輸電線路力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱

輸電線路力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱課程中文名稱：輸電線路力學(xué)基礎(chǔ)課程英文名稱：EngineeringMechanicsofTransmissionLine課程編號：C1338 應(yīng)開課學(xué)期：4學(xué)時(shí)數(shù)：64 學(xué)分?jǐn)?shù)：4適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化（輸電線路工程方向）（卓越計(jì)劃）課程類型：專業(yè)核心課程/必修先修課程：高等數(shù)學(xué)Ⅰ、線性代數(shù)Ⅰ、大學(xué)物理Ⅰ一、課程性質(zhì)本課程是電氣工程及其自動(dòng)化（輸電線路工程方向）（卓越計(jì)劃）的專業(yè)核心課程，是各門力學(xué)課程及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類課程的基礎(chǔ)。具有理論嚴(yán)密、邏輯性強(qiáng)的特點(diǎn)，對培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力，樹立理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)作風(fēng)和提高學(xué)生分析問題解決問題的能力，都有重要的作用。二、課程目標(biāo)課程教學(xué)目標(biāo)是：通過理論力學(xué)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系和剛體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律和研究方法。使學(xué)生初步學(xué)會(huì)應(yīng)用理論力學(xué)的理論和分析方法，解決一些簡單的工程實(shí)際問題；通過材料力學(xué)的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性的計(jì)算方法；通過結(jié)構(gòu)力學(xué)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握平面構(gòu)件結(jié)構(gòu)分析計(jì)算的基本概念、基本原理和基本方法，了解各類結(jié)構(gòu)的受力性能，為學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程以及進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和科學(xué)研究打好力學(xué)基礎(chǔ)。三、支撐的畢業(yè)要求課程對畢業(yè)要求的支撐課程教學(xué)目標(biāo)、達(dá)成途徑1.工程知識(shí)：具有從事輸電線路工程工作所需的相關(guān)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)以及經(jīng)濟(jì)和管理知識(shí)，掌握輸電線路工程專業(yè)的基本理論知識(shí)；教學(xué)目標(biāo)：通過本課程的教學(xué)，學(xué)生應(yīng)能從簡單機(jī)構(gòu)或結(jié)構(gòu)中選取分離體，畫出受力圖。能對構(gòu)件進(jìn)行靜力分析，并能正確確定約束力。能正確應(yīng)用截面法確定內(nèi)力，并繪制簡單內(nèi)力圖。正確掌握應(yīng)力、應(yīng)力狀態(tài)、變形、位移、應(yīng)變、強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等基本概念，并能正確應(yīng)用各種基本公式。掌握桿件結(jié)構(gòu)的計(jì)算原理和方法。達(dá)成途徑：課堂講解；課堂提問和討論；學(xué)生自習(xí)；學(xué)生作業(yè)。4.設(shè)計(jì)與分析：具備設(shè)計(jì)針對輸電線路工程問題的解決方案能力，并能使用各種工具對方案進(jìn)行分析與模擬；教學(xué)目標(biāo)：通過本課程的教學(xué)，學(xué)生應(yīng)能對復(fù)雜的工程力學(xué)問題建立力學(xué)模型，畫出受力圖。能對構(gòu)件進(jìn)行力學(xué)分析。正確掌握應(yīng)力、應(yīng)力狀態(tài)、變形、位移、應(yīng)變、強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等基本概念，并能正確應(yīng)用各種基本公式。能分析和解決簡單受力構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性問題掌握復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下構(gòu)件強(qiáng)度基本理論。掌握桿件結(jié)構(gòu)的計(jì)算原理和方法，培養(yǎng)分析與解決工程實(shí)際中桿系結(jié)構(gòu)力學(xué)問題的能力。能夠?qū)﹁F塔結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)問題，建立計(jì)算模型，進(jìn)行計(jì)算分析。達(dá)成途徑：課堂講解；專題討論；學(xué)生自習(xí)。四、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)安排和基本要求工程力學(xué)部分：第一章靜力學(xué)的基本概念受力圖（3學(xué)時(shí)）（1）了解力的概念，力的運(yùn)動(dòng)效應(yīng)與變形效應(yīng)。了解剛體與變形體，加減平衡力系原理，力的可傳性及限制；（2）了解平衡的概念：二力構(gòu)件與二力平衡條件，三力平衡條件；（3）掌握約束的概念與約束力分析：幾種典型約束及相應(yīng)的約束力；（4）掌握靜力分析的基本方法：分離體與受力圖。重點(diǎn)難點(diǎn)：分離體的選取，典型約束和約束反力。第二章平面匯交力系（2學(xué)時(shí)）（1）了解平面匯交力系合成的幾何法與平衡的幾何條件。（2）掌握平面匯交力系合成的解析法、平衡方程及其應(yīng)用。重點(diǎn)：平面匯交力系合成的解析法、平衡方程及其應(yīng)用。第三章力矩平面力偶系（3學(xué)時(shí)）（1）了解力對點(diǎn)之距、力偶和力偶矩的基本概念；（2）掌握力偶的等效、力偶系的合成和平衡條件。重點(diǎn)：力偶的等效、力偶系的合成和平衡條件。難點(diǎn)：利用力偶平衡條件解題，約束反力方向的確定。第四章平面一般力系（4學(xué)時(shí)）（1）理解力的平移定理。（2）理解平面任意力系的簡化及簡化結(jié)果。（3）掌握平面任意力系的平衡方程及應(yīng)用。（4）掌握簡單物體系統(tǒng)平衡問題的解法，熟悉簡單平面桁架的內(nèi)力計(jì)算。重點(diǎn)：力線平移定理；求解平衡問題的方法步驟；平衡條件與平衡方程；靈活求解物系的平衡問題。難點(diǎn)：靈活求解物系的平衡問題。第五章摩擦（3學(xué)時(shí)）（1）掌握靜滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算，考慮摩擦的平衡問題計(jì)算；（2）理解摩擦角及自鎖的概念。重點(diǎn)：考慮摩擦的平衡問題計(jì)算；摩擦角及自鎖的概念。難點(diǎn)：考慮摩擦的平衡問題計(jì)算。第六章空間力系重心（2學(xué)時(shí)）（1）理解力在空間坐標(biāo)軸上的投影，力對軸之矩。（2）掌握空間力系的平衡方程及其應(yīng)用。了解重心的概念。第七章緒論（3學(xué)時(shí)）（1）了解強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的基本概念；（2）理解變形固體的基本假設(shè)；了解構(gòu)件四種基本變形形式。重點(diǎn)：變形固體的基本假設(shè)。第八章軸向拉伸和壓縮（3學(xué)時(shí)）（1）理解軸向拉伸與壓縮的概念，許用應(yīng)力概念，低碳鋼和鑄鐵的力學(xué)性能；（2）掌握截面法、軸力與軸力圖，橫截面和斜截面上的應(yīng)力計(jì)算；（3）掌握虎克定律的應(yīng)用，強(qiáng)度條件及其應(yīng)用，一次靜不定問題的求解。重點(diǎn)：截面法，軸力圖的畫法，強(qiáng)度條件及其應(yīng)用。難點(diǎn)：超靜定問題的求解。第九章剪切（2學(xué)時(shí)）（1）了解剪切、擠壓概念。（2）掌握剪切面積，有效擠壓面積及剪應(yīng)力、擠壓應(yīng)力計(jì)算。會(huì)設(shè)計(jì)連接件尺寸與強(qiáng)度校核。重點(diǎn)：剪應(yīng)力、擠壓應(yīng)力計(jì)算。難點(diǎn)：剪應(yīng)力、擠壓應(yīng)力計(jì)算。第十章扭轉(zhuǎn)（3學(xué)時(shí)）（1）了解純剪切變形、剪應(yīng)變、剪應(yīng)力互等定理及剪切胡克定律；（2）了解圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的內(nèi)力分析，圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和強(qiáng)度、剛度計(jì)算。重點(diǎn)：圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和強(qiáng)度、剛度計(jì)算。第十一章彎曲內(nèi)力（3學(xué)時(shí)）（1）了解彎曲變形的基本概念，（2）掌握剪力和彎矩的計(jì)算及剪力圖和彎矩圖的畫法。重點(diǎn)：剪力圖和彎矩圖的畫法。難點(diǎn)：剪力圖和彎矩圖的畫法。第十二章彎曲應(yīng)力（3學(xué)時(shí)）（1）了解構(gòu)件彎曲變形，橫截面上正應(yīng)力、剪應(yīng)力的分布規(guī)律。（2）掌握慣性矩的計(jì)算，平行移軸公式的應(yīng)用，構(gòu)件彎曲變形時(shí)橫截面上正應(yīng)力與剪應(yīng)力的計(jì)算方法及強(qiáng)度條件。重點(diǎn)：梁彎曲時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算。難點(diǎn)：組合截面慣性矩的計(jì)算。第十三章彎曲變形（3學(xué)時(shí)）了解彎曲變形，橫截面的撓度、轉(zhuǎn)角及撓曲線等基本概念。掌握積分法，疊加法計(jì)算梁的變形，梁的剛度校核，簡單超靜定梁計(jì)算。重點(diǎn)：疊加法求梁的變形，梁的剛度校核。第十四章應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論（3學(xué)時(shí)）（1）理解應(yīng)力狀態(tài)概念，主應(yīng)力和主平面；（2）掌握用解析法分析平面應(yīng)力狀態(tài)下一點(diǎn)處的應(yīng)力，主應(yīng)力和最大剪應(yīng)力表達(dá)式，常用的四種強(qiáng)度理論；（3）了解廣義虎克定律。重點(diǎn)：主平面、主應(yīng)力的概念，解析法分析平面應(yīng)力狀態(tài)下一點(diǎn)處的應(yīng)力，四種強(qiáng)度理論的應(yīng)用。難點(diǎn)：平面應(yīng)力狀態(tài)的分析，強(qiáng)度理論的應(yīng)用。結(jié)構(gòu)力學(xué)部分：緒論（2學(xué)時(shí)）（1）了解結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對象和基本內(nèi)容；（2）了解荷載的分類；（3）掌握計(jì)算簡圖的繪制原則，掌握簡圖的簡化要點(diǎn)；（4）了解支座和結(jié)點(diǎn)的類型，熟悉結(jié)構(gòu)的分類。重點(diǎn)難點(diǎn)：計(jì)算簡圖的簡化要點(diǎn)第一章平面體系的機(jī)動(dòng)分析（3學(xué)時(shí)）（1）理解幾何組成分析的目的，分清幾何不變體系和幾何可變體系；掌握自由度和聯(lián)系的概念；（2）熟練掌握平面幾何不變體系的基本組成規(guī)則及其應(yīng)用；正確、靈活地運(yùn)用基本規(guī)則對一般體系進(jìn)行幾何構(gòu)造分析；（3）了解瞬變體系的概念；理解體系的幾何組成與靜定性的關(guān)系。重點(diǎn)難點(diǎn)：平面幾何不變體系的基本組成規(guī)則及其應(yīng)用第二章靜定梁與靜定剛架（3學(xué)時(shí)）（1）熟練掌握單跨靜定梁及多跨靜定梁的內(nèi)力計(jì)算；（2）理解靜定平面剛架的特點(diǎn)和形式；（3）掌握靜定剛架彎矩圖的繪制。重點(diǎn)難點(diǎn)：單跨靜定梁的內(nèi)力計(jì)算。第三章靜定拱（2學(xué)時(shí)）（1）了解靜定拱的組成；（2）掌握三鉸拱的支座反力及截面內(nèi)力的計(jì)算；（3）了解拱的合理拱軸線概念。重點(diǎn)難點(diǎn)：三鉸拱的支座反力及截面內(nèi)力的計(jì)算。第四章靜定平面桁架（2學(xué)時(shí)）（1）理解桁架的特點(diǎn)和組成分類；（2）掌握平面桁架的內(nèi)力計(jì)算，結(jié)點(diǎn)法及截面法；（3）了解截面法和結(jié)點(diǎn)法計(jì)算技巧，解決復(fù)雜桁架結(jié)構(gòu)。重點(diǎn)難點(diǎn)：結(jié)點(diǎn)法及截面法計(jì)算平面桁架的內(nèi)力。第五章結(jié)構(gòu)位移計(jì)算（4學(xué)時(shí)）（1）了解位移計(jì)算目的，虛功原理的內(nèi)容及應(yīng)用；（2）理解位移計(jì)算的一般公式；（3）掌握靜定位移計(jì)算的方法，圖乘法；（4）了解在支座移動(dòng)下位移計(jì)算。重點(diǎn)難點(diǎn)：圖乘法計(jì)算靜定結(jié)構(gòu)的位移。第六章力法（4學(xué)時(shí)）（1）了解超靜定結(jié)構(gòu)；（2）掌握力法的基本未知量和基本體系、基本方程；（3）理解結(jié)構(gòu)的對稱性，能利用對稱性對力法簡化計(jì)算。重點(diǎn)難點(diǎn)：力法的基本體系、基本方程的建立及求解。第七章位移法（4學(xué)時(shí)）（1）掌握位移法的基本概念；（2）理解位移法的基本原理和剛架在荷載作用下的計(jì)算；（3）理解等截面桿件的轉(zhuǎn)角位移方程。重點(diǎn)難點(diǎn)：位移法的基本原理。五、課程的其它教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)平時(shí)作業(yè)每4學(xué)時(shí)布置教材中作業(yè)2-4題課后完成課堂提問和討論每次上課均就以前和當(dāng)前授課內(nèi)容向個(gè)體學(xué)生提問，并根據(jù)學(xué)生回答問題情況開展課堂討論。記錄學(xué)生回答問題和討論情況，作為平時(shí)成績的依據(jù)之一。隨堂專題要求學(xué)生針對輸電線路工程中某一結(jié)構(gòu)問題進(jìn)行力學(xué)建模，計(jì)算分析。課后完成六、教學(xué)方法與手段本課程教學(xué)采用講授、多媒體教學(xué)、課堂提問和討論等教學(xué)方法與手段。七、推薦教材和教學(xué)參考資源教材：[1]西南交通大學(xué)應(yīng)用力學(xué)與工程系.工程力學(xué)教程.北京：高等教育出版社，2009[2]