“薄壁桿件結構力學”教學大綱

課程教學大綱

“薄壁桿件結構力學”教學大綱

一、大綱說明

本大綱根據工程力學專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學對象

工程力學專業(yè)三年級本科學生。

（二）課程性質及教學目的與要求

1．課程性質：專業(yè)技術課、選修課。

2．教學目的與要求：

本課程是工程力學專業(yè)的專業(yè)技術課、選修。

通過學習薄壁結構力學課程，使學生更深入、全面地了解桿件彎曲、扭轉問題的特征，掌握分析薄壁桿件問題的一般方法，特別是約束扭轉問題的分析方法。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．先修課程：高等數學、理論力學、材料力學、結構力學、彈性力學等。

2．后續(xù)課程：橋梁工程、復合材料力學、斷裂力學等。

（四）教學方式與重點和難點

1．教學方式：

以課堂講授為主，以課堂討論、學生自學、撰寫讀書報告和小論文為輔。

2．重點內容：

薄壁桿件彎曲的正應力、剪應力及彎曲中心；開口與閉口薄壁桿件自由扭轉；斷面的扇性幾何性質；約束扭轉雙力矩，扭轉中心；約束扭轉時的翹曲應力。

3．難點內容：

斷面的扇性幾何性質；彎曲中心與扭轉中心；約束扭轉雙力矩；約束扭轉時的翹曲應力。

（五）考核方式

考查：從大作業(yè)、讀書報告、小論文及聽課情況等方面進行綜合考查。

二、教學內容

（一）引論

概述；薄壁桿件的定義；薄壁桿件彎曲時應力的一般公式；彎曲中心的計算公式；例題。

（二）自由扭轉

自由扭轉的基本方程式；扭轉問題的薄膜比擬；開口薄壁桿件的自由扭轉；閉口薄壁桿件的自由扭轉；開口與閉口薄壁桿件扭轉的比較；開口與閉口組合截面桿件的扭轉。

（三）開口薄壁桿件的約束扭轉

變形幾何分析和斷面的扇性幾何性質；靜力分析和雙力矩；應力應變關系。小結及基本方程的綜合；約束扭轉微分方程式及其求解；例題。

（四）閉口薄壁桿件的約束扭轉

變形分析；靜力分析和應力應變關系；翹曲位移與應變；約束扭轉應力；閉口截面扭轉角微分方程式；扭轉中心及主零點位置的確定；截面扇性特性的計算；開口與閉口薄壁桿件約束扭轉的比較；例題。

三、實驗內容

開口薄壁桿件的彎曲與扭轉。

四、教學環(huán)節(jié)與學時分配

教學環(huán)節(jié)說明：本課程總學時為26學時，教學環(huán)節(jié)包括課堂教學、實驗教學、自學、課外輔導、作業(yè)等。其學時分配見下表。

“薄壁桿件結構力學”課程教學學時分配表

教學內容

總學時

其中

課外輔導／

課外實踐

備注

講課

實驗

上機

其他

（一）引論

4

4

1

（二）自由扭轉

6

6

1

（三）開口薄壁桿件的約束扭轉

8

6

2

4

（四）閉口薄壁桿件的約束扭轉

6

6

4

機動

2

2

合計

26

24

2

10

五、選用教材及主要參考書

1．選用教材：

陳伯真．薄壁結構力學[M]．上海:上海交通大學出版社，2002

2．主要參考書：

[1]曹富新，楊春秋．工程薄壁結構計算[M]．北京：中國鐵道出版社，1993

[2]包世華，周堅．薄壁桿件結構力學[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1991

[3]黃劍源．薄壁結構的扭轉分析[M]．北京：中國鐵道出版社，1988

[4][美]A.捷列斯維克．薄壁桿件理論[M]．何福照，樊勇堅譯．北京：人民交通出版社，1987

（制訂人：李學罡審核人：喻小明批準人：王桂堯）

“材料力學A”教學大綱

MechanicsofMaterials（A）

課程編號：學時/學分：90/5.0

一、大綱說明

本大綱根據工程力學、車輛工程等專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學對象

工程力學、車輛工程等專業(yè)二年級本科學生。

（二）教學目的與要求

本課程是工程力學、車輛工程等專業(yè)的技術基礎課程，必修。

通過材料力學的學習，使學生對桿件的強度、剛度和穩(wěn)定性問題具有明確的基本概念，必要的基礎知識，比較熟練的計算能力，一定的分析能力和初步的實驗能力，為學習后續(xù)的專業(yè)課程打下扎實的基礎。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．先修課程：高等數學、畫法幾何與土木工程制圖、大學物理、物理實驗、理論力學等。

2．后續(xù)課程：結構力學、土力學、鋼筋混凝土結構、結構設計原理、機械原理、機械零件、機械設計等。

（四）教學方式與重點和難點

1．教學方式：

以面授為主，以實驗教學、材料力學CAI及錄像教學為輔。

2．重點和難點：

重點：應力和應變的概念。四種基本變形下桿的應力與強度計算、變形與剛度計算。應力狀態(tài)與強度理論及其應用。組合變形下桿件的強度計算。用能量方法求結構的位移。簡單超靜定問題。壓桿的穩(wěn)定性計算。

難點：應力與應變的概念。應力集中的概念。彎曲切應力，彎曲中心的概念。平面應力狀態(tài)下的應變分析。體積改變比能與形狀改變比能。強度理論。組合變形下桿件的強度計算。卡氏定理、莫爾定理及單位力法的應用。功的互等定理與位移互等定理。超靜定問題。壓桿穩(wěn)定性計算。交變應力與疲勞破壞的概念。

（五）考核方式

考試。閉卷筆試，并結合課堂討論、平時作業(yè)、聽課情況及實驗成績綜合評定。

二、教學內容

（一）緒論和基本概念

材料力學的任務和研究對象。變形固體的基本假設。截面法，內力、位移、變形、應力和應變的概念。簡單的應力－應變關系。桿件變形的基本形式。

（二）桿件的內力分析

桿件的內力方程與內力圖。平面剛架、平面曲桿的內力方程與內力圖。剪力、彎矩與載荷集度間的關系及其應用。用疊加法作梁的彎矩圖。

（三）截面圖形的幾何性質

靜矩，慣性矩，極慣性矩，慣性積。慣性半徑。平行移軸公式。轉軸公式。主慣性軸與形心主慣性軸。主慣性矩與形心主慣性矩。

（四）桿件的應力與強度計算

拉壓桿的應力；材料拉壓時的力學性質；許用應力，安全系數，強度條件；連接件的實用計算；圓軸扭轉切應力,強度條件；梁的彎曲正應力；梁的彎曲切應力；梁的強度條件；梁的合理強度設計；斜彎曲；彎拉（壓）組合與截面核心。

（五）桿件的變形與剛度計算

拉（壓）桿的變形；圓軸扭轉變形，剛度條件；用積分法和疊加法求梁的彎曲變形，剛度條件；簡單超靜定問題。

（六）應力應變狀態(tài)分析

應力狀態(tài)的概念。主應力與主平面。平面應力狀態(tài)下的應力分析－解析法與圖解法。三向應力圓，最大剪應力。平面應力狀態(tài)下的應變分析。

廣義胡克定律。三個彈性常數E、G、間的關系。體積應變。復雜應力狀態(tài)下的比能。體積改變與形狀改變比能。

（七）強度理論及其應用

強度理論的概念。四種常用的強度理論及其應用。相當應力。*莫爾強度理論。

（八）壓桿穩(wěn)定

穩(wěn)定性概念。壓桿臨界力與臨界應力的歐拉公式及其適用范圍。直線型與拋物線型經驗公式。臨界應力總圖。壓桿的穩(wěn)定性計算。提高壓桿穩(wěn)定性的措施。

（九）能量方法

桿件應變能的計算?？ㄊ隙ɡ砘蚰獱柖ɡ砑捌鋺?。功的互等定理與位移互等定理。超靜定結構的概念與實例。用能量方法求解簡單超靜定問題（包括桁架、剛架、曲桿）。對稱性與反對稱性的利用。

（十）動載荷

概述?？紤]慣性力時構件的應力計算。受沖擊時構件的應力和變形。沖擊韌性。

（十一）疲勞與斷裂

概述；循環(huán)特征、應力幅和平均應力；疲勞破壞的概念；材料的持久極限及其曲線；影響持久極限的因素；構件的疲勞強度計算簡介；*變幅循環(huán)應力與累積損傷理論簡介；*應力強度因子與材料的斷裂韌度簡介；*裂紋擴展與構件的疲勞壽命簡介。

（十二）扭轉與彎曲的幾個補充問題

矩形截面桿的扭轉。薄壁桿件的自由扭轉。*非對稱彎曲正應力簡介。彎曲中心的概念。*兩種材料的復合梁簡介。

注：帶“*”號的內容屬于教師選講的內容。

三、實驗內容

拉伸與壓縮實驗，扭轉實驗，彈性模量E的測定實驗，彎曲正應力實驗，主應力實驗，可變支座梁實驗或薄壁梁實驗。

四、教學環(huán)節(jié)與學時分配

教學環(huán)節(jié)說明：本課程總學時為90學時，教學環(huán)節(jié)包括課堂教學、實驗教學、錄像課、CAI教學、課外輔導、作業(yè)等。其學時分配見下表。

“材料力學A”課程教學學時分配表

教學內容

總學時

其中

課外輔導/

課外實踐

備注

講課

實驗

上機

其他

（一）緒論和基本概念

2

2

（二）桿件的內力分析

8

8

4

（三）截面圖形的幾何性質

2

2

2

（四）桿件的應力與強度計算

24

18

6

6

（五）桿件的變形與剛度計算

8

8

3

（六）應力應變狀態(tài)分析

8

8

3

（七）強度理論及其應用

7

5

2

2

（八）壓桿穩(wěn)定

4

4

2

（九）能量方法

8

8

4

（十）動載荷

4

3

1

1

（十一）疲勞與斷裂

5

4

1

1

（十二）扭轉與彎曲的幾個補充問題

4

4

2

機動

6

6

總計

90

80

10

30

五、選用教材及主要參考書

1．使用教材：

[1]李學罡，蔡明兮．材料力學[M]．吉林:吉林科技出版社，2005

[2]徐飛鴻．材料力學實驗[M]．長沙：湖南教育出版社，2003

2．主要參考書

[1]孫訓方．材料力學（上、下冊）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003

[2]劉鴻文．材料力學（上、下冊）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003

[3]單輝祖．材料力學（

=1\*ROMAN

I

）（

=2\*ROMAN

II

）[M]．北京：高等教育出版社，1999

[4][蘇]別遼耶夫，材料力學[M]．王光遠等譯．北京：高等教育出版社，1992

[5][蘇]Β.И.費奧多謝夫，材料力學[M]．趙九江等譯．北京：高等教育出版社，1995

[6]范欽珊．工程力學教程（

=1\*ROMAN

I

）（

=2\*ROMAN

II

）[M]．北京：高等教育出版社，1998

（制訂人：李學罡審核人：喻小明批準人：王桂堯）

“材料力學B”教學大綱

MechanicsofMaterials（B）

課程編號：學時/學分：80/4.5

一、大綱說明

本大綱根據汽車類、土木水利類等專業(yè)2006年培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學對象

汽車類、土木水利類等專業(yè)二年級本科學生。

（二）教學目的與要求

本課程是汽車類、土木水利類等專業(yè)的技術基礎課程，必修。

通過材料力學的學習，使學生對桿件的強度、剛度和穩(wěn)定性問題具有明確的基本概念，必要的基礎知識，比較熟練的計算能力，一定的分析能力和初步的實驗能力，為學習后續(xù)的專業(yè)課程打下扎實的基礎。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．先修課程：高等數學、畫法幾何與土木工程制圖、大學物理、物理實驗、理論力學等。

2．后續(xù)課程：結構力學、土力學、鋼筋混凝土結構、結構設計原理、機械原理、機械零件、機械設計等。

（四）教學方式與重點和難點

1．教學方式：

以面授為主，以實驗教學、材料力學CAI及錄像教學為輔。

2．重點和難點：

重點：應力和應變的概念。四種基本變形下桿的應力與強度計算、變形與剛度計算。應力狀態(tài)與強度理論及其應用。組合變形下桿件的強度計算。用能量方法求結構的位移。簡單超靜定問題。壓桿的穩(wěn)定性計算。

難點：應力與應變的概念。應力集中的概念。彎曲切應力，彎曲中心的概念。平面應力狀態(tài)下的應變分析。體積改變比能與形狀改變比能。強度理論。組合變形下桿件的強度計算?？ㄊ隙ɡ?、莫爾定理及單位力法的應用。功的互等定理與位移互等定理。超靜定問題。壓桿穩(wěn)定性計算。交變應力與疲勞破壞的概念。

（五）考核方式

考試。閉卷筆試，并結合課堂討論、平時作業(yè)、聽課情況及實驗成績綜合評定。

二、教學內容

（1）緒論和基本概念

材料力學的任務和研究對象。變形固體的基本假設。截面法，內力、位移、變形、應力和應變的概念。簡單的應力－應變關系。桿件變形的基本形式。

（2）桿件的內力分析

桿件的內力方程與內力圖。平面剛架、平面曲桿的內力方程與內力圖。剪力、彎矩與載荷集度間的關系及其應用。

（3）截面圖形的幾何性質

靜矩，慣性矩，極慣性矩，慣性積。慣性半徑。平行移軸公式。轉軸公式。主慣性軸與形心主慣性軸。主慣性矩與形心主慣性矩。

（4）桿件的應力與強度計算

拉壓桿的應力；材料拉壓時的力學性質；許用應力，安全系數，強度條件；連接件的實用計算；圓軸扭轉切應力,強度條件；梁的彎曲正應力；梁的彎曲切應力；梁的強度條件；梁的合理強度設計；斜彎曲；彎拉（壓）組合與截面核心。

（5）桿件的變形與剛度計算

拉（壓）桿的變形；圓軸扭轉變形，剛度條件；用積分法和疊加法求梁的彎曲變形，剛度條件；簡單超靜定問題。

（6）應力應變狀態(tài)分析

應力狀態(tài)的概念。主應力與主平面。平面應力狀態(tài)下的應力分析－解析法與圖解法。三向應力圓，最大剪應力。平面應力狀態(tài)下的應變分析。

廣義胡克定律。三個彈性常數E、G、間的關系。體積應變。復雜應力狀態(tài)下的比能。體積改變與形狀改變比能。

（7）強度理論及其應用

強度理論的概念。四種常用的強度理論及其應用。相當應力。

（8）壓桿穩(wěn)定

穩(wěn)定性概念。壓桿臨界力與臨界應力的歐拉公式及其適用范圍。直線型與拋物線型經驗公式。臨界應力總圖。壓桿的穩(wěn)定性計算。提高壓桿穩(wěn)定性的措施。

（9）能量方法

桿件應變能的計算?？ㄊ隙ɡ砘蚰獱柖ɡ砑捌鋺?。功的互等定理與位移互等定理。超靜定結構的概念與實例。用能量方法求解簡單超靜定問題（包括桁架、剛架、曲桿）。對稱性與反對稱性的利用。

（10）動載荷

概述?？紤]慣性力時構件的應力計算。受沖擊時構件的應力和變形。

（11）疲勞與斷裂

概述；循環(huán)特征、應力幅和平均應力；疲勞破壞的概念；材料的持久極限及其曲線；影響持久極限的因素；*對稱循環(huán)應力下構件的疲勞強度計算簡介。

（12）＊扭轉與彎曲的幾個補充問題

矩形截面桿的扭轉。薄壁桿件的自由扭轉。非對稱彎曲正應力簡介。彎曲中心的概念。

注：帶“*”號的內容屬于教師選講的內容。

三、實驗內容

拉伸與壓縮實驗，扭轉實驗，彈性模量E的測定實驗，彎曲正應力實驗，主應力實驗，可變支座梁實驗或薄壁梁實驗。

四、教學環(huán)節(jié)與學時分配

教學環(huán)節(jié)說明：本課程總學時為80學時，教學環(huán)節(jié)包括課堂教學、實驗教學、錄像課、CAI教學、課外輔導、作業(yè)等。其學時分配見下表。

“材料力學B”課程教學學時分配表

教學內容

總學時

其中

課外輔導/

課外實踐

備注

講課

實驗

上機

其他

（一）緒論和基本概念

2

2

（二）桿件的內力分析

7

7

3

（三）截面圖形的幾何性質

2

2

1

（四）桿件的應力與強度計算

22

16

6

5

（五）桿件的變形與剛度計算

6

6

2

（六）應力應變狀態(tài)分析

7

7

2

（七）強度理論及其應用

7

5

2

2

（八）壓桿穩(wěn)定

4

4

2

（九）能量方法

7

7

3

（十）動載荷

4

3

1

1

（十一）疲勞與斷裂

4

3

1

1

（十二）扭轉與彎曲的幾個補充問題

3

3

1

機動

5

5

總計

80

70

10

23

五、選用教材及主要參考書

1．使用教材：

[1]李學罡，蔡明兮．材料力學[M]．吉林:吉林科技出版社，2005

[2]徐飛鴻．材料力學實驗[M]．長沙：湖南教育出版社，2003

2．主要參考書：

[1]孫訓方．材料力學（上、下冊）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003

[2]劉鴻文．材料力學（上、下冊）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003

[3]單輝祖．材料力學（

=1\*ROMAN

I

）（

=2\*ROMAN

II

）[M]．北京：高等教育出版社，1999

[4][蘇]別遼耶夫，材料力學[M]．王光遠等譯．北京：高等教育出版社，1992

[5][蘇]Β.И.費奧多謝夫，材料力學[M]．趙九江等譯．北京：高等教育出版社，1995

[6]范欽珊．工程力學教程（

=1\*ROMAN

I

）（

=2\*ROMAN

II

）[M]．北京：高等教育出版社，1998

（制訂人：李學罡審核人：喻小明批準人：王桂堯）

“彈性力學A”教學大綱

ElasticMechanicsA

課程編號：學時/學分：80/4.5

一、大綱說明

本大綱根據工程力學專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學對象

工程力學專業(yè)本科學生。

（二）教學目的與要求

本課程是工程力學專業(yè)的一門專業(yè)課程，必修。彈性力學主要研究彈性體由于受外力的作用或溫度改變等原因而發(fā)生的應力、形變和位移。學生通過該課程的學習后，不僅要掌握彈性力學的基本概念、基本理論及課程的理論框架，而且還應掌握其分析方法和思路，并能運用其分析簡單結構或構件在彈性階段的應力、形變和位移。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．先修課程：高等數學、工程數學、制圖、大學物理、理論力學、材料力學。

2．后續(xù)課程：塑性力學、計算力學、振動力學等。

（四）教學方式與重點和難點

1．教學方式：

以面授為主，加強自學引導，重視培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。

2．重點和難點：

重點：彈性力學的基本概念。

彈性力學平面問題基本理論及解答。

彈性力學空間問題基本理論及解答。

薄板的小撓度彎曲問題及經典解法。

難點：彈性力學空間問題基本理論及解答。薄板的小撓度彎曲問題及經典解法。

（五）考核方式

考試。閉卷筆試，并參考課堂討論，平時作業(yè)和聽課情況。

二、教學內容

（一）緒論（掌握）

彈性力學中的幾個基本概念和基本假設。

（二）應力與應變分析（掌握）

空間應力、應變狀態(tài)分析。

（三）彈性力學平面問題的基本理論（掌握）

平面問題的分類，基本方程及定解條件，按位移求解，按應力求解及應力函數的引用，解的唯一性，圣維南原理。

（四）彈性力學平面問題的直角坐標解答（掌握）

多項式解答（矩形梁的純彎曲、簡支梁受均布載荷、楔形體受重力和液壓力）。

（五）彈性力學平面問題的極坐標解答（掌握）

基本方程，應力軸對稱分布及位移計算，圓板及環(huán)板徑向受均布壓力，圓孔周邊的應力集中問題，楔形體，半無限平面體有面力作用。

（六）彈性力學溫度應力的平面問題（掌握）

基本方程，按位移求解溫度應力的平面問題，位移勢函數的引用，用極坐標求解問題，圓環(huán)和圓筒的軸對稱溫度應力，楔形壩體中的溫度應力。

（七）彈性力學空間問題的基本理論（掌握）

基本方程及邊界條件，軸對稱及球對稱基本方程。

（八）彈性力學空間問題的解答（了解）

按位移求解，半空間體受重力及均布壓力作用，空心球體受均勻壓力，位移勢函數，拉甫位移函數及伽遼金位移函數。

（九）變分法（了解）

彈性體的形變勢能。位移變分方程，位移變分法，位移變分法應用于平面問題。應力變分方程，應力變分法，應力變分法應用于平面問題。

（十）薄板的小撓度彎曲問題及其經典解法（掌握）

有關概念及計算假定。彈性曲面的微分方程。薄板橫截面上的內力及應力，邊界條件。扭矩的等效剪力。簡單例題。簡支邊矩形薄板的納維葉解法。矩形薄板的李維解法及一般解法。圓形薄板的彎曲，圓形薄板的軸對稱彎曲，圓形薄板在靜水壓力下的彎曲。

（十一）變分法解薄板的小撓度彎曲問題（掌握）

瑞次法的應用。瑞次法應用舉例。伽遼金法的應用。伽遼金法應用舉例。

（十二）薄板的振動問題（掌握）

薄板的自由振動，矩形薄板的自由振動，圓形薄板的自由振動。

（十三）薄板的穩(wěn)定問題（掌握）

薄板受縱橫載荷的共同作用。薄板的壓曲，四邊簡支的矩形薄板在均布壓力下的壓曲，兩對邊簡支的矩形薄板在均布壓力下的壓曲，圓形薄板的壓曲。

（十四）殼體的一般理論（了解）

曲線坐標與正交曲線坐標，正交曲線坐標中的彈性力學幾何方程。關于殼體的一些概念，殼體的正交曲線坐標，殼體的幾何方程，殼體的內力及物理方程，殼體的平衡微分方程，殼體的邊界條件。

三、實驗內容

本課程無實驗。

四、教學環(huán)節(jié)與學時分配

教學環(huán)節(jié)說明：本課程總學時為80學時，教學環(huán)節(jié)包括:課堂教學、課外輔導、作業(yè)等，其學時分配見下表：

“彈性力學A”課程教學學時分配表

教學內容

總學時

其中

課外輔導/

課外實踐

備注

講課

實驗

上機

其他

（一）緒論

2

2

（二）應力與應變分析

6

6

2

（三）彈性力學平面問題的基本理論

10

10

4

（四）彈性力學平面問題的直角坐標解答

6

6

3

（五）彈性力學平面問題的極坐標解答

8

8

3

（六）彈性力學溫度應力的平面問題

8

8

4

（七）彈性力學空間問題的基本理論

2

2

2

（八）彈性力學空間問題的解答

4

4

2

（九）變分法

8

8

4

（十）薄板的小撓度彎曲問題及其經典解法

10

10

4

（十一）變分法解薄板的小撓度彎曲問題

4

4

2

（十二）薄板的振動問題

4

4

2

（十三）薄板的穩(wěn)定問題

4

4

2

（十四）殼體的一般理論

2

2

2

機動

2

2

總計

80

80

36

五、選用教材及主要參考書

1．選用教材

徐芝綸.彈性力學（上、下冊）[M].北京:高等教育出版社，1978

2．主要參考書

[1]楊桂通.彈性力學[M]．北京:高等教育出版社，1998

[2]陸明萬,羅學富.彈性理論基礎[M]．北京：清華大學出版社，1990

[3]黃炎.彈性薄板理論[M].長沙：國防科技大學出版社，1992

[4]王仲仁,苑世劍,胡連喜.彈性與塑性力學基礎[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1997

（制訂人：楊端生審核人：李學罡批準人：王桂堯）

“彈性力學B”教學大綱

ElasticMechanicsB

課程編號：學時/學分：34/2

一、大綱說明

本大綱根據土建類專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學對象

土建類本科學生。

（二）教學目的與要求

本課程是土建類專業(yè)的專業(yè)基礎課。

通過本課程的教學，使學生掌握彈性力學的基本理論和基本分析方法。培養(yǎng)學生運用彈性力學理論解決實際工程問題的能力。要求學生對工程實際中的彈性力學問題，能正確區(qū)分空間問題和平面問題，平面應力與平面應變問題。對于簡單的平面問題，能建立合理的力學模型，能熟練應用應力函數求解彈性平面問題的應力、應變與位移，并對結構的受力狀況做出合理的分析與評價。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．先修課程：

材料力學，結構力學。

2．后續(xù)課程：

土力學等。

（四）教學方式與重點和難點

1．教學方式

主要采取課堂講授的教學方式，同時加強課外輔導答疑，并有一定數量的課外作業(yè)。

2．重點和難點

重點內容：體力、面力、應力、形變、位移、邊界條件等基本概念；平衡微分方程，幾何方程，物理方程，應力函數；平面問題的直角坐標解答；平面問題的極坐標解答；平面問題的數值解法等。

難點內容：圣維南原理的應用與邊界條件的建立；半逆解法中應力函數的選取與待定系數的確定；差分法與位移變分方程等。

（五）考核方式

考查，采用閉卷筆試，并結合平時作業(yè)和聽課情況等評定總成績。

二、教學內容

（一）緒論

彈性力學的研究對象與任務；本課程與其它課程及專業(yè)培養(yǎng)方面的關系；彈性力學的基本假定，體力、面力、應力、應變、位移等概念。

（二）平面問題的基本理論

空間問題與平面問題；平面應力與平面應變問題；平衡微分方程；幾何方程，剛體位移；物理方程；邊界條件，圣維南原理；位移法求解平面問題，應力法求解平面問題；相容方程，常體力下的簡化，應力函數。

（三）直角坐標系下求解平面問題

逆解法與半逆解法，多項式解答，矩形梁的純彎曲，求位移分量，簡支梁受均布荷載，契形體受重力和液壓作用。

（四）極坐標系下求解平面問題

極坐標系下的平衡微分方程，幾何方程，物理方程，應力函數與相容方程；應力分量的坐標變換式；軸對稱問題，厚壁圓筒受均布荷載作用；壓力遂洞；圓孔孔邊的應力集中；半平面體邊界上受力時的應力與位稱解答。

（五）用差分法和變分法解平面問題

差分公式的推導，應力函數的差分解，彈性體的形變勢能與外力勢能，位移變分方程，位移變分法。

三、實驗內容

無。

四、教學環(huán)節(jié)及學時分配

本課程總學時為34學時，教學環(huán)節(jié)包括課堂教學，課外輔導答疑與課外作業(yè)等，學時分配見下表。

“彈性力學B”課程教學學時分配表

教學內容

總學時

其中

課外輔導/

課外實踐

備注

講課

實驗

上機

其他

緒論

2

2

2

平面問題基本理論

8

8

4

直角坐標下解平面問題

8

8

4

極坐標下解平面問題

8

8

4

差分法與變分法解平面問題

6

6

4

測驗

2

2

總學時

34

34

18

注：其他欄是指包括課堂討論、案例教學、現場教學等教學方式。

五、選用教材及主要參考書

1．選用教材：

徐芝綸．彈性力學簡明教程．第3版．高等教育出版社，2002

2．主要參考書

[1]王潤富．彈性力學簡明教程學習指導．高等教育出版社，2004

[2]吳家龍．彈性力學．同濟大學出版社，1987

（制訂人：唐雪松審核人：肖勇剛批準人：王桂堯）

“斷裂力學”教學大綱

FractureMechanics

課程編號：學時/學分：26/1.5

一、大綱說明

本大綱根據工程力學專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學對象

工程力學、土木等本科專業(yè)三年級學生（選修）。

（二）教學目的與要求

本課程是工程力學專業(yè)的專業(yè)課程，選修。

通過本課程的教學，使學生能夠利用復變函數及彈性力學的手段，掌握線彈性斷裂力學部分的嚴密理論推導。了解彈塑性斷裂力學的J積分及COD的有關理論。了解斷裂力學在工程中（諸如缺陷評定、疲勞壽命估計、抗斷裂設計計算、結構安全分析等）的應用。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

先修課程：高等數學、復變函數、理論力學、材料力學、計算力學、彈性力學、塑性力學。

后續(xù)課程：無。

（四）教學方式與重點和難點

1．教學方式。

以面授為主，督促自學，重視對學生自學能力的培養(yǎng)。適當參觀了解工程實際中存在的斷裂問題。

2．重點和難點。

重點：裂紋尖端附近區(qū)域應力場，應力強度因子K的計算、斷裂判據。

難點：能量釋放率、J積分、COD。

（五）考核方式

課程結束時進行口試，根據平時成績（學生平時作業(yè)和測驗成績）和口試成績綜合評定課程成績。

二、教學內容

第一部分線彈性斷裂力學

（一）復變函數方法及彈性力學簡介

掌握復變函數基本知識、回顧彈性力學平面問題的簡化和基本方程、協(xié)調方程、應力函數。

（二）線彈性斷裂力學理論

掌握裂紋的基本類型定性了解裂紋對強度影響的原因。掌握彈性力學平面問題的復變函數求解方法，包括Westergaard應力函數和Muskhelishvili應力函數。

（三）確定應力強度因子的主要方法

掌握幾種常見問題的應力強度因子解析法求解、掌握應力強度因子數值法求解的原理和了解其中幾種常見方法。

（四）斷裂力學的能量方法

掌握能量釋放率，了解Griffith理論和Irwin-Orowan理論。

（五）斷裂判據及應用

掌握最大周向應力理論、能量釋放率理論的基本假設和基本原理應變能密度因子理論的基本假設和基本原理，了解工程應用的復合型裂紋的斷裂準則。

第二部分彈塑性斷裂力學

（六）J積分

了解J積分的理論基本概念。

（七）COD方法

了解COD理論的基本概念。

三、實驗內容

無。

四、教學環(huán)節(jié)及學時分配

教學環(huán)節(jié)說明：本課程總計26學時，教學環(huán)節(jié)包括課堂講授，課外輔導等，其學時分配見下表。

“斷裂力學”課程教學學時分配表

教學內容

總學時

其中

課外輔導/

課外實踐

備注

講課

實驗

上機

其他

第一部分線彈性斷裂力學

復變函數方法及彈性力學簡介

3

3

2

線彈性斷裂力學理論

8

8

2

確定應力強度因子的主要方法

2

2

2

能量釋放率

2

2

2

斷裂判據（含混合型裂紋）及應用

5

5

2

第二部分彈塑性斷裂力學

J積分

4

4

2

COD方法

2

2

2

總計

26

26

14

五、選用教材及主要參考書

1．選用教材：

丁遂棟．斷裂力學[M]．北京：機械工業(yè)出版社,1997

2．主要參考書：

[1]高慶．工程斷裂力學[M]．重慶:重慶大學出版社,1986

[2]沈成康．斷裂力學[M]．上海:同濟大學出版社,1996

[3]陸毅中．工程斷裂力學[M]．西安:西安交通大學出版社,1987

[4]李慶芬．斷裂力學及其工程應用[M]．哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社,1998

（制訂人：趙冰審核人：李學罡批準人：王桂堯）

“分析力學”教學大綱

AnalyticalMechanics

課程編號：學時/學分：26/1.5

一、大綱說明

本大綱根據工程力學專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學對象

工程力學專業(yè)本科生。

（二）教學目的與要求

分析力學是理論力學的一個分支，它通過用廣義坐標為描述質點系的變數，以牛頓運動定律為基礎，運用數學分析的方法，研究宏觀現象中的力學問題。流體的力學性質、流體力學的基本概念和觀點、基礎理論和常用分析方法、有關的工程應用知識等。

通過對《分析力學》的學習，使學生掌握處理問題時以整個力學系統(tǒng)作為對象，用廣義坐標來描述整個力學系統(tǒng)的位形，著眼于能量概念，在力學系統(tǒng)受到理想約束時，可在不考慮約束力的情況下來解決系統(tǒng)的運動問題的能力。培養(yǎng)學生抽象的分析方法，在解決復雜的力學問題的能力。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．先修課程：高等數學、線性代數、理論力學。

2．后續(xù)課程：計算力學。

（四）教學方式與重點和難點

1．教學方式：講授。

2．重點和難點。

重點：虛位移原理、拉格朗日第二類方程。

難點：哈密頓原理、哈密頓正則方程。

（五）考核方式

筆試（期末考試90％、平時成績10％）

二、教學內容

（一）分析力學的基本概念

1．分析力學的研究對象，約束。

2．廣義坐標，自由度。

3．位形空間，狀態(tài)空間，相空間。

4．虛位移，虛速度。

（二）虛位移原理和達朗伯原理

1．虛位移原理。

2．用廣義力表示的虛位移原理。

3．質點系在有勢力作用下的平衡問題。

4．達朗伯原理。

5．慣性力系的簡化。

（三）動力學方程的三種基本形式

1．虛功形式的動力學方程——動力學普遍方程。

2．虛功率形式的動力學方程。

3．高斯形式的動力學方程。

（四）高斯最小拘束原理

1．高斯最小拘束原理。

2．拘束的物理意義。

（五）哈密頓原理

1．哈密頓原理。

2．哈密頓原理在連續(xù)體動力學中的應用。

（六）拉格朗日第二類方程

1．動能的廣義坐標表達式。

2．拉格朗日第二類方程。

3．拉格朗日方程的首次積分。

4．拉格朗日方程的降維法——羅斯方程和惠特克方程。

5．耗散系統(tǒng)。

（七）哈密頓正則方程

1．哈密頓正則方程。

2．哈密頓正則方程的首次積分。

3．泊松括號泊松定理。

4．正則變換。

5．用拉格朗日括號和泊松括號判別正則變換。

6．哈密頓——雅可比方程。

7．變量的分離。

三、實驗內容

無。

四、教學環(huán)節(jié)及學時分配

教學環(huán)節(jié)說明：本課程總計26學時，教學環(huán)節(jié)包括課堂講授，謁外輔導等，其學時分配見下表。

“分析力學”課程教學學時分配表

教學內容

總學時

其中

課外輔導

課外實踐

備注

講課

實驗

上機

其他

分析力學的基本概念

4

4

2

虛位移原理和達朗伯原理

6

6

3

動力學方程的三種基本形式

4

4

2

高斯最小拘束原理

2

2

1

哈密頓原理

2

2

1

拉格朗日第二類方程

4

4

2

哈密頓正則方程

4

4

2

合計

26

26

13

五、選用教材及主要參考書

1．選用教材：

葉敏，肖龍翔．分析力學．天津：天津大學出版社，2000

2．主要參考書：

[1]汪家禾．分析力學．北京：高等教育出版社，1983

[2]談開孚．分析力學．黑龍江：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1999

[3]許慶余，吳惠中．分析力學．北京：高等教育出版社，1992

（制訂人：蔡明兮審核人：李學罡批準人：王桂堯）

“復合材料力學”教學大綱

MechanicsofCompositeMaterials

課程編號：學時/學分：26/1.5

一、大綱說明

本大綱根據工程力學專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學對象

工程力學、土木類、機械類和材料等專業(yè)本科三年級學生。

（二）教學目的與要求

本課程是工程力學專業(yè)學生的專業(yè)課程和選修課程。

通過本課程的教學，達到使學生對復合材料及復合材料力學的基本問題、基本概念和基本方法有較明確的認識的目的。

要求了解有關復合材料及其力學的基本情況，掌握復合材料單層板和層合板的剛度、柔度及本構關系。掌握復合材料的強度理論和方法。了解和掌握復合材料的宏觀力學、細觀力學和結構力學分析方法。了解和掌握復合材料的濕熱效應。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．先修課程：高等數學、工程數學、大學物理、理論力學、材料力學、結構力學、彈性力學、板殼理論等等。

2．后續(xù)課程：無。

（四）教學方式與重點和難點

1．教學方式：理論授課（24學時），實驗（2學時）。

2．重點和難點。

重點：復合材料的定義、分類、構造和制造方法，各向異性彈性力學基礎，單層板剛度和強度的宏細觀力學分析方法，層合板的剛度、強度和穩(wěn)定性的分析方法。

難點：各向異性彈性體的應力—應變關系，正交各向異性單層板的應力—應變關系，復合材料強度理論，層合板的剛度，層合板和強度分析，層合板的屈曲分析。

（五）考核方式

考查。

二、教學內容

（一）復合材料概論（2學時）

1．復合材料的定義與分類（了解）；

2．復合材料的構造及制法（了解）；

3．復合材料的力學分析方法（了解）；

4．復合材料的力學性能（了解）；

5．復合材料的各種應用（了解）。

（二）各向異性彈性力學基礎（4學時）

1．各向異性彈性力學基本方程（掌握）；

2．各向異性彈性體的應力—應變關系（掌握）；

3．正交各向異性材料的工程彈性常數（掌握）。

（三）單層板的剛度分析（4學時）

1．含濕熱變形的剛度宏觀力學分析方法（掌握）；

2．單層板剛度細觀力學分析方法（掌握）。

（四）單層板的強度分析（4學時）

1．單層板強度宏觀力學分析方法（掌握）；

2．單層板強度細觀力學分析方法（掌握）。

（五）層合板的剛度分析（3學時）

1．考慮濕熱變形的層合板剛度關系（深入了解）；

2．幾種典型層合板的剛度計算（掌握）。

（六）層合板的強度分析（3學時）

1．考慮濕熱變形的層合板應力分析（掌握）；

2．考慮濕熱變形的層合板強度分析（深入了解）。

（七）層合板的穩(wěn)定性分析（4學時）

1．層合平板的彎曲（掌握）；

2．層合平板的屈曲（掌握）。

3．層合平板的振動（了解）。

三、實驗內容

單層復合材料工程常數的測定。具體要求由力學實驗室給出。

四、教學環(huán)節(jié)及學時分配

教學環(huán)節(jié)說明：本課程總學時為26學時，其中課堂講授（24學時）、實驗（2學時），輔導答疑12學時，其學時分配見下表。

“復合材料力學”課程教學學時分配表

教學內容

總學時

其中

課外輔導/

課外實踐

備注

講課

實驗

上機

其他

（一）

2

2

1

（二）

4

4

2

（三）

4

4

2

（四）

4

4

2

（五）

3

3

1.5

（六）

3

3

1.5

續(xù)表

教學內容

總學時

其中

課外輔導/

課外實踐

備注

講課

實驗

上機

其他

（七）

4

4

2

實驗

2

2

總計

26

24

2

12

五、選用教材及主要參考書

1．選用教材：沈觀林．復合材料力學[M]．北京：清華大學出版社，Springer，2006

2．主要參考書：

[1]張少實．復合材料與粘彈性力學[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005

[2][美]RM瓊斯．復合材料力學[M]．朱頤齡等譯．上海：上?？茖W技術出版社，1981

[3]J.N．Reddy．MechanicsofLaminatedCompositePlatesandShells[M]．CRCPRESS,2004

[4]劉錫禮．復合材料力學基礎[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社

，1984

[5]李順林．復合材料力學引論[M]．上海

：上海交通大學出版社，1986

[6]張振瀛．復合材料力學基礎[M]．北京：航空工業(yè)出版社

，1989

[7]蔣詠秋．復合材料力學[M]．西安：西安交通大學出版社，1993

[8]王士杰．復合材料力學引論[M]．重慶：重慶大學出版社，1987

[9]王興業(yè)．復合材料力學分析與設計[M]．長沙：國防科技大學出版社，1999

[10]王震嗚

．復合材料力學和復合材料結構力學[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1991

[11]霍斯金;B.C.．復合材料原理及其應用[M]．北京：科學出版社，1992

（制訂人：胡浩審核人：李學罡批準人：王桂堯）

“工程力學A”教學大綱

EngineeringMechanics（A）

課程編號：學時／學分：80/4.5

一、大綱說明

本大綱根據給排水工程專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學對象

給排水工程專業(yè)二年級本科學生。

（二）教學目的與要求

本課程是排水工程專業(yè)的技術基礎課程，必修。

通過工程力學的學習，使學生對剛體系統(tǒng)的平衡、桿件的強度、剛度和穩(wěn)定性問題具有明確的基本概念，必要的基礎知識，比較熟練的計算能力，一定的分析能力和初步的實驗能力，為學習后續(xù)的專業(yè)課程打下扎實的基礎。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．先修課程：高等數學、土木工程制圖、大學物理、物理實驗等。

2．后續(xù)課程：水力學、給排水物理化學、建筑給排水工程、給排水工程施工等。

（四）教學方式與重點和難點

1．教學方式：

以課堂講授為主，以實驗教學、工程力學CAI教學、課堂討論、課外輔導為輔。

2．重點內容：

物體受力分析和受力圖；力系簡化結果；力系的平衡方程及應用。

應力和應變的概念。四種基本變形下桿的應力與強度計算、變形與剛度計算。應力狀態(tài)分析與強度理論。組合變形下桿件的強度計算。壓桿的穩(wěn)定性計算。

3．難點內容：

空間力系的簡化理論及簡化結果，物體系的平衡條件與平衡方程及應用解題。

應力與應變概念。應力集中概念。圓軸扭轉切應力。梁的彎曲正應力和切應力。平面應力狀態(tài)分析。組合變形桿件強度計算。壓桿穩(wěn)定性計算。

（五）考核方式

考試。閉卷筆試，并結合課堂討論、平時作業(yè)、聽課情況及實驗成績綜合評定。

二、教學內容

1．靜力學基礎

靜力學概念；靜力學公理；力在軸上投影；力的分解；力對點的矩，力對軸的矩；力偶和力偶矩；約束與約束反力、受力分析和受力圖。

2．力系簡化理論

力線平移定理，主矢和主矩；空間任意力系的簡化結果。

3．力系的平衡

各種力系的平衡條件與平衡方程及其應用。

4．剛體靜力學專門問題

平面桁架的概念，計算桁架內力的節(jié)點法和截面法；摩擦和考慮摩擦的平衡問題。

5．材料力學基本概念

材料力學的任務和研究對象；變形固體的基本假設；截面法，內力、位移、變形、應力和應變的概念；桿件變形的基本形式。

6．桿件的內力分析

桿件的內力方程與內力圖。平面剛架、平面曲桿的內力方程與內力圖。剪力、彎矩與載荷集度間的關系及其應用。

7．截面圖形的幾何性質

靜矩，慣性矩，極慣性矩，慣性積，慣性半徑；平行移軸公式；轉軸公式簡介；主慣性軸與形心主慣性軸；主慣性矩與形心主慣性矩。

8．桿件的應力與強度計算

拉壓桿的應力；材料拉壓時的力學性質；許用應力，安全系數，強度條件；連接件的實用計算；圓軸扭轉切應力，強度條件；梁的彎曲正應力；梁的彎曲切應力；梁的強度條件；梁的合理強度設計。

9．桿件的變形與剛度計算

拉（壓）桿的變形；圓軸扭轉變形，剛度條件；用積分法和疊加法求梁的彎曲變形，剛度條件；簡單超靜定問題。

10．應力狀態(tài)分析與強度理論

應力狀態(tài)的概念。主應力與主平面。平面應力狀態(tài)下的應力分析。三向應力圓簡介，最大切應力。廣義胡克定律及其應用。

強度理論的概念。四種常用的強度理論及其應用簡介。

11．組合變形

斜彎曲；彎拉（壓）組合；彎扭組合。

12．壓桿穩(wěn)定

穩(wěn)定性概念。壓桿臨界力與臨界應力的歐拉公式及其適用范圍。直線型經驗公式。臨界應力總圖。壓桿的穩(wěn)定性計算。提高壓桿穩(wěn)定性的措施。

三、實驗內容

拉伸與壓縮實驗，彎曲正應力實驗。

四、教學環(huán)節(jié)與學時分配

教學環(huán)節(jié)說明：本課程總學時為80學時，教學環(huán)節(jié)包括課堂教學、實驗教學、課外輔導、作業(yè)等。其學時分配見下表。

“工程力學A”課程教學學時分配表

教學內容

總學時

其中

課外輔導／

課外實踐

備注

講課

實驗

上機

其他

（一）靜力學基礎

6

6

1

（二）力系簡化理論

4

4

1

（三）力系的平衡

8

8

3

（四）剛體靜力學專門問題

4

4

1

（五）材料力學基本概念

2

2

0.5

（六）桿件的內力分析

8

8

2

（七）截面圖形的幾何性質

2

2

0.5

（八）桿件的應力與強度計算

17

13

4

4

（九）桿件的變形與剛度計算

8

8

2

（十）應力狀態(tài)分析與強度理論

8

8

2

（十一）組合變形

5

5

2

（十二）壓桿穩(wěn)定

4

4

1

機動

4

4

總計

80

76

4

20

五、選用教材及主要參考書

1．選用教材：

[1]羅迎社，喻小明．工程力學[M]．北京：北京大學出版社，2006

[2]徐飛鴻等．材料力學實驗[M]．長沙：湖南教育出版社，2003

2．主要參考書：

[1]單輝祖，謝傳鋒．工程力學[M]．北京：高等教育出版社，2004

[2]范欽珊．工程力學教程（

=1\*ROMAN

I

）（

=2\*ROMAN

II

）（

=3\*ROMAN

III

）[M]．北京：高等教育出版社，1998

[3]孫訓方．材料力學（上、下冊）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003

[4][蘇]別遼耶夫．材料力學[M]．王光遠等譯．北京：高等教育出版社，1992

[5]哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研室．理論力學（Ⅰ）[M]．第六版．北京：高等教育出版社，2002

（制訂人：李學罡審核人：喻小明批準人：王桂堯）

“工程力學B（二）”教學大綱

EngineeringMechanicsB（2）

課程編號：學時/學分：42/2.5

一、大綱說明

本大綱根據工程管理專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學對象

工程管理專業(yè)二年級本科學生。

（二）教學目的與要求

本課程是工程管理專業(yè)的技術基礎課程，必修。

通過本課程的學習，使學生對桿件的強度、剛度和穩(wěn)定性問題具有明確的基本概念，必要的基礎知識，一定的分析能力和計算能力，初步的實驗能力，為學習后續(xù)的專業(yè)課程打下扎實的基礎。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．先修課程：高等數學、工程制圖、大學物理、工程力學B（一）等

2．后續(xù)課程：工程結構、土力學與地基基礎、建筑材料、橋梁工程等。

（四）教學方式與重點和難點

1．教學方式：

以課堂講授為主，以實驗教學、課堂討論、課外輔導為輔。

2．重點內容：

應力和應變的概念；四種基本變形下桿的應力與強度計算、變形與剛度計算；應力狀態(tài)與強度理論的概念；組合變形下桿件的強度計算；壓桿的穩(wěn)定性概念。

3．難點內容：

應力與應變的概念；應力集中的概念；圓軸扭轉切應力；梁的彎曲正應力和切應力；組合變形下桿件的強度計算；壓桿穩(wěn)定性概念。

（五）考核方式

考試。閉卷筆試，并結合課堂討論、平時作業(yè)、聽課情況及實驗成績綜合評定。

二、教學內容

（一）緒論與基本概念

材料力學的任務和研究對象；變形固體的基本假設；截面法，內力、位移、變形、應力和應變的概念；桿件變形的基本形式。

（二）桿件的內力分析

桿件的內力方程與內力圖。梁的剪力、彎矩與載荷集度間的關系及其應用。

（三）截面圖形的幾何性質

靜矩，慣性矩，極慣性矩，慣性積，慣性半徑；平行移軸公式；主慣性軸與形心主慣性軸的概念，主慣性矩與形心主慣性矩的概念。

（四）桿件的應力與強度計算

拉壓桿的應力；材料拉壓時的力學性質；許用應力，安全系數，強度條件；連接件的實用計算；圓軸扭轉切應力，強度條件；梁的彎曲正應力；梁的彎曲切應力；梁的強度條件。

（五）桿件的變形與剛度計算

拉（壓）桿的變形；圓軸扭轉變形，剛度條件；用積分法和疊加法求梁的彎曲變形，剛度條件。

（六）應力狀態(tài)分析與強度理論

應力狀態(tài)的概念，主應力與主平面；平面應力狀態(tài)下的應力分析；最大切應力；廣義胡克定律簡介。

強度理論的概念；四種常用的強度理論簡介。

（七）組合變形

斜彎曲；彎拉（壓）組合；彎扭組合變形。

（八）壓桿穩(wěn)定

穩(wěn)定性概念。壓桿臨界力與臨界應力的歐拉公式及其適用范圍。提高壓桿穩(wěn)定性的措施。

三、實驗內容

拉伸與壓縮實驗。

四、教學環(huán)節(jié)與學時分配

教學環(huán)節(jié)說明：本課程總學時為42學時，教學環(huán)節(jié)包括課堂教學、實驗教學、課外輔導、作業(yè)等。其學時分配見下表。

“工程力學B（二）”課程教學學時分配表

教學內容

總學時

其中

課外輔導／

課外實踐

備注

講課

實驗

上機

其他

（一）緒論與基本概念

2

2

0.5

（二）桿件的內力分析

6

6

2

（三）截面圖形的幾何性質

2

2

0.5

（四）桿件的應力與強度計算

10

8

2

4

（五）桿件的變形與剛度計算

6

6

2

（六）應力狀態(tài)分析與強度理論

6

6

2

（七）組合變形

4

4

2

（八）壓桿穩(wěn)定

4

4

1

機動

2

2

總計

42

40

2

14

五、選用教材及主要參考書

1．使用教材：

[1]李學罡，蔡明兮．材料力學[M]．吉林：吉林科技出版社，2005

[2]徐飛鴻．材料力學實驗[M]．長沙：湖南教育出版社，2003

2．主要參考書：

[1]單輝祖，謝傳鋒．工程力學[M]．北京：高等教育出版社，2004

[2]范欽珊．工程力學教程（

=1\*ROMAN

I

）（

=2\*ROMAN

II

）（

=3\*ROMAN

III

）[M]．北京：高等教育出版社，1998

[3]孫訓方．材料力學（上、下冊）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003

[4][蘇]別遼耶夫．材料力學[M]．王光遠等譯．北京：高等教育出版社，1992

[5][蘇]Β.И.費奧多謝夫．材料力學[M]趙九江等譯．．北京：高等教育出版社，1995

（制訂人：李學罡審核人：喻小明批準人：王桂堯）

“工程力學B（一）”教學大綱

EngineeringMechanicsB（一）

課程編號：學時／學分：42/2.5

一、大綱說明

本大綱根據工程管理等專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學對象

工程管理等專業(yè)本科學生。

（二）課程性質及教學目的與要求

本課程是工程管理等專業(yè)的技術基礎課，為必修課。

通過本課程的學習，使學生掌握質點、質點系和剛體機械運動的一般規(guī)律及其研究方法；初步學會運用這些理論和方法把工程結構抽象為理論力學模型并分析解決實際問題。為學習一系列后續(xù)課程和有關的專業(yè)技術課打好必備基礎。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．主要先修課程：高等數學、畫法幾何與工程制圖、大學物理、物理實驗等。

2．主要后續(xù)課程：工程力學B（二）、結構力學、彈塑性力學、工程管理等。

（四）教學方式與重點、難點

1．教學方式：

以課堂教學為主，結合模型、多媒體教學；同時加強自學引導，重視學生自學能力和分析問題的能力的培養(yǎng)。

2．重點與難點。

重點內容：

物體受力分析；力系簡化理論；力系的平衡問題求解。

研究點的運動的自然法；剛體的平動與定軸轉動；剛體平面運動，求圖形內各點速度的三種方法；點速度合成定理。

動量定理與質心運動定理；動量矩定理；動能定理；動力學普通定理的綜合應用。

難點內容：

畫受力圖，力系簡化理論，物體系平衡問題求解；剛體平面運動求速度，牽連速度，點的速度合成定理及應用；動量定理與動理矩定理應用解題，三大定理綜合應用。

（五）考核方式

閉卷考試。參考平時作業(yè)、聽課情況和與期末考試綜合評定課程總成績。

二、教學內容

（一）緒論

理論力學的研究對象；理論力學的研究方法；理論力學的內容。

（二）靜力學

1．靜力學的基本概念和公理。

靜力學的研究對象，力、平衡、剛體和力學模型的概念，等效力系和平衡力系。靜力學公理，約束與約束反力，約束的分類，分離體，受力分析和受力圖。

2．力系簡化理論。

力在軸上投影，力的分解，力對點的矩，力對軸的矩；力偶和力偶矩。力線平移定理，空間任意力系向一點的簡化，主矢和主矩，空間任意力系的簡化結果，匯交力系、力偶系、平面任意力系、平行力系的簡化方法與簡化結果。

3．力系的平衡。

各種力系的平衡條件與平衡方程；力系平衡問題的求解；物體系的平衡問題，靜定與超靜定的概念；桁架、理想桁架，計算桁架桿件內力的節(jié)點法和截面法；考慮摩擦時物體和物體系的平衡。

（三）運動學

1．點的運動。

運動學研究對象，研究點的運動的基本方法：矢徑法、直角坐標法、自然法，點的運動方程、軌跡方程，速度和加速度（切向加速度與法向加速度）。

2．剛體的基本運動。

剛體的平動及其特征，剛體的定軸轉動，轉動方程、角速度和角加速度，轉動剛體上各點的速度和加速度。

3．剛體的平面運動。

剛體平面的運動簡化，平面運動方程，平面運動分解為平動和轉動，用基點法求圖形內各點的速度，速度投影定理，速度瞬心法求平面圖形內各點的速度，平面圖形內各點的速度分布，求加速度的用基點法。

4．點的合成運動。

合成運動的概念；動參考系和定參考系；絕對運動、相對運動和牽連運動及三種速度、加速度；點的速度合成定理。

（四）動力學

1．動力學基本定律和質點運動微分方程。

動力學的研究對象；動力學基本定律；質點運動微分方程的矢量形式、直角坐標形式、自然坐標形式，質點動力學的兩類問題。

2．動量定理。

動力學普遍定理概述；質點和質點系的動量，力的沖量；質點系的動量定理，動量守恒定律；質心運動定理，質心運動守恒定律。

3．動量矩定理。

質點和質點系的動量矩，定軸轉動剛體對轉軸的動量矩；剛體轉動慣量，迴轉半徑，平行軸定理；質點和質點系的動量矩定理，動量矩守恒定律；剛體定軸轉動微分方程，質點系相對于質心的動量矩定理，剛體平面運動微分方程；動量定理與動量矩定理聯合應用。

4．動能定理。

力的功，元功，合力的功，重力、彈性力、摩擦力的功，力矩的功，質點系的內力的功，約束反力的功，理想約束。質點系的動能，平動、定軸轉動和平面運動剛體的動能；質點系動能定理；動力學普通定理的聯合應用。

三、實驗內容

無。

四、教學環(huán)節(jié)與學時分配

教學環(huán)節(jié)說明：本課程總學時為42學時，教學環(huán)節(jié)包括課堂教學、課堂討論、課外輔導、作業(yè)等。其學時分配見下表。

“工程力學B（一）”課程教學學時分配表

教學內容

總學時

其中

課外輔導／

課外實踐

備注

講課

實驗

上機

其他

（一）靜力學的基本概念和公理、物體受力分析

4

4

2

（二）力系簡化理論

4

4

2

（三）力系的平衡

10

8

2

4

課堂討論

（四）點的運動學

2

2

2

（五）剛體的基本運動

2

2

2

（六）剛體的平面運動

4

4

2

（七）點的合成運動

2

2

2

（八）質點動力學

2

2

2

（九）動量定理

2

2

2

（十）動量矩定理

4

4

2

（十一）動能定理

4

4

2

機動

2

2

總計

42

38

4

24

注：其他欄是指包含課堂討論、案例教學、現場教學等教學方式。

五、選用教材及主要參考書

1．選用教材

[1]哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研室．理論力學（Ⅰ、Ⅱ）（M）．第六版．北京：高等教育出版社，2002

[2]劉又文，彭獻．理論力學（M）．長沙：湖南大學出版社，2002

2．主要參考書

[1]彭祝．理論力學（M）．長沙：中南工業(yè)大學出版社，1997

[2]謝傳鋒．理論力學答疑（M）．北京：高等教育出版社．1988

[3]范欽珊．工程力學教程（M）．北京：高等教育出版社．1998

[4]賈書惠，李萬瓊．理論力學（M）．北京：高等教育出版社．2002

（制訂人：喻小明審核人：李學罡批準人：王桂堯）

“工程力學C”教學大綱

EngineeringMechanics（C）

課程編號：學時/學分：54/3.0

一、大綱說明

本大綱根據輕化工程、無機非金屬材料工程、化學工程與工藝、化學化工類環(huán)境工程、建筑環(huán)境與設備工程、熱能與動力工程等專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學對象

輕化工程、無機非金屬材料工程、化學工程與工藝、化學化工類環(huán)境工程、建筑環(huán)境與設備工程、熱能與動力工程等專業(yè)二年級本科學生。

（二）教學目的與要求

本課程是輕化工程、無機非金屬材料工程、化學工程與工藝、化學化工類環(huán)境工程、建筑環(huán)境與設備工程、熱能與動力工程等專業(yè)的技術基礎課程，必修。

通過工程力學的學習，使學生對剛體系統(tǒng)的平衡、桿件的強度、剛度和穩(wěn)定性問題具有明確的基本概念，必要的基礎知識，一定的分析能力和計算能力，初步的實驗能力，為學習后續(xù)的專業(yè)課程打下扎實的基礎。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．先修課程：高等數學、畫法幾何與機械制圖、大學物理、物理實驗等。

2．后續(xù)課程：機械設計基礎、工程熱力學、物理化學等。

（四）教學方式與重點和難點

1．教學方式：

以課堂講授為主，以實驗教學、課堂討論、課外輔導為輔。

2．重點內容：

物體受力分析和受力圖。力系簡化理論與各種力系的簡化結果。力系的平衡條件與平衡方程及應用解題。

應力和應變的概念。四種基本變形下桿的應力與強度計算、變形與剛度計算。應力狀態(tài)與強度理論的概念。組合變形下桿件的強度計算簡介。壓桿的穩(wěn)定性概念。

3．難點內容：

物體受力分析和受力圖。力系的簡化理論及簡化結果。物體系的平衡條件與平衡方程及應用解題。

應力與應變的概念。應力集中的概念。圓軸扭轉切應力。梁的彎曲正應力和切應力。組合變形下桿件的強度計算簡介。壓桿穩(wěn)定性概念。

（五）考核方式

考試。閉卷筆試，并結合課堂討論、平時作業(yè)、聽課情況及實驗成績綜合評定。

二、教學內容

（一）靜力學基礎

靜力學概念；靜力學公理；力在軸上投影；力的分解；力對點的矩，力對軸的矩；力偶和力偶矩；約束與約束反力、受力分析和受力圖。

（二）力系簡化理論

力線平移定理，主矢和主矩；空間任意力系的簡化結果。

（三）力系的平衡

平面力系的平衡條件與平衡方程及其應用。

（四）材料力學基本概念

材料力學的任務和研究對象；變形固體的基本假設；截面法，內力、位移、變形、應力和應變的概念；桿件變形的基本形式。

（五）桿件的內力分析

桿件的內力方程與內力圖。梁的剪力、彎矩與載荷集度間的關系及其應用。

（六）截面圖形的幾何性質

靜矩，慣性矩，極慣性矩，慣性積，慣性半徑；平行移軸公式；主慣性軸與形心主慣性軸的概念；主慣性矩與形心主慣性矩的概念。

（七）桿件的應力與強度計算

拉壓桿的應力；材料拉壓時的力學性質；許用應力，安全因數，強度條件；連接件的實用計算；圓軸扭轉切應力，強度條件；梁的彎曲正應力；梁的彎曲切應力；梁的強度條件。

（八）桿件的變形與剛度計算

拉（壓）桿的變形；圓軸扭轉變形，剛度條件；用積分法求梁的彎曲變形，剛度條件。

（九）應力狀態(tài)分析與強度理論

應力狀態(tài)的概念。主應力與主平面。平面應力狀態(tài)下的應力分析。最大切應力。廣義胡克定律簡介。

強度理論的概念。四種常用的強度理論簡介。

（十）組合變形

斜彎曲、彎拉（壓）組合、彎扭組合變形簡介。

（十一）壓桿穩(wěn)定

穩(wěn)定性概念。壓桿臨界力與臨界應力的歐拉公式及其適用范圍簡介。提高壓桿穩(wěn)定性的措施。

三、實驗內容

拉伸與壓縮實驗，彎曲正應力實驗。

四、教學環(huán)節(jié)與學時分配

教學環(huán)節(jié)說明：本課程總學時為54學時，教學環(huán)節(jié)包括課堂教學、實驗教學、課外輔導、作業(yè)等。其學時分配見下表。

“工程力學C”課程教學學時分配表

教學內容

總學時

其中

課外輔導／

課外實踐

備注

講課

實驗

上機

其他

（一）靜力學基礎

5

5

1

（二）力系簡化理論

3

3

1

（三）力系的平衡

6

6

2

（四）材料力學基本概念

2

2

0.5

（五）桿件的內力分析

6

6

2

（六）截面圖形的幾何性質

2

2

0.5

（七）桿件的應力與強度計算

14

10

4

4

（八）桿件的變形與剛度計算

4

4

1

（九）應力狀態(tài)分析與強度理論

6

6

2

（十）組合變形

2

2

1

（十一）壓桿穩(wěn)定

2

2

1

機動

2

2

總計

54

50

4

16

五、選用教材及主要參考書

1．選用教材：

[1]羅迎社，喻小明．工程力學[M]．北京：北京大學出版社，2006

[2]徐飛鴻．材料力學實驗[M]．長沙：湖南教育出版社，2003

2．主要參考書：

[1]單輝祖，謝傳鋒．工程力學[M]．北京：高等教育出版社，2004

[2]范欽珊．工程力學教程（

=1\*ROMAN

I

）（

=2\*ROMAN

II

）（

=3\*ROMAN

III

）[M]．北京：高等教育出版社，1998

[3]孫訓方．材料力學（上、下冊）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003

[4][蘇]別遼耶夫．材料力學[M]．王光遠等譯．北京：高等教育出版社，1992

[5]哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研室．理論力學（Ⅰ）[M]．第六版．北京：高等教育出版社，2002

（制訂人：李學罡審核人：喻小明批準人：王桂堯）

“計算力學A”教學大綱

ComputingMechanicsA

課程編號：學時／學分：52/3.0

一、大綱說明

本大綱根據工一三類專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學對象

工程力學專業(yè)等本科生，一般在三年二期開設較宜。

（二）課程性質及教學目的與要求

1．課程性質：專業(yè)基礎課。

2．課程類別：必修課。

3．教學目的與要求：

通過學習基本理論和方法掌握數值計算的能力，具體要求如下：

（1）掌握作為力學數值計算基礎的變分法的基本理論和運算規(guī)則。

（2）掌握里茲法和加權余量法基本原理和計算步驟。

（3）熟悉用Lagrange單元、Hermite單元構造插值函數。

（4）熟悉Newton-Cotes積分和Gauss積分三維積分方法。

（5）掌握彈性力學中有限單元法分析的一般格式。

（6）熟練掌握平面桿系結構有限單元法以及計算。

（7）了解局部坐標系內空間桿單元的特性矩陣及坐標轉換。

（8）掌握有組合結點時的單剛與等效荷載的處理。

（9）熟悉空間四面體單元與軸對稱問題有限元。

（10）掌握平面問題的有限單元法以及運用計算。

（11）熟練掌握平面桿系結構有限單元法程序編寫及實現。

（12）熟悉平面問題的有限單元法程序編寫方法及實現。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．主要先修課程：高等數學、線性代數、大學物理、物理實驗、理論力學、材料力學、結構力學、計算機算法語言（FORTRAN）、彈塑性力學、振動力學、數值方法等。

2．主要后續(xù)課程：板殼力學、斷裂力學等。

（四）教學方式與重點、難點

1．教學方式：

以課堂教學為主，結合模型、CAI、多媒體教學；同時加強自學引導，重視學生自學能力和分析問題的能力的培養(yǎng)。

2．重點內容：

（1）變分法的基本理論。

重點學習泛函的概念，幾類典型變分的運算方法，里茲法和加權余量法（配點法、子域法、最小二乘法、力矩法、伽遼金法）的理論基礎和運算規(guī)則,掌握變分問題的原理與特征，掌握泛函極值問題的求解。

（2）彈性力學中有限單元法分析的一般格式。

重點講清楚以平面問題三結點三角形單元為例的有限元法分析的一般步驟，運算規(guī)則。

（3）桿系結構有限元法以及程序的編寫。

平面桿系有限元：重點掌握經典位移法；學會用單元位移法推導單元剛度矩陣方程，從而進一步推導梁、剛架、桁架等的單元剛度矩陣方程；重點掌握其解題步驟，進而求解結構內力；弄清有組合結點時的單剛與等效荷載的處理；掌握流程框圖的編寫、程序的編寫，如何將框圖變成算法語言，為課程設計打基礎。

空間桿系有限元：重點是局部坐標系內空間桿單元的特性矩陣及坐標轉換。

（4）平面問題的有限元法（3結點三角形單元）以及程序編寫。

重點掌握平面問題的解題步驟，求解單元的內力、應力與應變；重點掌握程序的編寫思路，通過程序框圖要清楚地表示整個方法運算流程。

（5）空間與軸對稱問題有限元。

重點是空間四面體有限單元分析以及軸對稱問題有限元三角形環(huán)單元以及等參元分析。

3．難點內容：

（1）虛位移原理與勢能原理公式的理解與推導；

（2）里茲法與加權余量法；

（3）平面桿系結構有限元法分析以及程序的編寫；

（4）平面問題的有限元法分析以及程序的編寫。

（五）考核方式

閉卷考試，參考平時作業(yè)、課程設計、聽課情況、期末考試和上機情況綜合評定課程總成績。

二、教學內容

（一）變分法的基本理論

關于泛函的概念，變分的概念，幾類常見泛函的變分問題，里茲法和加權余量法（配點法、子域法、最小二乘法、力矩法、伽遼金法），彈性力學中常用的變分原理。

（二）彈性力學中有限單元法分析的一般格式

平面問題中3結點三角單元的，最小勢能原理，單剛和總剛的集總規(guī)則與特征，等效結點荷載的求解，邊界條件的處理方法，剛度方程的求解方法。

（三）桿系結構有限元法

平面桿系有限元：掌握經典位移法，利用有限單元法的一般格式推導平面桿系結構有限元法的總剛方程，進而推導梁、剛架、桁架等的單元剛度矩陣方程；掌握單剛、總剛的特征、整體集成規(guī)則；掌握局部坐標向整體坐標的轉化方法；等效結點荷載的求解，支承條件的引入，方程的建立與求解，進而求解桿系結構內力、結點位移等的計算；鉸接點的處理；掌握程序框圖的編寫，運用Fortran算法語言按框圖編寫程序，為課程設計打基礎。

空間桿系有限元：重點是局部坐標系內空間桿單元的特性矩陣及坐標轉換

（六）彈性力學平面問題

明確平面問題單元剛度矩陣公式的推導，明確單剛、總剛的特征；掌握三角形三結點單元位移模式，形函數，應變矩陣，應力矩陣；學會求解等效結點荷載；掌握其解題步驟與方法，學會其運用，進而求解單元應力、應變、結點位移等的計算；掌握程序框圖的編寫，運用Fortran算法語言按框圖編寫程序,為課程設計打基礎。

（七）空間與軸對稱問題有限元

熟悉局部坐標系內空間桿單元的特性矩陣及坐標轉換；了解有組合結點時的單剛與等效荷載的處理以及軸對稱問題有限元。

三、實驗內容

無。

四、教學環(huán)節(jié)與學時分配

本課程總學時為52學時，教學環(huán)節(jié)包括課堂教學、課堂討論、CAI教學、課外輔導、作業(yè)等。其學時分配見下表。

“計算力學A”課程教學學時分配表

教學內容

總學時

其中

課外輔導／

課外實踐

備注

講課

實驗

上機

其他

緒論

4

4

變分法的基本理論

12

10

2

2

桿系結構有限元法分析及程序的編寫

22

18

4

6

課堂討論

彈性力學平面問題的有限元法分析及程序編寫

12

8

4

4

課堂討論

空間與軸對稱問題

2

2

合計

52

42

10

12

注：其他欄是指包含課堂討論、案例教學、現場教學等教學方式。

五、使用教材與主要參考書目

1．使用教材：

王煥定，王偉．有限單元法教程．哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社，2003

2．主要參考書目：

[1]洪錦如.橋梁結構計算力學．上海：同濟大學出版社，2001

[2]龍馭球.有限元法概論.第二版.北京:高等教育出版社,1991

[3]龍述堯.工程力學中的數值分析方法.中國科學出版社2003

[4]朱伯芳.有限單元法原理與應用.第二版.北京:水利電力出版社,1998

[5]王瑞富，佘穎禾.有限元法概念與習題.北京:科學出版社,1996

[6]王勖成.有限單元法.北京:清華大學出版社,2003

（制訂人：張曉萌審核人：肖勇剛批準人：王桂堯）

“計算力學B”教學大綱

ComputingMechanicsB

課程編號：學時／學分：34/2.0

一、大綱說明

本大綱根據工一三類專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃編寫制訂。

（一）教學對象

土木水利類工程專業(yè)方向本科生，一般在三年二期開設較宜。

（二）課程性質及教學目的與要求

1．課程性質：專業(yè)基礎課。

2．課程類別：選修課。

3．教學目的與要求：通過學