《工程力學(xué)Ⅱ 》課程教學(xué)大綱

工程力學(xué)II課程教學(xué)大綱課程編號(hào)：01120120英文名稱：Engineering Mechanics課程類(lèi)別：必修課課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課授課專業(yè)（考試、考查）：材料物理、材料成型專業(yè)（考試）學(xué)時(shí)：90 學(xué)分：4.5實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：課內(nèi)上機(jī)學(xué)時(shí)：預(yù)修課程：高等數(shù)學(xué)、工程制圖、物理學(xué)。課程內(nèi)容：本課程的主要任務(wù)是使學(xué)生掌握質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系和剛體平衡的基本規(guī)律和分析方法,明確桿件的內(nèi)力、應(yīng)力、應(yīng)變、強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等基本概念，掌握必要的基礎(chǔ)知識(shí)、一定的分析計(jì)算能力和初步的試驗(yàn)?zāi)芰?。為學(xué)習(xí)有關(guān)的后繼課程打好必要的基礎(chǔ)，并為將來(lái)學(xué)習(xí)和掌握新的科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造條件；初步學(xué)會(huì)利用工程力學(xué)的理論和方法分析、解決一些工程實(shí)際問(wèn)題，結(jié)合本課程的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義世界觀。工程力學(xué)課程教學(xué)大綱學(xué)時(shí)數(shù)：90 學(xué)分?jǐn)?shù)：4.5開(kāi)課學(xué)期：第3學(xué)期課程類(lèi)別：必修課課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課一、課程的性質(zhì)和目的工程力學(xué)是高等學(xué)校工學(xué)科類(lèi)本科的一門(mén)重要技術(shù)基礎(chǔ)課。在許多工程技術(shù)領(lǐng)域中有著廣泛的用。本課程的任務(wù)是使學(xué)生對(duì)工程中桿件的平衡，強(qiáng)度，剛度和穩(wěn)定性問(wèn)題具有明確的基本概念，必要的基礎(chǔ)知識(shí)和初步的計(jì)算能力，從而使學(xué)生能對(duì)簡(jiǎn)單工程實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行定性和定量的力學(xué)分析。二. 課程的教學(xué)內(nèi)容第I章、緒論基本內(nèi)容和要求：-了解工程力學(xué)的研究對(duì)象、目的、內(nèi)容：靜力學(xué)和材料力學(xué)；-受力分析，平衡規(guī)律介紹；-內(nèi)力和外力、剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性概念介紹；-了解變形固體的基本假設(shè)，桿件變形的四種基本形式，理解構(gòu)件的承載能力的概念。教學(xué)重點(diǎn)：1、了解內(nèi)力、應(yīng)力和應(yīng)變的概念；2、掌握內(nèi)力的計(jì)算、截面法的概念。教學(xué)難點(diǎn)：截面法的運(yùn)用。第2章、物體的受力分析基本內(nèi)容和要求：-理解靜力學(xué)基本概念和公理；2、理解約束和約束反力概念，掌握常見(jiàn)約束反力的畫(huà)法；3、掌握物體及物體系受力圖的畫(huà)法。教學(xué)重點(diǎn)：約束的性質(zhì)；-物體系受力圖的畫(huà)法。教學(xué)難點(diǎn)：物體系受力圖的畫(huà)法。第3章、基本力系基本內(nèi)容和要求：1、匯交力系合成與平衡的解析法：理解力在直角坐標(biāo)軸上的投影和合力投影定理；2、理解力矩的概念和合力矩定理，理解力偶的概念、性質(zhì)，掌握力偶系的合成與平衡條件。教學(xué)重點(diǎn)：-平衡問(wèn)題的解析法；力矩的計(jì)算和力偶的性質(zhì)。教學(xué)難點(diǎn)：力矩的計(jì)算和力偶的性質(zhì)。第4章、一般力系基本內(nèi)容和要求：-理解力的平移定理，理解平面任意力系的簡(jiǎn)化方法及簡(jiǎn)化結(jié)果；-掌握平面任意力系的平衡方程及應(yīng)用；-了解靜定和超靜定的概念，掌握簡(jiǎn)單物體系統(tǒng)平衡問(wèn)題的解法；-了解考慮摩擦?xí)r平衡問(wèn)題的解法。教學(xué)重點(diǎn)：平面M意力系的平衡方程；-物體系統(tǒng)的平衡分析和計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)：物體系統(tǒng)的平衡。第5章、空間力系基本內(nèi)容和要求：-了解空間任意力系的平衡方程；-了解空間平衡問(wèn)題的解法和思路。教學(xué)重點(diǎn)：空間任意力系的平衡方程。教學(xué)難點(diǎn)：空間力的投影計(jì)算和力矩計(jì)算。第6章、軸向拉伸、壓縮與剪切基本內(nèi)容和要求：-理解軸向拉伸與壓縮的概念，掌握截面法、軸力與軸力圖；-掌握軸向拉伸與壓縮時(shí)的應(yīng)力計(jì)算，掌握橫截面和斜截面上的應(yīng)力計(jì)算，掌握虎克定律；-了解材料在拉壓時(shí)的力學(xué)性能，理解低碳鋼和鑄鐵的力學(xué)性能；-掌握拉壓桿的強(qiáng)度計(jì)算，理解許用應(yīng)力概念，掌握強(qiáng)度條件及其應(yīng)用；-掌握拉伸、壓縮超靜定問(wèn)題的分析思路和方法；-介紹拉壓與剪切應(yīng)變能的計(jì)算和應(yīng)力集中的概念；-理解剪切和擠壓的概念，掌握剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算。教學(xué)重點(diǎn)：軸向拉伸與壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力；-軸向拉伸或壓縮時(shí)的變形；胡克定律。教學(xué)難點(diǎn)：靜不定問(wèn)題及其求解思路和方法.第7章、圓軸扭轉(zhuǎn)基本內(nèi)容和要求：1、理解圓軸扭轉(zhuǎn)的概念，扭矩和扭矩圖，掌握扭矩和扭矩圖的計(jì)算和畫(huà)法;2、掌握?qǐng)A軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的應(yīng)力計(jì)算和強(qiáng)度條件及其應(yīng)用；3、掌握?qǐng)A軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形計(jì)算和剛度條件及其應(yīng)用；-簡(jiǎn)單介紹非圓截面軸扭轉(zhuǎn)及薄壁桿扭轉(zhuǎn)。教學(xué)重點(diǎn)：-圓軸'2轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和強(qiáng)度計(jì)算；2、扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形和剛度計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)：圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的扭矩正負(fù)規(guī)定與應(yīng)力分布規(guī)律。第8章、彎曲內(nèi)力基本內(nèi)容和要求：-理解平面彎曲的概念，掌握剪力和彎矩的計(jì)算、剪力方程和彎矩方程的建立方法；-理解剪力圖和彎矩圖的概念，掌握彎矩、剪力與載荷集度間的關(guān)系，熟練繪制剪力圖和彎矩圖；3、介紹剛架和平面曲桿的內(nèi)力計(jì)算方法和彎矩圖的畫(huà)法。教學(xué)重點(diǎn)：-彎曲鬲剪力和彎矩及其計(jì)算方法；-剪力圖和彎矩圖的畫(huà)法；教學(xué)難點(diǎn)：利用載荷集度、剪力和彎矩間的微分關(guān)系的幾何意義直接繪制剪力圖和彎矩圖。第9章、彎曲應(yīng)力和強(qiáng)度基本內(nèi)容和要求：截面幾何性質(zhì)；-掌握梁彎曲時(shí)橫截面正應(yīng)力分布與計(jì)算，掌握梁的強(qiáng)度條件及其應(yīng)用；-了解橫截面切應(yīng)力計(jì)算方法；-介紹提高彎曲梁強(qiáng)度的措施。教學(xué)重點(diǎn)：梁在純彎曲時(shí)的正應(yīng)力計(jì)算，梁的強(qiáng)度條件及其應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：脆性材料梁彎曲時(shí)危險(xiǎn)截面的判斷和強(qiáng)度分析。第1()章、梁的變形基本內(nèi)容和要求：-掌握撓度和轉(zhuǎn)角的兩種計(jì)算方法：積分法和疊加法；-理解提高彎曲梁強(qiáng)度和剛度的措施；-了解簡(jiǎn)單超靜定梁的分析方法。教學(xué)重點(diǎn)：梁的撓曲線近似微分方程，用積分法、疊加法求梁的撓度和轉(zhuǎn)角。教學(xué)難點(diǎn)：積分法計(jì)算梁撓度時(shí)積分邊界條件的確定。第11章、應(yīng)力和應(yīng)變分析、強(qiáng)度理論基本內(nèi)容和要求：-理解應(yīng)力狀態(tài)、主應(yīng)力和主平面概念；-熟練掌握平面應(yīng)力狀態(tài)下應(yīng)力、應(yīng)變計(jì)算方法，熟練計(jì)算主應(yīng)力；-理解應(yīng)力圓概念和畫(huà)法，掌握三向應(yīng)力狀態(tài)下的最大應(yīng)力計(jì)算方法；-理解廣義虎克定律，E、G、m之間的關(guān)系；-掌握常用的四個(gè)強(qiáng)度理論及其應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)：-應(yīng)力狀態(tài)、主應(yīng)力和主平面的概念，；-主應(yīng)力和最大剪應(yīng)力的解析法計(jì)算；-四種常用強(qiáng)度理論及其應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：應(yīng)力狀態(tài)概念、應(yīng)力圓的概念和畫(huà)法。第12章、組合變形基本內(nèi)容和要求：-理解拉壓與彎曲組合變形概念，理解組合變形研究思路；-掌握拉壓與彎曲組合變形計(jì)算方法，掌握彎扭組合變形計(jì)算方法。教學(xué)重點(diǎn)：彎扭組合時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算問(wèn)題。教學(xué)難點(diǎn)：求解扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合的原理和方法。第13章、壓桿穩(wěn)定基本內(nèi)容和要求：1、壓桿穩(wěn)定性概念，兩端餃支細(xì)長(zhǎng)壓桿臨界載荷的歐拉公式，兩端非釵支細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界載荷；2、長(zhǎng)度系數(shù)與柔度，歐拉公式的應(yīng)用范圍，中柔度桿臨界應(yīng)力的經(jīng)驗(yàn)公式，臨界應(yīng)力總圖；-壓桿穩(wěn)定性計(jì)算，提高壓桿穩(wěn)定性的措施；-介紹提高壓桿穩(wěn)定性的措施。教學(xué)重點(diǎn)：壓桿穩(wěn)定性概念，壓桿臨界力計(jì)算的歐拉公式，壓桿穩(wěn)定性校核。教學(xué)難點(diǎn)：用安全系數(shù)法進(jìn)行壓桿穩(wěn)定性校核。第14章、動(dòng)載荷基本內(nèi)容和要求：-理解動(dòng)載荷的概述；掌握動(dòng)靜法的應(yīng)用，掌握能量法計(jì)算桿件受沖擊時(shí)的應(yīng)力和變形。教學(xué)重點(diǎn)：動(dòng)靜法的應(yīng)用，自由落體沖擊載荷下的動(dòng)應(yīng)力和變形。教學(xué)難點(diǎn)：自由落體沖擊載荷下的動(dòng)應(yīng)力和變形。第15章、交變應(yīng)力與疲勞失效基本內(nèi)容和要求：-理解交變應(yīng)力與疲勞失效的概念；掌握 應(yīng)力比，S-N曲線，持久極限及其影響因素等；-了解提高疲勞強(qiáng)度的主要措施。教學(xué)重點(diǎn)：交變應(yīng)力與疲勞失效的概念，持久極限及其影響因素。教學(xué)難點(diǎn)：用安全系數(shù)法對(duì)構(gòu)件疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。第16章、能量方法基本內(nèi)容和要求：,能量法的概念和分析方法介紹；-桿件應(yīng)變能的計(jì)算，外力功與應(yīng)變能的一般表達(dá)式；-卡氏第二定理，單位載荷法、莫爾積分。教學(xué)重點(diǎn)：應(yīng)變能的概念、卡氏第二定理和單位載荷法。教學(xué)難點(diǎn)：利用單位載荷法計(jì)算結(jié)構(gòu)位移。第17章、超靜定結(jié)構(gòu)基本內(nèi)容和要求：-超靜定結(jié)構(gòu)概述；用力法分析靜不定問(wèn)題（內(nèi)靜不定問(wèn)題和外靜不定問(wèn)題），對(duì)稱與反對(duì)稱靜不定問(wèn)題分析。教學(xué)重點(diǎn)：用力法分析靜不定問(wèn)題。教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)稱與反對(duì)稱靜不定問(wèn)題分析三、課程教學(xué)的基本要求1. 課堂授課教學(xué)方法采用：以課堂教學(xué)為主；安排一定學(xué)時(shí)組織學(xué)生自學(xué)和課堂討論，并至少安排二個(gè)單元課外時(shí)間觀看錄像和多媒體課件。軸向拉壓、圓截面軸的扭轉(zhuǎn)、彎曲正應(yīng)力三個(gè)實(shí)驗(yàn)。2. 作業(yè)方面作業(yè)習(xí)題隨堂布置，習(xí)題數(shù)量隨教學(xué)內(nèi)容而定，定期講解作業(yè)問(wèn)題，以便結(jié)合習(xí)題鞏固和深化所學(xué)內(nèi)容。答疑每周至少一單元時(shí)間。3. 考核方式本課程的考核方式以閉卷考試為主，題型有名詞解釋、填空題、選擇題、判斷題、簡(jiǎn)答題和計(jì)算題等。統(tǒng)一出題，統(tǒng)一閱卷，統(tǒng)一評(píng)分。百分制打分，平時(shí)成績(jī)可占 20% o四、課程學(xué)時(shí)分配講課內(nèi)容學(xué)時(shí)1 緒論22、基本概念、物體的受力分析43、簡(jiǎn)單力系44、平面任意力系85、空間力系26、軸向拉伸、壓縮與剪切1()7、扭轉(zhuǎn)68、彎曲內(nèi)力69、彎曲應(yīng)力和強(qiáng)度1010、彎曲變形411、應(yīng)力和應(yīng)變分析、強(qiáng)度理論812、組合變形413、壓桿穩(wěn)定414、動(dòng)載荷415、交變應(yīng)力216、能量方法417、超靜定結(jié)構(gòu)418、機(jī)動(dòng)4合計(jì)90五、建議教材與教學(xué)參改書(shū)1 .浙江大學(xué).理論力學(xué).高等教育出版社,2005年4月2 .范欽珊，施燮琴，孫汝劫.工程力學(xué).高等教育出版社,2003年8月3 .劉鴻文.材料力學(xué).高等教育出版社，2004年1月4 .馮軍剛，陳滿國(guó)，李軍強(qiáng)，張光偉.理論力學(xué).陜西科學(xué)技術(shù)出版社，制訂者（簽字）：校對(duì)者（簽字）:審定者（簽章）：批準(zhǔn)者（簽章）: