西安建筑科技大学理学院：《工程力学》课程教学资源（讲义）工程力学课程描述.docx_大学文库

西安建筑科技大学理学院《工程力学》课程描述课程发展的主要历史沿革工程力学是工科专业专业技术基础主要课程,兼有基础理论和应用技术双重性质。其研究问题、解决问题的方法在科学研究和工程应用方面亦具有代表性。我校是一所以工科为主的多学科大学,具有五十年的历史,工程力学课程作为化工、环境工程、给排水、材料等专业不可缺少的技术基础课也就与我校的历史一样悠久。多年来,我校十分重视工程力学课程的建设,建校之初,即成立了力学教研室。力学学科是我校最早具有硕士学位授予权的学科之一。2006年以力学教研室为基础成立了力学系。在力学系发展的各个时期都有治学严谨的教师在本课程主持课程建设和执教。教师们既重视基本理论又强调灵活应用:严于律己,也严格要求学生。逐步形成了严谨治学的优良教风。为培养具有创新精神和实践能力的高素质人材的需要,近年来,在学校和理学院的支持下,力学系对“工程力学”的教学体系进行了全面改革和立体化建设。实现了“工程力学”以素质教育为核心、文字教材与多媒体辅助教学相配套、课堂教学与实践教学相结合的新模式和新方法。 1.根据教学改革的目标及我校的特色,我们对现有工程力学课程的内容重新进行审定,构筑新的课程教学体系,在对课程内容进行更新与整合后,修订教学大纲。从内容体系上看,加强了与工程的联系,教师在课程内容体系中增加了力学在工程中的应用、力学建模等内容,突出教学中的重点和难点,理论联系实际。 2.针对化工、环境工程等专业自编了《工程力学》教材。该教材注重实用性和科学技术的前瞻性,剔除了个别不实用的内容和方法。本教材从工程力学的统一规划安排内容,避免了重复与脱节现象,使整个教材更加紧凑、连贯。同时删除了某些不必要的繁琐推导及内容,更加突出教学重点。在例题、习题的配置上注意了力学方法的掌握,适当减少计算技能的练习量,使学生在较短的学时内,掌握最基本的力学知识。 3.利用现代信息技术,改革教学方法与手段,显著提高教学的效率和效果。为此

西安建筑科技大学理学院《工程力学》课程描述一、课程发展的主要历史沿革工程力学是工科专业专业技术基础主要课程，兼有基础理论和应用技术双重性质。其研究问题、解决问题的方法在科学研究和工程应用方面亦具有代表性。我校是一所以工科为主的多学科大学，具有五十年的历史，工程力学课程作为化工、环境工程、给排水、材料等专业不可缺少的技术基础课也就与我校的历史一样悠久。多年来，我校十分重视工程力学课程的建设，建校之初，即成立了力学教研室。力学学科是我校最早具有硕士学位授予权的学科之一。2006 年以力学教研室为基础成立了力学系。在力学系发展的各个时期都有治学严谨的教师在本课程主持课程建设和执教。教师们既重视基本理论又强调灵活应用；严于律己，也严格要求学生。逐步形成了严谨治学的优良教风。为培养具有创新精神和实践能力的高素质人材的需要，近年来，在学校和理学院的支持下，力学系对“工程力学”的教学体系进行了全面改革和立体化建设。实现了“工程力学”以素质教育为核心、文字教材与多媒体辅助教学相配套、课堂教学与实践教学相结合的新模式和新方法。 1. 根据教学改革的目标及我校的特色，我们对现有工程力学课程的内容重新进行审定，构筑新的课程教学体系，在对课程内容进行更新与整合后，修订教学大纲。从内容体系上看，加强了与工程的联系，教师在课程内容体系中增加了力学在工程中的应用、力学建模等内容，突出教学中的重点和难点，理论联系实际。 2. 针对化工、环境工程等专业自编了《工程力学》教材。该教材注重实用性和科学技术的前瞻性，剔除了个别不实用的内容和方法。本教材从工程力学的统一规划安排内容，避免了重复与脱节现象，使整个教材更加紧凑、连贯。同时删除了某些不必要的繁琐推导及内容，更加突出教学重点。在例题、习题的配置上注意了力学方法的掌握，适当减少计算技能的练习量，使学生在较短的学时内，掌握最基本的力学知识。 3. 利用现代信息技术，改革教学方法与手段，显著提高教学的效率和效果。为此

专门研制了工程力学电子教案和多媒体课件 4.编写和使用了促进学生主动学习的扩充性资料。从2001年起在我校各相关专业工程力学课中配套使用了自编的“工程力学习题册”。扩充性资料的使用取得了良好效果二、教学内容课程内容体系结构本课程以培养基础扎实,适应性强,具有创新精神和实践能力、素质全面的应用型技术人才为目标,以讲清概念、强化应用为重点的原则来确定本课程的主要教学内容和体系结构。在课时压缩的情况下,本课程改变了原"理论力学″和"材料力学″两门课程自成体系的格局,将两门课程整合优化成一门工程力学。并且对课程的内容和结构也进行了相应的调整,做到精简内容、降低难度、减少理论、加强应用、侧重基本概念和基本方法的阐述,同时兼顾对学生分析问题和解决问题能力的培养。具体内容如下理论部分第一章引言静力学基本概念,公理,约束和约束反力,力学模型的建立(受力分析及受力图) 第二章平面力系平面汇交力系的合成与平衡,力对点之矩,平面力偶,力线平移定理,平面任意力系向一点简化,平面任意力系的平衡,物体系统的平衡,考虑摩擦时的平衡问题。第三章空间力系力在空间坐标轴上的投影,空间汇力系的合成与平衡,力对点之矩和力对轴之矩,力偶矩用矢量表示,空间力偶系的合成与平衡,空间任意力系的简化和平衡,重心。第四章材料力学绪论材料力学的任务和研究对象,变形固体的概念及其基本假设:杆件变形的基本形式第五章轴向拉伸和压缩轴向拉伸和压缩的概念及工程实例,内力和截面法,轴力和轴力图,拉(压)杆横截面及斜截面上的应力,轴向拉伸和压缩时的变形,低碳钢的拉伸(压缩)试验,容许应力,强度条件,应力集中的概念,拉(压)超静定问题的概念及其解法,剪切的实用计

专门研制了工程力学电子教案和多媒体课件。 4. 编写和使用了促进学生主动学习的扩充性资料。从 2001 年起在我校各相关专业工程力学课中配套使用了自编的“工程力学习题册”。扩充性资料的使用取得了良好效果二、教学内容课程内容体系结构本课程以培养基础扎实，适应性强，具有创新精神和实践能力、素质全面的应用型技术人才为目标，以讲清概念、强化应用为重点的原则来确定本课程的主要教学内容和体系结构。在课时压缩的情况下，本课程改变了原"理论力学"和"材料力学"两门课程自成体系的格局，将两门课程整合优化成一门工程力学。并且对课程的内容和结构也进行了相应的调整，做到精简内容、降低难度、减少理论、加强应用、侧重基本概念和基本方法的阐述，同时兼顾对学生分析问题和解决问题能力的培养。具体内容如下：理论部分第一章引言静力学基本概念，公理，约束和约束反力，力学模型的建立（受力分析及受力图）。第二章平面力系平面汇交力系的合成与平衡，力对点之矩，平面力偶，力线平移定理，平面任意力系向一点简化，平面任意力系的平衡，物体系统的平衡，考虑摩擦时的平衡问题。第三章空间力系力在空间坐标轴上的投影，空间汇力系的合成与平衡，力对点之矩和力对轴之矩，力偶矩用矢量表示，空间力偶系的合成与平衡，空间任意力系的简化和平衡，重心。第四章材料力学绪论材料力学的任务和研究对象，变形固体的概念及其基本假设；杆件变形的基本形式。第五章轴向拉伸和压缩轴向拉伸和压缩的概念及工程实例，内力和截面法，轴力和轴力图，拉（压）杆横截面及斜截面上的应力，轴向拉伸和压缩时的变形，低碳钢的拉伸（压缩）试验，容许应力，强度条件，应力集中的概念，拉（压）超静定问题的概念及其解法，剪切的实用计

算,挤压的实用计算。第六章扭转扭转的概念及工程实例,传动轴的功率、转速与外力偶矩间的关系:扭矩和扭矩图。簿壁圆筒扭转,纯剪切的概念,剪切虎克定律,剪应变,剪切弹性模量,剪应力互等定理。圆轴扭转的剪应力;极惯性矩,抗扭截面模量:扭转强度条件。扭转超静定问题第七章截面的几何性质静距、惯性矩、惯性积、惯性半径,组合图形静矩的计算及形心位置的确定。组合图形惯性矩和惯性积的计算:平行移轴公式、转轴公式:组合图形惯性矩和惯性积的计算第八章弯曲内力平面弯曲的概念及工程实例,剪力和弯矩,剪力方程和弯矩方程,剪力图和弯矩图弯矩、剪力和荷载集度的微分关系及其在绘制剪力图和弯矩图中的应用,叠加法作弯矩图第九章弯曲应力纯弯曲时的正应力公式;纯弯曲理论的推广;矩形截面梁的剪应力,工字形及其它形状截面梁的剪应力。梁的正应力和剪应力强度条件;梁的合理截面,提高弯曲强度的措施第十章弯曲变形挠度和转角:挠曲线近似微分方程式。用积分法求梁的挠度和转角;用迭加法求梁的挠度和转角;梁的刚度校核:提高弯曲刚度的措施:用形变比较法解简单超静定梁第十一章应力状态和强度理论应力状态的概念,单元体,主应力和主平面:应力状态的分类。二向应力状态下的应力分析。三向应力状态的举例与(简单)分析,最大正应力。广义虎克定律;比能,体积改变比能和形状改变比能。强度理论;相当应力:各种强度理论的使用范围。第十二章组合变形组合变形的概念及工程实例:斜弯曲时的应力和强度计算:拉(压)与弯曲组合时应力和强度计算;偏心压缩(拉伸):弯曲与扭转组合时的强度计算第十三章压杆稳定工程中的稳定问题,细长压杆临界压力的欧拉公式;临界应力:欧拉公式的适用范围。经验公式;临界应力总图。压杆的稳定安全计算。第十四章动载荷和交变应力

算，挤压的实用计算。第六章扭转扭转的概念及工程实例，传动轴的功率、转速与外力偶矩间的关系；扭矩和扭矩图。簿壁圆筒扭转，纯剪切的概念，剪切虎克定律，剪应变，剪切弹性模量，剪应力互等定理。圆轴扭转的剪应力；极惯性矩，抗扭截面模量；扭转强度条件。扭转超静定问题。第七章截面的几何性质静距、惯性矩、惯性积、惯性半径，组合图形静矩的计算及形心位置的确定。组合图形惯性矩和惯性积的计算；平行移轴公式、转轴公式；组合图形惯性矩和惯性积的计算。第八章弯曲内力平面弯曲的概念及工程实例，剪力和弯矩，剪力方程和弯矩方程，剪力图和弯矩图，弯矩、剪力和荷载集度的微分关系及其在绘制剪力图和弯矩图中的应用，叠加法作弯矩图。第九章弯曲应力纯弯曲时的正应力公式；纯弯曲理论的推广；矩形截面梁的剪应力，工字形及其它形状截面梁的剪应力。梁的正应力和剪应力强度条件；梁的合理截面，提高弯曲强度的措施。第十章弯曲变形挠度和转角；挠曲线近似微分方程式。用积分法求梁的挠度和转角；用迭加法求梁的挠度和转角；梁的刚度校核；提高弯曲刚度的措施；用形变比较法解简单超静定梁。第十一章应力状态和强度理论应力状态的概念，单元体，主应力和主平面；应力状态的分类。二向应力状态下的应力分析。三向应力状态的举例与（简单）分析，最大正应力。广义虎克定律；比能，体积改变比能和形状改变比能。强度理论；相当应力；各种强度理论的使用范围。第十二章组合变形组合变形的概念及工程实例；斜弯曲时的应力和强度计算；拉（压）与弯曲组合时应力和强度计算；偏心压缩（拉伸）；弯曲与扭转组合时的强度计算。第十三章压杆稳定工程中的稳定问题，细长压杆临界压力的欧拉公式；临界应力；欧拉公式的适用范围。经验公式；临界应力总图。压杆的稳定安全计算。第十四章动载荷和交变应力

匀加速直线运动时杆件的应力和变形计算:杆件受冲击时的应力和变形计算:提高抗冲击的措施。交变压力概念:应力循环与循环特征:疲劳破坏特点:材料的持久极限及影响构件持久极限的主要因素。提高构件疲劳强度的措施实验部分 (一)拉伸和压缩试验低碳钢拉伸试验: 拉伸图,冷作硬化:应力一应变曲线图及其特征点,强度指标,塑性指标铸铁的拉伸试验低碳钢和铸铁的压缩试验 (二)纯弯曲梁正应力的电测试验用电测法测定梁纯弯曲时横截面上的正应力分布。教学内容组织方式与目的在教学内容的组织方式上按照认知的一般规律,并结合我校不同专业的特点,由浅入深、由简到繁、循序渐进的安排教学内容;同时注重理论教学与实验教学的有机结合。理论教学与实验教两部分内容同步进行,即课堂教学的有关内容结束后,紧跟与课堂教学内容相关的实验课。目的是突出知识和能力这条主线,加强融会贯通,减少重叠。恰当的处理了本课程的基本理论、基本知识、基本方法与实践有机结合。重视工程综合教育和素质教育,重视各课程之间的科学分工和有机联系。课程内容新颖,知识面宽,信息量大通过本课程的学习,可以开发学生的智力,培养学生敏锐的观察能力、丰富的想象能力科学的思维能力,并为后续专业课程的学习和解决工程实际问题提供基本理论和方法。实践性教学环节设计思想与效果实践环节是工程力学课程非常重要的组成部分。本课程的实践性教学环节为4学时必修力学实验和一定数量的开放性试验。其基本设计思想为 1.学习和了解工程力学实验研究方法;掌握工程力学实验中的主要实验技能:巩固所学课程和相关实验课的实验技能。通过让学生自学相关资料,根据所学原理设计实验方案、独立选择和使用相关仪器等活动,培养学生的实践动手能力 2.通过观察实验现象、正确记录实验数据、科学分析处理和表达数据,利用所学理论和实验知识,培养学生的分析问题和解决问题的能力 3.巩固和加深对所学理论的理解,使学生的科研能力得到初步训练

匀加速直线运动时杆件的应力和变形计算；杆件受冲击时的应力和变形计算；提高抗冲击的措施。交变压力概念：应力循环与循环特征；疲劳破坏特点；材料的持久极限及影响构件持久极限的主要因素。提高构件疲劳强度的措施。实验部分（一）拉伸和压缩试验低碳钢拉伸试验：拉伸图，冷作硬化；应力一应变曲线图及其特征点，强度指标，塑性指标；铸铁的拉伸试验低碳钢和铸铁的压缩试验（二）纯弯曲梁正应力的电测试验用电测法测定梁纯弯曲时横截面上的正应力分布。教学内容组织方式与目的在教学内容的组织方式上按照认知的一般规律，并结合我校不同专业的特点，由浅入深、由简到繁、循序渐进的安排教学内容；同时注重理论教学与实验教学的有机结合。理论教学与实验教两部分内容同步进行，即课堂教学的有关内容结束后，紧跟与课堂教学内容相关的实验课。目的是突出知识和能力这条主线，加强融会贯通，减少重叠。恰当的处理了本课程的基本理论、基本知识、基本方法与实践有机结合。重视工程综合教育和素质教育，重视各课程之间的科学分工和有机联系。课程内容新颖，知识面宽，信息量大。通过本课程的学习，可以开发学生的智力，培养学生敏锐的观察能力、丰富的想象能力、科学的思维能力，并为后续专业课程的学习和解决工程实际问题提供基本理论和方法。实践性教学环节设计思想与效果：实践环节是工程力学课程非常重要的组成部分。本课程的实践性教学环节为 4 学时必修力学实验和一定数量的开放性试验。其基本设计思想为： 1. 学习和了解工程力学实验研究方法；掌握工程力学实验中的主要实验技能；巩固所学课程和相关实验课的实验技能。通过让学生自学相关资料，根据所学原理设计实验方案、独立选择和使用相关仪器等活动，培养学生的实践动手能力。 2. 通过观察实验现象、正确记录实验数据、科学分析处理和表达数据，利用所学理论和实验知识，培养学生的分析问题和解决问题的能力。 3. 巩固和加深对所学理论的理解，使学生的科研能力得到初步训练

通过实践性教学环节的训练，提高了学生的分析问题、解决问题和实践动手能力。为后续课程的学习和今后的实际工作打下了良好的基础。三、教学条件本课程的教材的使用与建设根据我校不同专业的特点，本课程选用的教材有：《工程力学》（北京科技大学主编，高等教育出版社），机械类专业使用。《建筑力学》（哈尔滨建筑工程学院编，高等教育出版社），土建类专业使用。教材随时代的发展课程所使用的教材也在不断更新,在此过程中,一直努力建设有自己特色的教材,自编教材有：《工程力学》（童申家、李力、张为民编，陕西科学技术出版社，2001.09），机械类专业使用。《建筑力学》（钟光珞、张为民编，中国建材工业出版社，2002.04），土建类专业使用。该教材出版至今已连续印刷五次，合计 13000 册。先后在多所院校得到广泛使用，受到使用单位的好评。促进学生主动学习的扩充性资料使用情况本课程拥有齐全的教学文件和资料，包括教学大纲、教学日历和实验指导书等。同时在我校各相关专业工程力学课程中配套使用了自编的“工程力学习题册”。此外，学院资料室备有数量充足的教学参考书及相关资料。我校图书馆藏书 141 万册，其中中文图书 109 万册，外文图书 17 万册，期刊 4421 种；订购有清华 CNKI 数据库、万方数据库、人大报刊资料镜像数据库；并且订购多种外文期刊、数据库及学位论文，收藏有一定数量的特种文献和视听资料。以上均为促进学生主动学习提供了指导和便利，效果良好。配套实验教材的教学效果自编了《工程力学》实验教学大纲，工程力学课程实验指导书，实验报告等，用于指导实验教学，使用效果良好。实验教学环境力学实验室面积 1000 平方米，实验设备 250 台件，实验设备总价值 160 万元，其

中用于工程力学实验的设备100多台件,总价值约100万元。完全能够满足在校学生的实践性教学要求。此外为学生开始的开放性实验提供实验条件,取得良好的结果。网络教学环境随着我校校园网的建立,学生实践环境、网络环境得到改善。我们也为此制作了网上答疑系统,编制了学生成绩登记自动统计计算联表。教学大纲、教学日历、课程教案、习题课教案等均已上网。学生成绩也实现了网上公布,为学生及时查询成绩提供了方便四、教学方法与教学手段 1.强调工程力学课程作为专业技术基础课,在各自专业中的关键作用。明确工程力学课程与后续专业课的的关系。使学生认识到学习本课程的重要性,从而提高学生学习的自觉性和积极性 2.在教学方法上采用启发式、讨论式、提问式等多种方式。营造生动活泼、师生互动的课堂氛围,以激发学生的学习兴趣,促进学生积极思考。这种教学模式较好地调动了学生的积极性,让他们从多角度去讨论分析问题,寻求解决问题的方法。其效果十分显著,深受学生欢迎。 3.加强课程实验和实践性环节,在必修实验和开放性实验中,学生进行数据处理和分析大大提高了学生动手能力 4.工程力学的知识与工程实际有着紧密的联系。在教学手段的应用上,传统的黑板加粉笔的模式已经不能完全反映教学内容与工程实际的联系,因此必须充分利用现代化教学手段,结合多媒体教学与各种传统教学手段的优势,增强课堂教学的生动性和启发性,提高学生理解和掌握力学的基本概念、理论、方法的能力,从而提高工程力学的教学质量和教学效果。近年来,我们在教学中加强了各种力学教具与现代教育技术、手段的综合运用, 制作了工程力学教具数十件(套)以及各类力学多媒体教学课件。另外,在课件中加入定数量的动画、影片和图片。制作了《工程力学》及习题课电子教案,《理论力学》电子教案,《材料力学》电子教案。多媒体教学课件和各种工程力学教具的综合使用,使得些过度抽象的力学概念、难于理解的力学现象变得迎刃而解,教学效果明显,受到学生们的极大欢迎。 5.实行教考分离。考试均用题库A、B卷及标准答案,流水批卷。对考核结果及时作出试

中用于工程力学实验的设备 100 多台件，总价值约 100 万元。完全能够满足在校学生的实践性教学要求。此外为学生开始的开放性实验提供实验条件，取得良好的结果。网络教学环境随着我校校园网的建立，学生实践环境、网络环境得到改善。我们也为此制作了网上答疑系统，编制了学生成绩登记自动统计计算联表。教学大纲、教学日历、课程教案、习题课教案等均已上网。学生成绩也实现了网上公布，为学生及时查询成绩提供了方便。四、教学方法与教学手段 1．强调工程力学课程作为专业技术基础课，在各自专业中的关键作用。明确工程力学课程与后续专业课的的关系。使学生认识到学习本课程的重要性，从而提高学生学习的自觉性和积极性。 2．在教学方法上采用启发式、讨论式、提问式等多种方式。营造生动活泼、师生互动的课堂氛围，以激发学生的学习兴趣，促进学生积极思考。这种教学模式较好地调动了学生的积极性，让他们从多角度去讨论分析问题，寻求解决问题的方法。其效果十分显著，深受学生欢迎。 3．加强课程实验和实践性环节，在必修实验和开放性实验中，学生进行数据处理和分析，大大提高了学生动手能力。 4.工程力学的知识与工程实际有着紧密的联系。在教学手段的应用上，传统的黑板加粉笔的模式已经不能完全反映教学内容与工程实际的联系，因此必须充分利用现代化教学手段，结合多媒体教学与各种传统教学手段的优势，增强课堂教学的生动性和启发性，提高学生理解和掌握力学的基本概念、理论、方法的能力，从而提高工程力学的教学质量和教学效果。近年来，我们在教学中加强了各种力学教具与现代教育技术、手段的综合运用，制作了工程力学教具数十件（套）以及各类力学多媒体教学课件。另外，在课件中加入一定数量的动画、影片和图片。制作了《工程力学》及习题课电子教案，《理论力学》电子教案，《材料力学》电子教案。多媒体教学课件和各种工程力学教具的综合使用，使得一些过度抽象的力学概念、难于理解的力学现象变得迎刃而解，教学效果明显，受到学生们的极大欢迎。 5．实行教考分离。考试均用题库 A、B 卷及标准答案，流水批卷。对考核结果及时作出试