spContent=军队精品课程(2023)、湖南省精品在线开放课程(2018)、线上线下混合式一流课程(2021),由国防科技大学教学名师冯志刚教授主讲,以“让学生建立基本力学概念、初步具有运用工程力学知识对简单工程构件进行分析与设计的能力”为基本理念,注重理论与实验教学相结合,改进现有工程力学教学内容,体现素质教育和创新教育思想。
军队精品课程(2023)、湖南省精品在线开放课程(2018)、线上线下混合式一流课程(2021),由国防科技大学教学名师冯志刚教授主讲,以“让学生建立基本力学概念、初步具有运用工程力学知识对简单工程构件进行分析与设计的能力”为基本理念,注重理论与实验教学相结合,改进现有工程力学教学内容,体现素质教育和创新教育思想。
—— 课程团队
课程概述
工程力学主要研究构件在外力作用下的平衡、变形和破坏的规律,为设计既经济又安全的构件提供必要的理论基础和计算方法。工程力学是高等工科院校航天、航空、机械、材料、建筑、土木、路桥、水利、动力等许多专业的学科基础课,在培养学生的工程素质、分析解决工程实际问题的能力、实验动手和观察能力等方面起着重要的作用。通过本门课程的学习,要求学生对杆件的平衡、强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念、必要的基础理论知识、比较熟练的计算能力、一定的程度分析和实验能力。从而使学生能对简单工程力学问题进行定量与定性分析。
课程设计思路
1.结合相关专业对工程结构初步设计与分析方面的知识需求;
2.参照国外工程力学的先进教学体系,并结合国内有关工程力学教学改革成果;
3.按照“静力学、材料力学性能、应力与应变基本理论、杆件弯曲与扭转、强度与刚度分析、压杆稳定性分析”组织教学。这种课程体系具有力学概念清晰、工程结合紧密、便于学生理解与应用等特点;
4.在教学方面,以理论教学为主,注重讲述基本概念、基本理论和方法,并结合工程实例和案例展开分析。
授课目标
通过本门课程的学习,要求学生:
1. 对工程力学的基本概念和基本分析方法有明确的认识。
2. 具有将杆类构件简化为力学简图的初步能力,并能熟念掌握平面一般力系的平衡方程及其应用。
3. 了解典型工程材料在常温静载下的力学性能、变形和破坏现象以及常用的测定方法;
4. 掌握用截面法分析杆件内力的基本方法。
5. 掌握构件在各种基本变形形式下的应力和变形的理论分析和计算方法。
6. 正确运用强度、刚度条件对构件进行强度、刚度计算。
7. 会用静力、几何和物理三方面条件求解简单超静定问题。
8. 对应力状态理论与强度理论有一定的认识,并能进行组合变形下杆件的强度计算。
9. 能分析简单压杆的临界载荷,并进行稳定性校核等计算。
课程大纲
静力学基础(1学时)
课时目标:掌握静力学概念与公理(1学时)
1、静力学基本概念
2、静力学公理
3、受力分析方法
简单力系(2学时)
课时目标:掌握构件在简单力系作用下的简化方法与平衡条件(2学时)
复杂力系(2学时)
课时目标:掌握构件在任意复杂力系作用下的简化方法与平衡条件(2学时)
材料力学基本假设与基本概念(2学时)
课时目标:掌握变形体基本假设与基本概念(2学时)
1、材料力学基本假设
2、变形、应力应变、截面法、内力、强度、刚度和稳定性等基本力学概念
轴向拉压应力与材料的力学性能(4学时)
课时目标:轴向拉压应力与材料的力学性能(4学时)
1、轴向拉压基本变形的内力
2、轴向拉压基本变形的应力
3、材料的拉伸时的力学性能
4、材料的压缩时的力学性能
5、拉伸强度条件
6、连接件强度实用计算
轴向拉压变形(4学时)
课时目标:掌握轴向拉压基本变形量的分析方法,理解静不定结构特点(4学时)
1、轴向拉压基本变形量分析的几何法
2、轴向拉压基本变形量分析的能量法
3、桁架变形分析
4、静不定结构分析
扭转(2学时)
课时目标:掌握扭转基本变形分析方法(2学时)
1、扭转基本变形概念
2、扭转内力
3、扭转应力与强度条件
4、扭转变形与刚度条件
5、扭转静不定问题
弯曲内力 (4学时)
课时目标:掌握弯曲基本变形内力分析方法(4学时)
1、弯曲基本变形概念
2、弯曲内力方程与内力图
3、弯曲内力五结论
4、刚架与曲杆内力分析
截面几何属性(1.5学时)
课时目标:学会分析截面几何属性,理解其对构件承载能力的影响(1.5学时)
1、截面一次矩
2、截面二次矩
3、平行移轴定理
4、转轴定理
弯曲应力 (4学时)
课时目标:掌握弯曲基本变形应力分析方法 (4学时)
1、纯弯曲
2、弯曲正应力
3、弯曲切应力
4、提高梁弯曲强度的措施
弯曲变形 (4学时)
课时目标:掌握弯曲基本变形量分析方法(4学时)
1、弯曲变形基本物理量
2、积分法
3、叠加法
4、提高梁弯曲刚度的措施
应力应变状态分析 (4学时)
课时目标:掌握复杂情况下的应力应变分析方法 (4学时)
1、应力状态
2、平面应力分析 的解析法
3、平面应力分析 的图解法
4、三维应力分析
5、平面应变状态分析
6、广义胡克定律
7、应变测量方法
8、应变能
强度理论(2学时)
课时目标:掌握四种基本强度理论(2学时)
1、强度理论基本概念
2、第一强度理论
3、第二强度理论
4、第三强度理论
5、第四强度理论
6、受内压圆筒的强度计算
组合变形(3.5学时)
课时目标:掌握组合变形分析方法(3.5学时)
1、组合变形基本概念与基本方法
2、斜弯曲
3、拉压与斜弯曲
4、弯扭组合
5、拉压与弯扭组合
压杆稳定性(4学时)
课时目标:掌握压杆稳定性分析方法(4学时)
1、压杆稳定性基本概念
2、Euler公式
3、临界应力总图
4、稳定安全因素法
5、提高压杆稳定性的措施
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预备知识
参考资料
课程计划学时 :46学时
推荐教材:
常见问题
Q : 工程力学的主要内容是什么?
A : 静力学+材料力学