】1试问具有初曲率和荷载偶然偏心的拉杆，是否也存在丧失稳定的问题？2细长压杆在推导欧拉临界力时，是否与所选的坐标有关？3欧拉公式的应用范围是什么？第册第一章 考虑材料塑性的极限分析【教学目的和要求】教学目的：建立塑性变形和极限分析的基本概念，掌握拉压杆系、等直圆轴、平面弯曲梁极限荷载的概念及计算。教学要求：要求学生了解材料塑性变形的主要特征，理解并牢记塑性极限分析的假设，明了简单加载和极限状态的概念，掌握材料塑性性质的两种典型计算模型：刚性 - 理想塑性模型和弹性 - 理想塑性模型，明确两种模型的选用原则；掌握计算拉压杆系、等直圆轴、平

47、面弯曲梁弹塑性极限荷载的方法；明了卸载的变形规律，残余应力的概念及计算；明了横力弯曲梁塑性铰的概念；了解一次超静定梁达到极限状态的条件。【内容提要】第一节 塑性变形·塑性极限分析的假设一、塑性变形的特征二、塑性极限分析的假设第二节 拉压杆系的极限荷载第三节 等直圆杆扭转时的极限扭矩第四节 梁的极限弯矩·塑性铰一、纯弯曲梁的极限弯矩二、横力弯曲梁的极限荷载、塑性铰【教学重点与难点问题】教学重点：塑性极限分析的假设，简单加载和极限状态的概念，材料塑性分析的两种计算模型及选用原则；拉压杆系、等直圆轴、平面弯曲梁弹塑性极限荷载的计算；卸载的变形规律，残余应力的概念及计算；横力弯曲梁塑性铰的概念。教学难点：平面弯