《工程力学》课程教学大纲
工程力学是机电一体化、机械制造与自动化、过程装备与控制工程等专业的一门理论性较强的重要技术基础课程,在整个教学过程中起着承前启后的任务。
按照专业需要,本课程主要讲授静力学、杆件的变形与强度计算、动载荷、构件的疲劳强度等内容。
学生通过本课程的学习可以处理简单工程实际力学问题。
本课程总计48学时,3学分。
课程的前修课程为高等数学和物理学。
教学大纲
绪论:工程力学的重要地位、研究内容与分析模型、分析方法。
第一部分静力学
1.静力学基础
刚体、力、力系的概念。
静力学基本原理。
约束和约束力基本概念,约束的基本类型。
力矩的概念,合力矩定理,受力图。
2.力系的等效与简化
力系等效与简化的概念。
力偶的概念及其性质。
力向一点平移定理。
平面汇交力系合成的方法。
固定端约束的约束力分析。
3.力系的平衡条件与平衡方程
平面任意力系的平衡条件和平衡方程。
刚体系统的平衡问题,考虑摩擦时的平衡问题,摩擦角和自锁概念。
空间任意力系的简化与平衡条件。
第二部分材料力学
4.材料力学的基本概论
材料力学的任务及研究对象。
关于材料的基本假设。
基本概念:内力、外力、正应力、切应力、正应变、切应变。
5.杆件的内力分析与内力图
基本概念与基本方法。
轴力图与扭矩图。
剪力图与弯矩图。
6.杆件拉伸与压缩时的应力、变形分析与强度设计
拉(压)杆的应力与应变分析。
强度设计:强度校核、尺寸设计、许可载荷。
材料的力学性能基本知识。
集中载荷附近应力分布,应力集中概念。
7. 扭转
扭转的概念和实例。
功率与扭力偶矩的计算。
剪切虎克定律。
剪应力互等定理。
剪切弹性模量。
圆轴扭转时的应力和变形。
圆截面的极惯性矩。
抗扭刚度。
扭转截面系数。
圆轴扭转时的强度条件和刚度条件。
8. 弯曲强度问题
平面弯曲的概念和实例。
惯性矩概念。
移轴及转轴定理。
弯曲时梁的正应力分析。
提高粱弯曲强度的措施。
9. 弯曲刚度问题
梁的变形与位移。
挠度和转角。
梁的挠曲线近似微分方程。
用积分法计算梁的挠度和转角。
用叠加法求梁的位移。
提高梁弯曲刚度的主要措施。
用变形协调法解简单超静不定问题。
10. 应力状态与强度理论
一点处应力状态的概念。
主应力和主平面。
平面应力状态下的应力分析。
复杂应力状态下的最大应力。
强度理论的概念。
四种常用的强度理论简介及应用,相应应力的表达式。
组合变形时的强度计算。
11. 压杆稳定
压杆稳定的概念与实例。
计算细长压杆临界力的欧拉公式。
杆端不同约束的影响,长度系数。
欧拉公式的适用范围。
三种压杆临界应力公式。
压杆的安全因数法稳定性设计,提高压杆稳定性的措施。
专题概述
12. 动载荷与疲劳强度
动载荷基本概念,惯性力与动应力。
旋转构件动应力计算,冲击载荷基本概念及冲击应力计算。
本课程使用教材:《工程力学》,范钦珊主编,清华大学出版社,2005年
参考教材:《工程力学》,单辉祖,谢传锋合编,高等教育出版社,2004年
《工程力学教程》,西南交通大学应用力学与工程系,高等教育出版社,2004年
《理论力学》第六版,哈工大理论力学教研室主编,高等教育出版社出版,2002年
《新编材料力学》,张少实主编,机械工业出版社,2002年
《材料力学》,聂毓琴,孟广伟主编,机械工业出版社,2004年。