spContent=工程力学是一门兼顾理论性和应用性的工科专业基础课。本课程的任务是使学生能够解决刚体的静力平衡问题,掌握受力构件变形及其变形过程中构件内部应力的分析和计算方法,掌握构件的强度、刚度和稳定性分析理论在工程设计、事故分析等方面的作用,为经济合理地设计构件提供必要的理论基础和计算方法,并为学好有关的后续课程打好必要的基础。
工程力学是一门兼顾理论性和应用性的工科专业基础课。本课程的任务是使学生能够解决刚体的静力平衡问题,掌握受力构件变形及其变形过程中构件内部应力的分析和计算方法,掌握构件的强度、刚度和稳定性分析理论在工程设计、事故分析等方面的作用,为经济合理地设计构件提供必要的理论基础和计算方法,并为学好有关的后续课程打好必要的基础。
—— 课程团队
课程概述
工程力学课程是给排水科学与工程、材料科学与工程、高分子科学工程、复合材料工程、交通工程、环境科学与工程、纺织工程、服装工程等众多工科专业的专业基础课,在人才培养体系中具备承前启后的桥梁作用。
本门课程在讲授工程力学基本概念、基本原理和基本方法的基础上,通过剖析工程中的基本力学现象、阐述力学理论、分析工程实际问题,使学生具备分析工程问题、抽象力学模型、开展力学计算,初步解决实际工程问题的能力。
工程力学课程可以提高学生对力学知识的掌握程度和应用能力,为后续课程的学习提供必要的基础理论,为盐城工学院培养高素质应用型高级工程技术人才提供保证。
授课目标
1、掌握构件受力分析及静力学平衡的相关知识。
2、掌握内力分析,应力和应变分析,应力应变关系等基础知识。
3、熟练掌握杆件在基本变形时其强度、刚度和稳定性问题的提出与解决方法,初步学会处理变形体力学的基本方法。
4、具有将一般零件、构件简化为力学简图的分析能力。
5、能够正确计算杆件在基本变形和组合变形时的内力、应力、应变与位移,并能熟练地作出内力图。
6、掌握和应用强度、刚度和稳定性公式对杆件进行设计,具有一定的计算能力。
7、对金属材料的力学性能有所了解,学会应力测试基本方法。
成绩 要求
总评成绩以60分为及格,90分为优秀。总评成绩由期末卷面成绩、平时成绩和试验成绩三部分构成,其中,期末成绩占60%,平时成绩占30%,试验成绩占10%。
课程大纲
绪论
课时目标:介绍本课程的性质、目的、任务,本学科的发展简史,本课程的主要学习内容、学习要求和学习方法。
1.1 工程力学的研究对象和任务
1.2 工程力学的地位和作用
静力学基础
课时目标:理解刚体、力和平衡的概念;理解约束与约束力的概念,掌握几种典型的约束和约束力的性质;能够进行受力分析,画受力图。
2.1 静力学的基本概念
2.2 静力学公理
2.3 约束与约束力
2.4 物体的受力分析和受力图
平面力系的简化与平衡
课时目标:理解平面力的投影与分解和平面力对点之矩的概念和计算;理解平面力偶理论和平面力系的简化;了解平面任意力系的简化结果分析;掌握平面力系的平衡问题;掌握物体系统的平衡问题。
3.1 平面汇交力系的简化与平衡
3.2 平面力偶系的简化与平衡
3.3 平面任意力系的简化与平衡
3.4 物体系统的平衡·静定和静不定概念
空间力系的简化与平衡
课时目标:不做要求
4.1 空间力的分解与投影
4.2 力对点之矩和力对轴之矩
4.3 空间力系的简化
4.4 空间力系的平衡
材料力学基础
课时目标:理解可变形固体的概念及其基本假设,了解杆件的基本变形,理解内力、应力、应变的概念。
5.1 材料力学的研究对象和任务
5.2 变形固体及其基本假设
5.3 杆件变形的基本形式
5.4 外力与内力
5.5 正应力与切应力
5.6 正应变与切应变
轴向拉伸与压缩
课时目标:掌握截面法求轴力、绘轴力图的方法;掌握横截面上正应力的计算;理解胡克定律、材料在拉(压)时的力学性能;掌握拉(压)杆的变形计算;理解杆件的强度条件及应用;了解拉(压)杆内的应变能;了解应力集中的概念。
6.1轴向拉伸与压缩的概念和实例
6.2 轴力和轴力图
6.3 轴向拉压杆横截面上的应力●圣维南原理
6.4 轴向拉压杆的变形
6.5 材料在拉伸与压缩时的力学性能
6.6 轴向拉压杆的强度计算
剪切与挤压
课时目标:了解剪切与挤压的概念;掌握连接件的工程实用计算方法。
7.1 剪切与挤压的概念和实例
7.2 剪切与挤压的实用计算
圆轴扭转
课时目标:了解薄壁圆筒扭转时的应力分析;掌握传动轴外力偶矩、扭矩的计算方法以及扭矩图的绘制方法;掌握等直圆杆扭转时应力、变形的计算方法;掌握强度、刚度条件的应用。
8.1 圆轴扭转的概念和实例
8.2 外力偶矩的计算和扭矩
8.3 切应力互等定理与剪切胡克定律
8.4 圆轴扭转时横截面上的应力●强度计算
8.5 圆轴扭转变形与刚度计算
8.6 圆轴受扭破坏分析
梁的平面弯曲——强度计算
课时目标:了解平面弯曲的概念及梁的计算简图的简化;掌握梁剪力、弯矩的计算,熟练绘制剪力图、弯矩图;能应用弯矩、剪力、分布载荷微分关系绘制剪力图、弯矩图;了解应用叠加原理绘弯矩图的方法;掌握静矩和形心的计算;掌握惯性矩、惯性积的定义和计算;掌握惯性矩、惯性积的平行移轴公式;了解形心主惯性矩和形心主惯性轴的概念;掌握梁横截面上正应力计算,切应力计算;掌握梁弯曲时正应力强度条件;了解梁的合理设计方法。
9.1 梁弯曲的概念与计算简图
9.2 梁的内力与内力方程
9.3 梁的内力图●剪力图和弯矩图
9.4 截面的几何性质
9.5 梁平面弯曲时横截面上的正应力●正应力强度计算
9.6 梁平面弯曲时横截面上的切应力●切应力强度计算
9.7 提高梁强度的措施
梁的平面弯曲——刚度计算
课时目标:掌握应用积分法求梁的转角及位移;了解应用叠加法求梁的转角及位移;掌握梁的刚度校核。
10.1 梁的变形与位移的概念
10.2 挠曲线近似微分方程
10.3 用积分法求梁的位移
10.4 用叠加法求梁的位移
10.5 梁的刚度计算
10.6 提高梁刚度的措施
组合变形
课时目标:掌握拉(压)弯组合变形的强度计算。
11.1 组合变形的概念和实例
11.2 杆件轴向拉(压)与弯曲组合变形时的强度计算
11.3 梁斜弯曲时的强度计算
11.4 平面应力状态应力分析
11.5 广义胡克定律
11.6 强度理论和相当应力
11.7 圆轴弯扭组合变形时的强度计算
压杆稳定
课时目标:掌握临界力计算公式;了解欧拉公式的应用范围、临界应力总图;熟悉压杆的稳定性校核方法。
12.1 压杆稳定的概念
12.2 两端铰支细长中心压杆的临界力
12.3 其他杆端约束条件下细长中心压杆的临界力
12.4 欧拉公式的适用范围与经验公式
12.5 压杆稳定计算与提高压杆稳定性的措施
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预备知识
参考资料
佘斌, 孔海陵. 工程力学(第2版). 高等教育出版社, 2023.11
孔海陵. 工程力学习题册. 电子科技大学出版社, 2025.01
佘斌等. 工程力学. 机械工业出版社,2011.8
严圣平等. 工程力学(第2版). 高等教育出版社,2018.12