《工程力學(xué)》課程教學(xué)大綱

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英文名稱：EngineeringMechanics課程編碼：081720014總學(xué)時：48實驗學(xué)時：6學(xué)分：3適用對象：水文與水資源工程先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理大綱主撰人：大綱審核人：一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)：工程力學(xué)是變形固體力學(xué)的主干課程，是水文與水資源工程專業(yè)專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。本課程的教學(xué)目的和任務(wù)是：通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生掌握工程結(jié)構(gòu)中桿件的強度、剛度和穩(wěn)定性的基本概念和計算方法，培養(yǎng)學(xué)生對桿件進行力學(xué)分析計算和設(shè)計的能力，同時通過實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作、實驗據(jù)分析和總結(jié)的能力，使學(xué)生獲得一些最基本的科研和創(chuàng)新能力;為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程和解決生產(chǎn)實踐中的工程力學(xué)問題打好基礎(chǔ)。二、教學(xué)內(nèi)容及要求1．靜力學(xué)公理和物體的受力分析理解靜力學(xué)基本概念和靜力學(xué)公理；熟練掌握約束的性質(zhì)和約束反力的畫法；掌握物體的受力分析與受力圖的畫法。重點：物體的受力分析與受力圖的畫法。難點：約束的性質(zhì)和約束反力的畫法。2．平面力系掌握平面匯交力系、平面力偶系、平面一般力系、平面平行力系的簡化與合成的基本方法；能熟練計算力系的主矢和主矩、力在軸上的投影和力對軸的矩；能熟練應(yīng)用平面匯交力系、平面力偶系、平面一般力系、平面平行力系的平衡條件和平衡方程求解剛體和剛體系統(tǒng)的平衡問題；能夠分析考慮摩擦?xí)r剛體或剛體系的平衡問題。重點：應(yīng)用平面匯交力系、平面力偶系、平面一般力系、平面平行力系的平衡條件和平衡方程求解剛體和剛體系統(tǒng)的平衡問題。難點：考慮摩擦?xí)r剛體或剛體系的平衡問題。3．材料力學(xué)基本概念了解材料力學(xué)的任務(wù)；理解可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)；了解材料力學(xué)主要研究對象的幾何特征；熟悉桿件變形的基本形式。重點：材料力學(xué)研究對象和任務(wù)。難點：可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)。4．軸向拉伸與壓縮理解軸向拉伸和壓縮的概念；熟練掌握內(nèi)力的概念和用截面法求軸力及作軸力圖的方法；熟練掌握求拉（壓）桿橫截面及斜截面上的應(yīng)力的方法；熟練掌握求拉（壓）桿的變形的胡克定律；理解拉（壓）桿內(nèi)的變形能的概念；掌握低碳鋼、灰口鑄鐵拉伸（壓縮）試驗方法；熟練掌握應(yīng)用強度條件對拉（壓）桿進行強度計算的方法；理解拉壓超靜定問題解法；了解應(yīng)力集中的概念；熟練掌握普通螺栓、鉚釘拉（壓）連接的剪切、擠壓和實用計算。重點：低碳鋼拉伸實驗方法;軸向拉壓桿強度、剛度計算問題；普通螺栓、鉚釘拉壓連接的剪切、擠壓和主板受拉實用計算。難點：單向拉壓桿超靜定問題解法,擠壓面積的確定；單剪、雙剪的概念。5．截面的幾何性質(zhì)理解截面的靜矩、極慣矩、慣性矩、慣性積的概念；熟練掌握由截面的靜矩求形心的方法；熟練掌握矩形、圓形、圓環(huán)形截面慣性矩、極慣矩計算方法；掌握用慣性矩平行移軸公式求組合平面慣性矩。重點：極慣矩，慣性矩，平行移軸公式。難點：組合截面慣性矩。6．扭轉(zhuǎn)掌握求外力偶矩、扭矩和作扭矩圖的方法；熟練掌握求等直圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力、變形和強度、剛度的計算方法。重點：實心和空心圓桿強度、剛度計算方法。難點：圓桿扭轉(zhuǎn)橫截面上剪應(yīng)力的計算公式的推導(dǎo)。7．彎曲內(nèi)力理解平面彎曲、剪力、彎矩的概念；掌握用列方程法作梁的剪力圖、彎矩圖；理解彎矩、剪力、分布荷載集度間的關(guān)系；掌握疊加法作彎矩圖；熟練掌握控制截面法作梁的剪力圖、彎矩圖。重點：列方程方法作剪力圖和彎矩圖；控制截面法作梁的剪力、彎矩圖。難點：應(yīng)用剪力、彎矩計算規(guī)則時，外力在截面上產(chǎn)生的剪力、彎矩正負號取值問題。8．彎曲應(yīng)力理解純彎曲橫截面上的應(yīng)力的推導(dǎo)過程；熟練掌握橫力彎曲梁的正應(yīng)力及正應(yīng)力強度計算方法；熟練掌握橫力彎曲梁的彎曲正應(yīng)力及剪應(yīng)力強度計算方法；理解梁的合理設(shè)計的概念。重點：梁正應(yīng)力強度條件及應(yīng)用。難點：空心圓截面、箱形、組合工字形、T形截面抗彎截面模量的計算；梁橫截面上剪應(yīng)力的計算公式中面積矩的計算。9．梁彎曲時的位移理解梁的位移、撓度和轉(zhuǎn)角的概念；熟練掌握用積分法求簡單荷載作用下單跨梁的撓度和轉(zhuǎn)角的計算方法；理解計算梁的撓度和轉(zhuǎn)角的疊加法；掌握梁的剛度條件計算方法；理解提高梁剛度的措施。重點：求梁撓度、轉(zhuǎn)角的積分法難點：疊加法10．拉(壓)彎組合變形理解兩相互垂直平面內(nèi)的彎曲、拉(壓)彎組合、偏心拉(壓)和截面核心的概念。本章重點：拉伸(壓縮)與彎曲;偏心壓縮(拉伸)的強度計算方法。本章難點：截面核心。11．壓桿穩(wěn)定理解壓桿穩(wěn)定、臨界力、長度系數(shù)和穩(wěn)定系數(shù)的概念；熟練掌握細長中心受壓直桿臨界力的歐拉公式和穩(wěn)定計算方法；掌握中柔度、小柔度中心受壓直桿臨界力公式和穩(wěn)定計算方法。本章重點：大柔度桿、中柔度桿和小柔度桿的判別方法及其臨界荷載計算方法;壓桿穩(wěn)定校核與設(shè)計方法。本章難點：大柔度桿、中柔度桿和小柔度桿的判別方法。三、實驗1、實驗項目一覽表序號實驗項目名稱學(xué)時實驗類別實驗要求1拉伸實驗2技術(shù)基礎(chǔ)必修2壓縮實驗2技術(shù)基礎(chǔ)必修3彎曲正應(yīng)力測定實驗2技術(shù)基礎(chǔ)必修2、實驗項目目的和要求：[1]拉伸試驗(1)觀察低碳鋼(Q235鋼)和鑄鐵在拉伸試驗中的各種現(xiàn)象。(2)測繪低碳鋼和鑄鐵試件的載荷―變形曲線(F―Δl曲線)及應(yīng)力―應(yīng)變曲線(―曲線)。(3)測定低碳鋼拉伸時的比例極限，屈服極限、強度極限、伸長率、斷面收縮率和鑄鐵拉伸時的強度極限。(4)測定低碳鋼的彈性模量E。(5)觀察低碳鋼在拉伸強化階段的卸載規(guī)律及冷作硬化現(xiàn)象。(6)比較低碳鋼(塑性材料)和鑄鐵(脆性材料)的拉伸力學(xué)性能。[2]壓縮試驗(1)測定低碳鋼的壓縮屈服點和鑄鐵的抗壓強度。(2)觀察鑄鐵試樣的破壞斷口，分析破壞原因。(3)分析比較兩種材料拉伸和壓縮性質(zhì)的異同。[3]彎曲正應(yīng)力電測實驗(1)習(xí)使用應(yīng)變片和電阻應(yīng)變儀測定靜態(tài)應(yīng)力的基本原理和方法。(2)用電測法測定純彎曲鋼梁橫截面不同位置的正應(yīng)力。(3)繪制正應(yīng)力沿其橫截面高度的的分布圖，觀察正應(yīng)變（正應(yīng)力）分布規(guī)律，驗證純彎曲梁的正應(yīng)力計算公式。3.考核方式:實驗課做實驗,實驗后寫實驗報告.四、學(xué)時分配課程總學(xué)時為48，其中理論學(xué)時42，實驗學(xué)時6序號內(nèi)容講課實驗課實踐課總學(xué)時1第1章靜力學(xué)公理和物體的受力分析442第2章平面力系663第4章材料力學(xué)的任務(wù)和基本概念224第5章軸向拉伸、壓縮與剪切84125第6章截面的幾何性質(zhì)226第7章扭轉(zhuǎn)447第8章彎曲內(nèi)力6288第9章彎曲應(yīng)力449第10章彎曲變形2211第12章拉(壓)彎組合變形2212第13章壓桿穩(wěn)定22共計=SUM(ABOVE)42648五、推薦教材及參考書（1）教材：、龔良貴主編工程力學(xué)，浙江大學(xué)出版社，2014（2）實驗指導(dǎo)書：《材料力學(xué)與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新實驗教程》徐斌主編浙江大學(xué)出版社2014（3）參考書目：