工程机械结构力学
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课程概述

工程机械结构力学以杆件结构为主要对象,研究其组成规则以及在外因作用下的强度、刚度和稳定性问题,为结构设计和强度分析提供必要的基础知识。

授课目标

1、 正确理解基本概念:稳定性,自由度、约束、静定结构,超静定结构、虚功、实功。 2、 正确理解基本公式和原理:自由度计算公式,虚功原理,超静定结构分析的力法和位移法。 3、 熟练运用:结构稳定性判别,结构内力图绘制,结构位移的图乘法。 4、正确使用本课程专业词汇;掌握专业问题的简单交流。

课程大纲

1、绪论

明确本课程的研究对象和基本任务,了解结构的分类和载荷的分类,熟悉实际结构简化成计算模型的一般方法,熟悉本课程的发展方向与学习方法。

Chapter 1 Introduction

1 Computing Model

2 Classification of Structures

3 Summary

2、平面体系的机动分析

机动分析的基本概念。

平面体系的自由度计算。

平面几何不变体系的组成规则。

Chapter 2 Geometric Stability of Structures

1 Degree of Freedom of a planar system

2 Meanings of Different Results of Degree Of Freedom

3 Rule 1 & How To Use It?

4 Rule 2 & How To Use It?

5 Rule 3 & How To Use It?

Summary

互评训练1-Geometric Stability Analysis

3、静定平面桁架的分析

静定平面桁架的基本概念与分类。

静定平面桁架分析的节点法。

静定平面桁架分析的截面法。

Chapter 3 Analysis of Statically Determinate Truss

1 The assumptions of a theoretical truss

2 Two-force member & zero-force member

3 How to determine a zero-force member without calculation?

4 Joint Method

5 Method of Sections

6 Examples

4、静定平面刚架的分析

静定平面刚架的基本概念。

静定平面刚架的内力计算。

静定平面刚架的内力图绘制与校核。

静定结构的特性。

Chapter 4 Analysis of Statically Determinate Rigid Frames

1 What is a rigid frame?

2 How to find out reaction forces in a rigid frame?

3 Describe the relationship between external loads and the corresponding M diagram.

4 Explain the Principle of Superposition

5 How to plot the M,N, Q diagram for a rigid frame?

6 Examples

Summary of Statically Determinate Structures

5、虚功原理与结构的位移计算

功能原理与虚功方程。

结构位移计算的积分法与图乘法。

非载荷因素引起的结构位移计算方法。

Chapter 5 Principle of Virtual Work and Displacement of Structure

1 Displacement of structures

2 Real work & Principle of Real Work

3 Virtual work & Principle of Virtual work

4 Unit load method for displacement

5 How to apply a unit load?

6 Examples of unit load method for displacement

7 Graph Multiplications

8 Displacements caused by other factors

9 Reciprocal theorems

Summary of Structure Displacement

6、力法

超静定结构的构成及超静定次数的确定。

力法的基本原理

力法解超静定结构的方法及计算步骤。

对称性在力法中的应用

超静定结构位移的计算及内力图的校核。

支座移动对超静定结构的影响。

超静定结构的特性。

Chapter 6   Force Method
1 Statically determinate structure & statically  indeterminate structure
2 Degree of Indeterminacy
3 Primary Structure & Primary System
4 Compatibility condition
5 Calculation steps
6 Highly Indeterminate Structures
7 Behavior of Symmetrical Structure
8 Symmetric structures with odd number of spans
9 Symmetric structures with even number of spans
10 Effect of Support Movement
11 How to solve displacements of statically  indeterminate structure
12 Check of Diagrams

7、位移法

位移法的基本原理,未知量和基本结构的确定。

熟练应用转角位移方程及其结果。

位移法解超静定结构的方法及计算步骤。

对称性在位移法中的应用。

Chapter 7 Slope-Deflection Method

1 Introduction of Slope-Deflection Method

2 Degree of Indeterminacy

3 Primary Structure in Slope-Deflection Method

4 Calculation Steps of Slope-Deflection Method

5 Canonical Equations of Slope-Deflection Method

6 M and Q of Member ends of typical statically indeterminate single span beams

7 Examples of Analysis with Slope-Deflection Method

8 Application of Symmetrical Behaviours

Summary of Statically Indeterminate Structures


预备知识

理论力学,材料力学

证书要求

对学员获得合格成绩的要求如下:

  平时成绩占课程总成绩的50%;平时成绩包括单元作业和讨论两部分,分别占课程总成绩的40%和10%;

  完成期末测试,测试成绩占课程总成绩的50%;

  总评成绩60分以上为合格。


参考资料

1、《结构力学》                      主编: 王重华            

出版社:人民交通出版社

出版时间:1994年

2、《结构力学》                     主编: 龙驭球、包世华    

出版社:人民教育出版社

出版时间:2000年

3、《Structural Mechanics》        主编:Bingchen Zhi (支秉琛)  

出版社:清华大学出版社

出版时间:1996年

4、《工程机械结构力学》    主编:王园园,董谓钊

出版社:中国铁道出版社 

出版时间:1988年