一、 课程基本信息
课程代码:A03010055
课程名称:工程力学1
课程性质:专业必修课
适用专业:园林设计、物流工程、木材科学与工程
开课学期:春季学期、秋季学期
总 学 时:80学时
总 学 分:5.0学分
预修课程:高等数学、线性代数
课程简介:《工程力学》是由基础理论课过渡到工程实际的一门专业基础课。它的任务是研究简单机构的受力分析以及工程构件的强度、刚度和稳定性计算,为工程实际问题提供力学理论基础,是工科学生的重要专业基础课。
推荐教材:
单祖辉、谢传锋合编.《工程力学》,高等教育出版社。
参考书目:
[1] 哈尔滨工业大学理论力学教研室. 理论力学[M]. 高等教育出版社,2002年第六版;
[2] 孙训芳等. 材料力学[M]. 高等教育出版社;
[3] 刘鸿文等. 材料力学[M]. 高等教育出版社。
二、 课程总目标
工程力学是一门重要的技术基础课,它包括理论力学的静力学部分和材料力学。它是各门力学课程的基础,并在许多工程技术领域中有着广泛的应用。理论力学的任务是使学生掌握质点、质点系和刚体机械运动(包括平衡)的基本规律和研究方法。使学生初步学会应用理论力学的理论和分析方法、解决一些简单的工程实际问题:通过材料力学的学习,要求学生掌握构件的强度、刚度及稳定性的计算方法,掌握材料力学的基本概念及理论,为学生学习相关后继课程打好必要的基础,通过对本门课程的学习,培养学生的辩证唯物主义世界观及独立分析、解决问题的能力。
三、理论教学内容与目标
1.静力学基本概念与物体受力分析(8学时):
明确理论力学的研究对象和内容;掌握静力学公理;掌握约束和物体的受力分析。
2.汇交力系(4学时):
掌握汇交力系合成的几何法、解析法;掌握汇交力系的平衡条件。
3. 力偶系(4学时):
明确握力对点之矩、力对轴之矩、力偶矩矢概念及计算;掌握力偶的等效条件和性质;掌握力偶系的合成与平衡条件。
4. 平面任意力系(6学时):
掌握平面任意力系的简化及平衡;掌握物体系的平衡。
5. 空间任意力系(2学时):
掌握空间任意力系的简化和平衡方程。
6. 静力学专题(6学时):
掌握平面简单桁架的内力计算;掌握滑动摩擦,了解摩擦角和自锁现象,了解滚动摩阻的概念;掌握考虑摩擦时物体的平衡问题;掌握重心的计算。
7. 材料力学绪论(2学时):
明确材料力学的任务和基本假设;掌握应力与应变的概念;了解杆件变形的基本形式。
8. 轴向拉伸与压缩(8学时):
理解轴向拉伸和压缩时的重要概念:内力、应力、变形和应变、变形能;胡克定律、材料的力学性能;轴向拉伸和压缩构件的强度条件;初步掌握拉压超静定问题的特点及解法。
9. 扭转(6学时):
掌握外力偶矩的计算、扭矩及扭矩图;掌握圆轴扭转时剪应力公式、变形公式、强度条件、刚度条件。
10. 弯曲内力(8学时):
掌握弯曲内力——剪力和弯矩及画剪力、弯矩图。
11. 弯曲应力(6学时):
弯曲变形时梁横截面上正应力公式、强度计算;斜弯曲、弯拉(压)组合。
12. 弯曲变形(6学时):
了解弯曲变形,横截面的挠度、转角及挠曲线等基本概念;掌握积分法,叠加法计算梁的变形,梁的刚度校核;掌握简单超静定梁计算。
13. 应力状态及应变状态分析(6学时):
掌握平面应力状态分析的解析法;计算简单三向应力状态下的主应力;掌握广义虎克定律。
14. 复杂应力状态强度问题(4学时):
常用的强度理论计算复杂应力状态的强度问题;弯扭组合、弯拉(压)组合的强度计算。
15. 压杆稳定(4学时):
掌握稳定性的概念,了解细长压杆临界压力的欧拉公式推导过程;欧拉公式的适用范围,临界应力总图,重点掌握利用欧拉公式、经验公式进行压杆的稳定计算;理解受压杆件的合理设计。
16. 疲劳强度问题(2学时):
掌握循环应力和疲劳破坏的概念,疲劳极限;理解影响疲劳极限的因素和提高构件疲劳强度的措施。
四、实践教学内容与目标
1.实验设备操作练习(2学时):
了解液压试验机引伸仪的工作原理及使用方法。
2.材料拉伸、压缩时的力学性能测试(2学时):
了解脆性材料、塑性材料拉伸与压缩时的应力应变关系;测定塑性材料的。
3. 圆轴扭转试验(2学时):
了解材料扭转时力与变形之间的关系,测定塑性材料的与脆性材料的值。
4. 梁弯曲应力电测试验(2学时):
熟悉电测法,测定梁弯曲时的正应力及分布规律,验证弯曲正应力理论公式。
五、教学指南
课堂理论教学重点、难点内容:受力分析,平面任意力系,弯曲内力和内力图,扭转,应力状态及应变状态分析,压杆稳定。
实验是工程力学的重要一环。本课程开设的四个实验都是最基本的,学生应能独立完成。
六、作业
一定数量的例题和课外练习,不仅能加深学生对基本理论的理解,更能使学生了解并掌握分析、计算和求解问题的基本方法。为达到基本要求,课外习题总数以不少于30题为宜。其中应包含概念题、基本运算题。
七、考核方式
本课程考试一般采取闭卷考试的考核方式。
八、成绩评定
考试总成绩=考试成绩(70%)+出勤考核(10%)+平时作业(20%)
执笔人: 李敏
审定人: 丁科