《工程力学A》课程教学大纲

1、工程力学A课程教学大纲课程英文名称：Engineering Mechanics A课程编号：133992270 课程类别：专业课课程性质：必修课学 分： 4.0学 时：64（其中：讲课学时：64；实验学时：0； 上机学时:0 ）适用专业： 地质工程开课部门： 环境与资源学院一、课程教学目的和课程性质本课程为地质工程专业工程技术基础选修课程。开设本课程的目的旨在使学生熟练掌握工程构件内力分布与变形分布规律，工程构件的设计与校核方法，并培养构件中任一点应力应变状态的分析能力和强度准则应用能力，掌握应力状态与强度理论，为本专业后续课程的教学奠定基础。二、本课程与相关课程的关系本课程的先行课程：高等数

2、学、大学物理等。本课程的后续课程：弹性力学、岩石力学、土力学、结构力学、工程地质勘查、勘查工程机械等。三、课程的主要内容及基本要求（一）理论学时部分第1单元 绪论 （ 1 学时）知 识 点工程与工程力学；工程力学的主要内容与分析模型；工程力学的分析方法。重 点工程力学的主要内容与分析模型；工程力学的分析方法。难 点基本要求1、识 记：刚体、变形体、块体、板体、杆体、壳体等。2、领 会：工程力学研究对象，工程力学两种不同的理论分析方法等。3、简单应用：4、综合应用： 第2单元 静力学基本概念与受力分析 （ 3 学时）知 识 点静力学模型；力的基本概念；力对点之矩与力对轴之矩；工程常见的约束与约束

3、力；受力分析与受力图。重 点静力学模型；力对点之矩与力对轴之矩；工程常见的约束与约束力；受力分析与受力图。难 点力对点之矩与力对轴之矩；受力分析与受力图。基本要求1、识 记：受力、力系、约束、柔性约束、刚性约束、约束反力、平衡、力矩、受力图等。2、领 会： 二力平衡原理，加减平衡力系公理，力的可传性原理，作用与反作用力定律，刚化原理，力的三角形法则，力的平行四边形法则，力多边形法则，力的平衡方程，力对点或轴之矩等。3、简单应用：对于各种约束正确绘出约束反力的方向。4、综合应用：正确取隔离体，绘制约束反力 。 第3单元 力系的等效与简化 （ 3 学时）知 识 点力系等效定理；力偶与力偶系；力系的

4、简化。重 点力系等效定理；力偶与力偶系；力系的简化。难 点力系的简化。基本要求1、识 记：主矢、主矩、汇交力系、一般（任意）力系、力偶、力偶矩、合力矩、力的平移、力系的简化等。2、领 会：合力矩定理、力的平移与力系简化原理等。3、简单应用：力向作用平面内任一点平移。 4、综合应用：力系向任一点简化。 第4单元 力系的平衡 （ 6 学时）知 识 点平衡与平衡条件；任意力系的平衡方程；平面力系的平衡方程；平衡方程的应用；静定与超静定的概念；简单的刚体系统平衡问题。重 点平衡与平衡条件；平面力系的平衡方程；平衡方程的应用。难 点静定与超静定的概念；简单的刚体系统平衡问题。基本要求1、识 记：平衡力系

5、、平衡条件、平面力系、空间力系、静定问题、静不定（超静定）问题、刚体系等。 2、领 会：力系的平衡条件。 3、简单应用：利用平衡条件求解平面汇交力系和平面力偶系未知力的大小和方向。 4、综合应用：利用平衡条件求平面任意力系或简单空间力系未知力的大小和方向。 第5单元 刚体静力学专题 （ 4 学时）知 识 点平面静定桁架问题；2、摩擦问题。重 点平面静定桁架问题；摩擦问题。难 点1、摩擦问题。基本要求1、识 记：结点法、截面法、滑动摩擦、滚动摩擦、静摩擦、摩擦角、自锁等。 2、领 会：解桁架问题的结点法与截面法原理，摩擦对于运动状态的影响等。 3、简单应用：结点法与截面法求解桁架杆件内力。 4、

6、综合应用：求解有摩擦存在时的未知力。 第6单元 材料力学的基本概念 （ 4 学时）知 识 点关于材料的基本假定；弹性杆件的外力与内力；弹性体受力与变形特点；杆件横截面上的应力；正应变与切应变；线弹性材料的应力-应变关系；杆件受力与变形的基本形式。重 点关于材料的基本假定；弹性杆件的外力与内力；杆件横截面上的应力，正应变与切应变；线弹性材料的应力-应变关系；杆件受力与变形的基本形式。难 点弹性体受力与变形特点；杆件横截面上的应力，正应变与切应变；线弹性材料的应力-应变关系。基本要求1、识 记：强度、刚度、稳定性、轴力（拉压）、剪力、扭矩、弯矩、应力、应变、正应力、正应变、切应力、切应变、虎克定律

7、等。 2、领 会：截面内力分解后的几种形式，各种内力引起的变形结果，两种变形特征等。 3、简单应用：简单问题截面内力计算方法。 4、综合应用：简单问题截面内力计算方法。 第7单元 轴向拉伸与压缩 （ 2 学时）知 识 点轴力与轴力图；拉压杆件的应力与变形；拉压杆件的强度计算；拉伸与压缩时材料的力学性能。重 点轴力与轴力图；拉压杆件的应力与变形；拉压杆件的强度计算；拉伸与压缩时材料的力学性能。难 点拉压杆件的应力与变形；拉压杆件的强度计算。基本要求1、识 记：轴力、轴力图、变形、横向变形、弹性模量、泊松比、极限应力、抗拉强度、抗压强度、韧性材料、脆性材料、许用应力、安全系数、设计问题、校核问题、

8、定载问题、比例极限、弹性极限、屈服极限、强度极限、残余强度、加载、卸载、弹性后效、伸长率、截面收缩率、条件屈服、应力集中等。2、领 会：应力、应变与变形计算方法，强度条件的意义，材料受力变形特征等。 3、简单应用：轴力图的绘制，截面应力与应变的计算。 4、综合应用：拉压构件截面设计，强度校核，荷载确定。 第8单元 剪切与圆轴扭转问题 （ 6 学时）知 识 点剪切构件失效形式与强度计算；剪切变形问题；传递功率的圆轴及其扭转变形；扭矩与扭矩图；切应力互等定理；圆轴扭转时的切应力分析；圆轴扭转时强度与刚度计算。重 点剪切构件失效形式与强度计算；剪切变形问题；传递功率的圆轴及其扭转变形；扭矩与扭矩图；

9、切应力互等定理；圆轴扭转时的切应力分析。难 点剪切变形问题；切应力互等定理；圆轴扭转时的切应力分析；圆轴扭转时强度与刚度计算。基本要求1、识 记：剪力、切应力、切应变、剪切变形、扭矩、扭矩图、扭转刚度、极惯性矩、扭转截面模量等。2、领 会：受剪构件截面切应力分布，扭转构件截面切应力分布，切应力与切应变计算方法，切应力互等定理，扭转刚度计算方法等。 3、简单应用：扭矩图的绘制，剪切构件与扭转构件截面应力与应变计算。 4、综合应用：切应力与切应变计算，剪切变形扭转变形量计算，扭转构件刚度计算。 第9单元 弯曲强度 （ 10 学时）知 识 点工程中的弯曲构件；剪力方程与弯矩方程；剪力图与弯矩图；与应

10、力分析相关的截面图形几何量；平面弯曲时横截面上的正应力；组合变形的应力计算；弯曲剪应力分析；梁的强度计算。重 点剪力方程与弯矩方程；剪力图与弯矩图；与应力分析相关的截面图形几何量；平面弯曲时横截面上的正应力；梁的强度计算难 点剪力方程与弯矩方程；剪力图与弯矩图；与应力分析相关的截面图形几何量；平面弯曲时横截面上的正应力；组合变形的应力计算；弯曲剪应力分析；梁的强度计算基本要求1、识 记：简支梁、悬臂梁、外伸梁、控制截面、弯矩、剪力、弯矩方程、剪力方程、弯矩图、剪力图、平面弯曲、横向弯曲、斜弯曲、静矩、惯性矩、惯性积、形心、惯性半径、主轴、形心主轴、主惯性矩、形心主惯性矩、中性层、中性轴、剪应力

11、流、弯曲中心等。 2、领 会：绘制弯矩图与剪力图的意义，受弯构件截面正应力与切应力计算公式的导出，荷载、弯矩和剪力之间的微分关系，弯曲图和剪力图随外力变化的规律，内力图的叠加原理，各个截面参数的计算方法，移轴定理与转轴定理，提高梁承载能力的措施等。3、简单应用：对于平面弯曲构件，列弯矩方程与剪力方程，绘制弯矩图与剪力图，计算截面正应力与切应力，验算梁的承载能力。 4、综合应用：平面弯曲梁的设计、校核与定载，组合变形梁的截面应力计算与承载能力校核。 第10单元 弯曲刚度 （ 4 学时）知 识 点弯曲变形与位移的基本概念；小挠度微分方程及其积分；工程中的叠加法；简单的静不定梁；弯曲刚度计算。重 点

12、小挠度微分方程及其积分；工程中的叠加法；弯曲刚度计算。难 点小挠度微分方程及其积分；工程中的叠加法；简单的静不定梁。基本要求1、识 记：弯曲变形、挠度、转角、曲率、弯曲刚度、边界条件等。2、领 会：小挠度微分方程及其积分计算。 3、简单应用：简单荷载作用下平面弯曲梁的变形计算。 4、综合应用：一般平面弯曲梁的变形计算与刚度校核。 第11单元 应力状态与强度理论 （ 12 学时）知 识 点一点的应力状态的基本概念；平面应力状态任意方向面上的应力；应力状态中的主应力与最大切应力；分析应力状态的应力圆方法；一般应力状态下的应力应变关系；一般应力状态下的强度条件。重 点平面应力状态任意方向面上的应力；

13、应力状态中的主应力与最大切应力；分析应力状态的应力圆方法；一般应力状态下的应力应变关系；一般应力状态下的强度条件。难 点应力状态中的主应力与最大切应力；分析应力状态的应力圆方法；一般应力状态下的应力应变关系；一般应力状态下的强度条件。基本要求1、识 记：一点的应力状态、主应力、主应变、主平面、主方向、最大切应力、应力圆、单轴应力状态、双轴应力状态、三轴应力状态、广义虎克定律等。 2、领 会：各种应力应变计算方法，单元体与莫尔圆的对应关系，广义虎克定律，四种强度理论等 3、简单应用：给定应力状态确定主应力与主方向，或反之。4、综合应用：对于复杂应力状态，利用强度理论进行构件设计或强度校核。第12

14、单元 压杆的稳定问题 （ 5 学时）知 识 点压杆稳定的基本概念；确定分叉（临界）荷载的平衡方法；柔度 非弹性屈曲；压杆失效与稳定性设计准则；应用举例。重 点确定分叉（临界）荷载的平衡方法；柔度 非弹性屈曲；压杆失效与稳定性设计准则。难 点确定分叉（临界）荷载的平衡方法；柔度 非弹性屈曲；压杆失效与稳定性设计准则。基本要求1、识 记：分叉（临界）荷载、临界应力、压杆稳定、失稳、 平衡构形、相当长度、长度系数、柔度、大柔度杆、中柔度杆、小柔度杆等。2、领 会：欧拉公式的导出，临界荷载与临界应力的计算方法，压杆失效与稳定的设计准则等。 3、简单应用：临界荷载与临界应力的确定，欧拉公式的应用等。 4

15、、综合应用：利用压杆失效与稳定的设计准则进行压杆设计或承载能力校核。第13单元 材料的疲劳与构件的疲劳寿命 （ 4 学时）知 识 点材料疲劳的概念；影响疲劳寿命的因素；有限寿命设计与无限寿命设计；疲劳强度可靠性。重 点材料疲劳的概念；影响疲劳寿命的因素；有限寿命设计与无限寿命设计。难 点有限寿命设计与无限寿命设计；疲劳强度可靠性概述。基本要求1、识 记：交变应力、应力循环、平均应力、应力幅值、最大应力、最小应力、对称循环、 脉冲应力、等幅应力循环、应力集中、微裂纹、宏观裂纹、疲劳源区、疲劳扩展区、瞬间断裂区、疲劳极限、有限疲劳设计、无限疲劳设计、疲劳寿命等。2、领 会：疲劳极限与应力寿命曲线、

16、材料疲劳的影响因素、有限疲劳设计与无限疲劳设计等。3、简单应用：分析疲劳的影响因素。 4、综合应用：简单构件的有限疲劳设计与无限疲劳设计。学时分配 知识单元理论学时1、绪论12、静力学基本概念与受力分析33、力系的等效与简化34、力系的平衡65、刚体静力学专题46、材料力学的基本概念47、轴向拉伸与压缩28、剪切与圆轴扭转问题69、弯曲强度1010、弯曲刚度411、应力状态与强度理论1212、压杆的稳定问题513、材料的疲劳与构件的疲劳寿命4合计64（二）实验学时部分实验教学环节作用及目的 实验教学环节培养学生能力标准 实验项目、内容、学时分配及实验类型1、必开实验序号实验项目实验内容学时实验类型(演示、验证、综合、设计研究)组数每组学生人数2、选开实验序号实验项目实验内容学时实验类型(演示、验证、综合、设计研究)组数每组学生人数主要仪器设备四、教学方法与手段 理论课程以课堂教授为主，全面实施启发式教学，具体形式包括讨论式、案例式、设问设答式、设问不答式；教学手段为PPT教学课件，辅助一定量的板书。五、考核要求、方式与成绩评定考核要求：考试内容需覆盖各章节全部教学内容，每单元的重点内容即为考核重点内容。考核形式：考试。成绩评定：笔试：70%；平时作业：15%；修