《工程力学》教学大纲
The Syllabus of Engineering Material
课程编号：1610302
开课系（部）：能源与环境工程系
授课对象：热能与动力工程
先修要求：《高等数学》、《大学物理》
总学时数：54
学分数：3
一、课程的性质、目的和要求
工程力学是一门研究物体的机械运动以及构件的强度，刚度和稳定性的科学。
它包括理论力学和材料力学两门课程中的有关内容。
它涉及内容是有关力学的基础理论和基本知识，在基础课和专业课之间起桥梁作用，它为专业设备及机器的机械运动分析和强度计算提供必要的理论基础。
目的：
通过本课程的学习，使学生掌握物体问题，初步学会分析、解决一些简单的工程实际问题培养学生解决工程计算中有关强度、刚度和稳定性问题的能力，以及计算能力和实验能力，为工程设计打下必要的基础。
要求：
（1）具有从简单的实际问题中提出理论力学问题并进行分析的初步能力；（2）初步具备计算强度、刚度、稳定性的计算及构件设计的能力；
（3）初步具备合理选材及对常用材料基本力学性能进行测试的能力。
二、教学的基本内容、要求和学时安排
第一章绪论1学时
教学目的：掌握工程力学研究的对象及其在工程技术中的作用,工程力学的研究方法
重点难点：工程力学与其它课程的关系
1.1 工程力学的任务和所研究的问题
1.2 工程力学在本专业中的地位和作用
1.3 工程力学的研究（学习）方法。
第二章静力学的基本概念2学
时
教学目的：掌握力的概念,刚体的概念,平衡的概念,力的可传性,作用与反作用定律,约束和约束反力,分离体和受力图
重点难点：力的有关概念和定理
2.1 力和刚体的概念，平衡的概念
2.2 力的基本性质，约束和约束反力
2.3 分离体和受力图。
第三章平面汇交力学3学时教学目的：掌握平面汇交力系合成的几何法,平面汇交力系平衡的几何条件,三力平衡定理,力的分解,力在直角坐标轴上的投影,合力投影定理,平面汇交力系合成的解析法,平面汇交力系平衡
重点难点：为平面汇交力系的合成与平衡条件
3.1 平面汇交力系合成的几何法，平面汇交力系平衡的几何条件
3.2 三力平衡定理，力的分解
3.3 力在直角坐标轴上的投影，合力投影定理，
3.4 平面汇交力系全盛的解析法，平面汇交力系平衡方法。
第四章力矩和力偶3学时教学目的：掌握力对点的矩,力偶和力偶矩,平面力偶系的合成和平衡条件,力的平移定理
重点难点：力矩与力偶的概念
4.1 力对点的矩
4.2 力偶及其性质
4.3 平面力偶系的平衡条件
4.4 力的平移。
第五章平面一般力系4学时教学目的：掌握平面一般力系向作用面内任意一点简化,平面一般力系简化结果分析,合力矩定理,平面一般力系的平衡条件和平衡方程,物体系的平衡问题,考虑滑动摩擦的平衡问题
重点难点：平面一般力系的简化与平衡条件
5.1 平面一般力系向作用平面内任一点简化
5.2 平面力系简化结果分析
5.3 平面一般力系的平衡条件和平衡议程
5.4 超静定问题的概念
5.5 物系的平衡，有磨擦的平衡问题。
第六章材料力学的基本概念1学
时
教学目的：掌握材料力学的任务,变形固体的性质及基本假设
重点难点：构件及杆件的基本变形形式
6.1 材料力学的任务和研究对象
6.2 变形固体的性质、假设、杆件变形的基本形式。
第七章拉伸与压缩7学时（含实验2学时）教学目的：掌握轴向拉伸和压缩的概念和实例,轴向拉伸与压缩时直杆横截面上的内力和应力,许用应力,强度条件,轴向拉伸或压缩时的变形,拉伸和压缩时材料的力学性能,应力集中的概念,拉伸或压缩超静定问题举例
重点难点：轴向拉伸和压缩的受力特点和变形计算
7.1 轴向拉、压的概念
7.2 直杆横截面上的内办和应力、许用应力
7.3 拉（压）强度条件，轴向拉、压的变形
7.4 拉伸（压缩）时材料性质，温度对材料性质的影响，
7.5 材料的野蛮，就力集中现象的概念
7.6 超大型静定问题的解法。
第八章剪切3学时教学目的：掌握剪切的概念和实例,剪切和挤压的实用计算及强度条件
重点难点：剪切的实用计算方法
8.1 剪切概念
8.2 剪切的挤压的假定计算及强度条件。
第九章扭转7学时（含习题课3学时）教学目的：掌握扭转的概念,外力矩和扭矩计算,扭矩图,纯剪切,剪切虎克定律,圆轴扭转时的应力和变形,圆轴扭转时的强度和刚度条件
重点难点：扭转的受力特点和变形计算
9.1 扭转概念
9.2 外力偶矩和扭矩的计算
9.3 纯剪切概念，剪切虎克定律
9.4 圆轴扭转时的应力和变形，强度条件和刚度条件。
第十章平面弯曲9学时（含习题课2学时、实验2学时）教学目的：掌握平面弯曲的概念,剪力和弯矩,剪力图和弯矩图,纯弯曲梁的正应力计算和强度计算,常用截面的惯性矩计算,梁的挠度和转角.积分法和叠加法
求梁的挠度和转角
重点难点：平面弯曲的内力及应力计算
10.1 弯曲概念和实例，梁支座及其反力
10.2 剪力和弯矩，剪力图和弯矩图
10.3 弯曲时梁的正应力，常用截面的惯矩，平等移轴公式
10.4 弯曲正应力的条件，梁的合理截面，梁的挠度和转角
10.5 用叠加法求梁的变形，梁的刚度校核。
第十一章组合变形时杆件的强度计算8学时（含习题课2）教学目的：掌握组合变形的概念;主轴的概念,斜弯曲的概念;斜弯曲的内力计算;斜弯曲应力的计算;斜弯曲的强度计算;拉压与组合应变的强度计算;偏心载荷引起的拉压与弯曲组合变形的强度计算
重点难点：弯曲与扭转组合变形的强度变形
11.1 组合变形时杆件的强度计算概念
11.2 弯曲与拉（压）的组合，偏心拉（压），扭转和弯曲的概念。
第十二章压杆稳定3学时教学目的：掌握压杆稳定的概念,稳定平衡与不稳定平衡;临界载荷;细长压杆临界载荷的欧拉公式;支撑对压杆临界载荷的影响;长度折算系数;临界应力;柔度,欧拉公式使用范围;中柔杆临界应力的经验公式;临界应力总图;压杆稳定条件的
安全系数发法
重点难点：提高压杆承载能力的措施
12.1 压杆稳定概念
12.2 细长杆的临界载荷---欧拉公式，欧拉公式的适用范围，临界应力公式
12.3 压杆稳定实用计算，压杆的稳定条件，压杆的截面形状和材料的选择第十三章交变应力3学时教学目的：掌握交变应力的类型及其应力比，材料在交变应力作用下的破坏特点。
重点难点：影响疲劳极限的主要因素
13.1 交变应力概念，疲劳破坏现象
13.2 交变应力的循环特征，对称循环构件的持久极限及强度条件
13.3 提高构件持久极限的方法。
三、实践性环节
（一）拉伸与压缩试验
[试验目的和内容]
1、测定低碳钢在拉伸过程中几个主要机械性能指标：弹性模量E、屈服极
限、强度极限、伸长率和断面收缩率，及观察低碳钢试件在拉伸全过程中各种现象。
2、测定铸铁拉伸的强度极限。
3、绘制低碳钢和铸铁的拉伸图（曲线），比较它们的机械性能。
（二）弯曲正应力试验
[试验目的和内容]
1、测定矩形钢梁受纯弯曲时横截面上正应力的大小及其分布规律。
2、了解电测法，初步掌握电阻应变仪的使用方法。
四、教学方法
以课堂教学为主，实验为辅。
强化习题和实验手段，加强对材料测试实际能力的培养，同时加强对理论知识的理解。
五、成绩考核方法
笔试为主，结合平时成绩、实验成绩考核。
六、教材与主要参考书目
(一)教材
韩向东主编，《工程力学》，机械工业出版社
(二) 主要参考书
1.《工程力学》,单辉祖,谢传锋合编,高等教育出版社
2.《工程力学》,银建中主编,大连理工大学出版社
3.吴姜玮,工程力学(英汉对照教辅材料),.上海海事大学内部教材
4.单辉祖谢传峰工程力学(静力学与材料力学)高等教育出版社2004
5.范钦珊工程力学(工程静力学与材料力学),机械工业出版社,2002.
执笔人：黄庆宏
审定人：张钧波。