课程详情
课程评价
spContent=工程力学是工科学生的重要基础。本课程剖析工程典型力学问题,阐释工程问题分析方法,内容精炼,主干清晰,贴近时代,注重基本理论及其应用,启迪创新研究思维。课程为国家级精品课程,课程组为国家优秀教学团队。基本知识点通俗易懂,并附国家名师课堂视频.。72学时,根据不同学时要求可以定制SPOC。
—— 课程团队
课程概述

  教学理念: 以启迪和培养学生创新研究型思维为核心,从课程体系、教学内容、教学方法、教学资源等各环节、全过程、多方位培育学生探究性学习能力,在传授知识的同时,以课程为载体,着重潜移默化地熏陶学生研究思维能力,提供尽可能好的教育。

“大学教育的价值,不是学习很多事实,而是训练大脑去思考。”——爱因斯坦

课程简介:

力学是工科学生的重要基础,本课程的目标应使学生对工程力学的基本概念、基本理论、基本方法有较扎实的理解;在培养严密的演绎思维的同时,尤其注重通过力学知识的学习,启发、培养学生的综合与扩散、求同与辩异等归纳和研究型思维;在学习理论知识的同时,注重通过工程实际案例培养学生分析解决工程问题的研究性思维。为较好地实现这一目标,课程组几十年来始终坚持以人为本,教书育人的教学理念,在传授知识的同时,尤其注重学生实践能力、创新能力的培养。在教学实践中,不断进行教学改革研究,优化整合课程内容,改革结构体系,加强青年师资队伍建设,编写精品教材,构建先进的教学实验中心和教学网站,采用先进教学方法和评价方案,加强师生互动与交流。经过课程组全体教师的不懈探索与创新、实践与总结,课程建设上取得了显著成绩,2006年度成为国家精品课程,2008年工程力学教学团队被批准建设国家教学团队。

1.课程定位与课程目标

   本课程属非机类工科学生公共基础课。以培养创新研究型人才为目的,本课程通过课堂教学与实验教学,使学生掌握工程力学的基本概念、基本理论和基本分析方法;培养工程力学问题的分析和计算能力;尤其注重培养学生从工程实际中提出、研究、解决力学问题的能力,培养科学思维方法。

2.知识模块顺序及对应学时

课程主要内容包括刚体静力学、流体静力学和变形体静力学的基本概念、基本理论、基本方法及其应用。以力的平衡、变形的几何协调、力与变形间的物理关系为研究主线,使学生建立了对工程力学的清晰的整体认识。

课程共分12章。内容精炼,主干清晰,贴近时代,启发思维。第1-3章为绪论、刚体静力学基本概念与理论、静力平衡问题,属刚体静力学,讲授14学时。第4-6章为变形体静力学基础、材料的力学性能、强度与连接件设计,结合杆的拉压阐述变形体静力学的基本概念、基本理论与研究方法;讲授14学时。第7章为流体力与容器,用刚体静力学方法研究静止流体作用在壁面上的力及容器的强度;讲授2学时。第8-10章为圆轴的扭转、梁的平面弯曲、强度理论与组合变形,进一步利用变形体静力学基本方法研究各种变形体力学问题;讲授18学时。

作为拓展学习,第11章介绍压杆稳定,探讨满足静强度条件下工程中的稳定性问题。本章内容学习标准学时为6学时。第12章介绍疲劳断裂问题,探讨满足静强度条件下动载荷作用下的疲劳破坏问题。本章内容学习标准学时为6学时。

课程全部学习内容为72学时。根据不同学习内容要求,可以请学校申请SOPC课程,定制学习内容,满足不同学习时数要求。

3.课程重点、难点及解决办法

课程的重点包括:力、力偶、约束;力系的简化与平衡;内力、基本变形;材料的力学行为,应力与应变;应力与变形分析;强度与刚度条件;组合变形;静不定问题;弹塑性问题;及工程中的疲劳与断裂破坏及其控制方法等。

难点在于如何使学生力学基础扎实、概念清晰?如何加强通过分析和实验探究工程力学问题的能力?如何建立对于工程力学问题和研究方法的整体认识?如何通过工程力学课程的学习培养科学思维方法?

解决的办法是精炼课程内容,突出研究主干,加强启发讨论,注重归纳思维。以力的平衡—变形的几何协调—材料的力学行为作为分析研究工程静力学问题的主线,突出基本概念、基本理论、基本分析方法和基本计算能力的培养。坚持启发式教学,加强课堂讨论与实验,加强对于问题、模型、假设、结论等的物理与几何意义及结论的正确性条件等的讨论与研究,深化认识,培养研究性思维。注重科学思维方法,尤其是综合与扩散、求同与求异等归纳思维方法的培养。


课程特色:

(1)课程含180个基本知识点视频,突出基本概念、基本原理、基本方法及其应用,概念准确,叙述简明,主干清晰,启发思维;

(2)突出启迪研究思维特色,打造工程力学精品在线开发课程:课程组以启迪研究思维为特色,丰富内涵,深入研究多媒体信息化教学方法,研制精细多媒体课件和富媒体资源,从教材-课堂教学-实验与实践-练习与测试-网络开发资源各环节入手,打造精品在线开发课程资源;同时,每章附加国家名师全程44个课堂实录视频;

(3)编制合适的视频驻点,引导学生学习,便于学习者自主学习;编制了合理科学的测试题和作业题,便于学生检验学习效果;

(3)引入工程案例,培养工程问题分析力学模型的建立方法,加强物理意义、几何意义的讨论与研究,着力于深化对知识点的认识,培养研究性思维;

(4)通过深化教学改革,锻炼、培养了优秀青年教师,形成了一支老中青结合,责任感强、团结合作精神好,治学严谨、热心从教,注重教书育人的国家级教学团队。团队国家教学名师1人,校教学名师2人,宝钢优秀教师奖3人。

课程2006年入选国家级精品课程,课程团队2008年入选国家级教学团队,2013年课程升级为国家级精品资源共享课程,MOOC课程负责人王元勋教授被中国大学MOOC平台评为2016年度优秀教师。


授课知识点:

第一章 绪论

什么是力学;力学与工程;学科分类;基本概念与基本方法

第二章 刚体静力学基本概念与理论

力;力偶;约束与约束反力;受力图;平面力系的平衡条件

第三章 静力平衡问题

平面力系的平衡问题;含摩擦的平衡问题(简要介绍);平面桁架;空间力系的平衡问题

第四章 变形体静力学基础

变形体静力学的一般分析方法;基本假设; 内力、截面法; 杆件的基本变形;杆的轴向拉伸和压缩; 一点的应力和应变; 变形体静力学分析; 应力集中的概念

第五章 材料的力学性能

 概述;低碳钢拉伸应力—应变曲线;不同材料拉伸压缩时的机械性能; 真应力、真应变; 应力—应变曲线的理想化模型

第六章 强度与连接体设计

强度条件和安全系数;拉压杆件的强度设计;剪切及其实用计算;挤压及其实用计算;连接件的强度设计

第七章 流体力、容器(扩展知识)

流体的特征及其主要物理性能;静止流体中的压强;作用在壁面上的流体力;薄壁容器

第八章 圆轴的扭转

扭转的概念和实例;扭矩与扭矩图;圆轴扭转时的应力和变形;圆轴扭转的强度条件和刚度条件;静不定问题和弹塑性问题

第九章 梁的平面弯曲

用截面法作梁的内力图;利用平衡微分方程作梁的内力图;梁的应力与强度条件;梁的变形;梁的弯曲静不定问题和弹塑性问题简介;

第十章 应力状态、强度理论与组合变形

应力状态;强度理论简介;组合变形

第十一章 压杆的稳定

稳定的概念;临界载荷;压杆稳定计算

第十二章 疲劳与断裂

疲劳裂纹萌生寿命;断裂控制设计;疲劳裂纹扩展寿命

   师资队伍:

“工程力学”课程团队由国家名师陈传尧教授教领衔,2008年获批建设国家优秀教学团队。由教学水平高、学术造诣深的教授或副教授组成团队骨干,引进一批思想活跃、业务素质高的青年教师。围绕课程建设,以优秀教师为核心,形成了一支老中青结合、责任感强、团结合作精神好、治学严谨、热心从教、注重教书育人、科研素质高的教学队伍。课程团队现有教师15人,其中教授7人,副教授5人,讲师3人,有博士学位的教师10人。15名教师中,从不同学校取得学历或学位的人有13人,比例为86.7%。团队中国家教学名师1人,华中科技大学教学名师2人,1人获宝钢全国优秀教师特等奖提名,2人获宝钢全国优秀教师奖,教育部新世纪优秀人才1人,湖北省杰出青年基金获得者1人,《Acta Mechanica Solida Sinica》执行副主编1人,《固体力学学报》执行副主编1人,全国百篇优秀博士学位论文提名奖1人。工程力学实验指导除教师外,还有力学实验中心工程技术人员承担辅导实验教学任务。新近引进美国归国留学生2人,杨辉、陈子光均入选国家青年千人。

长期坚持新进、调入教师正式授课前的试讲制度,安排青年教师给老教师任助教一至两遍,学习老教师在教学方面的经验、渊博的知识以及高尚的师德,培养青年教师队伍。组织青年教师参加各项教改,长期坚持教学研讨,定期进行示范教学交流。规定青年教师必须参加校、院系教学竞赛活动,努力提高教学质量。

   本课程在国内外同类课程中的地位:

本课程2006年被评为国家精品课程,2013年转型升级为国家精品资源共享课程,教学团队2008年被评为国家优秀教学团队。课程组主持国家级教改项目2项,获湖北省教学成果一等奖3次。出版教材、教学评价、实验基地、教改与获奖均说明本课程建设在国内处于前列。

课程建设是一项长期的工作。时代在发展,社会在进步,课程建设也要不断发展,不断革新,不断完善,我们将以信息技术为手段,以精品课程建设和资源共享课程建设为契机,不懈探索与创新,使我们的教学水平和教学成效再上新台阶,为学生提供尽可能好的教育。

授课目标

剖析工程中典型的力学问题,阐释工程问题的分析方法。传授工程力学基本知识的同时,通过对工程问题的分析解决,培养学生分析问题解决问题的研究性思维。

每周4-6小时,前面基础部分给了非常充足的学习时间,及时加入能跟上进度!

尽快加入我们一起开始愉快学习之旅吧!

课程大纲

第一章 绪论

学习引导

第一讲 什么是工程力学

第二讲 力学与工程

第三讲 学科分类

第四讲 基本概念

第五讲 基本方法

本章小结

名师课堂授课实录视频

课堂介绍PPT

什么是工程力学

第二章 刚体静力学基本概念与理论

刚体静力学基本概念与理论

学习引导

第一讲 力

第二讲 力偶

第三讲 约束与约束力

第四讲 受力图

第五讲 平面力系的平衡条件

本章小结

课堂讨论

名师课堂授课实录视频

刚体静力学基本概念与理论

第三章 静力平衡问题

学习引导

第一讲 平面力系的平衡问题

第二讲 含摩擦的平衡问题

第三讲 平面桁架

第四讲 空间力系的平衡问题

本章小结

课堂讨论

名师课堂授课实录视频

静力平衡问题作业

第四章 变形体静力学基础

学习引导

第一讲 变形体静力学的一般分析方法

第二讲 基本假设

第三讲 内力/截面法

第四讲 杆件的基本变形

第五讲 杆件的轴向拉伸和压缩

第六讲 一点的应力和应变

第七讲 变形体静力学分析

第八讲 应力集中的概念

本章小结

课堂讨论

名师课堂授课实录视频

变形体静力学基础作业

第五章 材料的力学性能

学习引导

第一讲 概述

第二讲 低碳钢拉伸应力-应变曲线

第三讲  不同材料拉伸压缩时的机械性能

第四章 真应力/真应变

本章小结

课堂讨论

名师课堂授课实录视频

低碳钢与铸铁拉伸压缩实验

材料的力学性能

第六章 强度与连接件设计

学习引导

第一讲 强度条件和安全因数

第二讲 拉压杆件的强度设计

第三讲 剪切及其实用计算

第四讲 挤压及其实用计算

第五讲 连接件的强度设计

本章小结

课堂讨论

名师课堂授课实录视频

强度与连接件设计

强度与连接件设计

第七章 流体力/容器

学习引导

第一讲 流体的特征

第二讲 静止流体中的压强

第三讲 作用在壁面上的流体力

第四讲  薄壁容器

本章小结

名师课堂授课实录视频

薄壁容器

第八章 圆轴的扭转

学习引导

第一讲 扭转的概念和实例

第二讲 扭矩和扭矩图

第三讲 圆轴扭转时的应力和变形

第四讲 圆轴扭转的强度条件和刚度条件

本章小结

课堂讨论

名师课堂授课实录视频

圆轴扭转实验

圆轴的扭转

圆轴的扭转

第九章 梁的平面弯曲

学习引导

第一讲 用截面法作梁的内力图

第二讲 利用平衡微分方程作梁的内力图

第三讲 梁的应力与强度条件

第四讲 梁的变形

本章小结

名师课堂授课实录视频

课堂讨论

弯曲实验

梁的平面弯曲

梁的平面弯曲

第十章 组合变形

学习引导

第一讲 应力状态

第二讲 强度理论简介

第三讲 组合变形

本章小结

名师课堂授课实录视频

薄壁圆筒组合变形实验

课堂讨论

组合变形

组合变形

第十一章 压杆的稳定

学习引导

第一讲 稳定的概念

第二讲 两端铰支细长压杆的临界载荷

第三讲 不同支承条件下压杆的临界载荷

第四讲 中小柔度杆的临界应力

第五讲 压杆的稳定计算

本章小结

课堂讨论

第十二章 疲劳与断裂

学习引导

第一讲 疲劳破坏及其断口特征

第二讲 S-N曲线及疲劳裂纹萌生寿命

第三讲 断裂失效与断裂控制设计

第四讲 疲劳裂纹扩展寿命

本章小结

课堂讨论

课程总结

课程总结

预备知识

预备课程:高等数学、机械制图、大学物理等。

证书要求

本课程平时作业成绩占30%,平时小测验成绩占30%,期末考试占40%。

合格证书:课程总成绩60分至84分;

优秀证书:课程总成绩85分至100分。

参考资料

教学参考书:

1、推荐教材:陈传尧 王元勋主编《工程力学》(第2版),高等教育出版社, 2018年3月 

2、教学参考书:单辉祖 谢传峰合编《工程力学》,高等教育出版社,2004年 

课外文献阅读:

3、《工程力学学习指导与解题指南》,范钦珊主编,清华大学出版社 ,2007年

4、《工程力学学习指导》,银建中等编,大连理工大学出版社,2008年

5、工程力学课程学习参考资源网站:http://www.icourses.cn/coursestatic/course_2562.html


常见问题

如果您觉得视频讲解较快:请同学们重复观看或者暂停思考。


不少同学总认为工程力学难学,从这多年接触的学生来看,主要还是对其中的基本概念没有真正理解,下面的思路希望对同学们认识工程力学、学习工程力学有所启发。

1. 工程力学的目的是研究工程中机构或器件的破坏规律(如课程中主要是强度破坏),找到设计准则,控制不发生破坏。

2. 因此,我们从构件或器件的受力分析研究开始(对物体的受力分析是第一步,因此,必须先弄懂受力分析,建立物体的受力模型);分析物体的受力后,还要计算出未知的受力(工具:平衡方程,弄懂平衡方程怎么建立的,为什么可以这样建立平衡方程),这是静力学解决的问题。静力学主要解决物体的受力问题,为了分析方便,将研究对象简化为刚体模型。第2章介绍受力分析、建立平衡方程。第3章就是第2章的工程应用,利用平衡方程计算未知受力。

3. 工程中的研究对象是复杂的,都是一般力系作用下的组合变形问题。显然,对组合变形的研究比较复杂,于是,我们就从简单的拉压(第4章)、扭转(第8章)、弯曲(第9章)基本受力问题研究入手。研究破坏问题必须考虑物体受力后的变形,研究对象是可变性固体。第4章介绍基本概念,讨论强度破坏问题的控制参量——应力,建立基本的分析模型。

4. 物体的破坏与材料的性能相关,于是第5章讨论建立材料抵抗破坏能力的统一指标。

5. 讨论了控制参量和性能指标,建立强度控制准则,后面几章内容实际上就是探讨不同载荷作用下强度问题的应用。不同载荷作用下,我们都要找到载荷作用下物体内部的最大应力,建立强度理论,请同学们体会。

6. 所以,整个课程1-10章实际上就是探讨强度理论这一个问题。

7. 理论弄清楚后,同学们需要多实践哦。教材中每章的例题、习题实际上就是一些简单的工程问题。必须多练习才能有更深地理解。


祝同学们学习愉快!