《工程力学Ⅱ》课程教学大纲 课程编号:01120120 英文名称: Engineering Mechanics 课程类别:必修课 课程性质:专业基础课 授课专业(考试、考查):材料物理、材料成型专业(考试) 学时:90 学分:4.5 实验学时 课内上机学时 预修课程:《高等数学》、《工程制图》、《物理学》 课程内容 本课程的主要任务是使学生掌握质点、质点系和刚体平衡的基本规律和分析方法,明确杄件的内力、应力、应变、强度、刚度和 稳定性等基本概念,掌握必要的基础知识、一定的分析计算能力和初步的试验能力。为学习有关的后继课程打好必要的基础,并为将 来学习和掌握新的科学技术创造条件;初步学会利用工程力学的理论和方法分析、解决一些工程实际问题,结合本课程的特点,培养 学生的辩证唯物主义世界观 《工程力学》课程教学大纲 学时数:90学分数:4.5 开课学期:第3学期 课程类别:必修课 课程性质:专业基础课 课程的性质和目的 《工程力学》是高等学校工学科类本科的一门重要技术基础课。在许多工程技术领域中有着广泛的用。本课程的任务是使学 生对工程中杄件的平衝,强度,刚度和稳定性问题具有明确的基本概念,必要的基础知识和初步的计算能力,从而使茡生能对简单工 程实际问题进行定性和定量的力学分析。 课程的教学内容 第1章、绪论 基本内容和要求 了解工程力学的研究对象、目的、内容:静力学和材料力学; 受力分析,平衡规律介绍 内力和外力、刚度、强度和稳定性概念介绍 ·了解变形固体的基本假设,杆件变形的四种基本形式,理解构件的承载 能力的概念。 教学重点 1、了解内力、应力和应变的概念; 2、掌握内力的计算、截面法的概念。 教学难点:截面法的运用。 第2章、物体的受力分析 基本内容和要求 里解静力学基本概念和公理 理解约束和约束反力概念,掌握常见约束反力的画法; 3、掌握物体及物体系受力图的画法
《工程力学Ⅱ 》课程教学大纲 课程编号： 01120120 英文名称： Engineering Mechanics 课程类别：必修课 课程性质：专业基础 课 授课专业（考试、考查）：材料物理、材料成型 专业 （考试） 学时： 90 学分： 4.5 实验学时： 课内上机学时： 预修课程： 《 高等数学 》、《 工程制图 》、《物理学》。 课程内容： 本课程的主要任务是使学生掌握质点、质点系和刚体平衡的基本规律和分析方法，明确杆件的内力、应力、应变、强度、刚度和 稳定性等基本概念，掌握必要的基础知识、一定的分析计算能力和初步的试验能力。为学习有关的后继课程打好必要的基础，并为将 来学习和掌握新的科学技术创造条件；初步学会利用工程力学的理论和方法分析、解决一些工程实际问题，结合本课程的特点，培养 学生的辩证唯物主义世界观。 《工程力学》课程教学大纲 学时数： 90 学分数： 4.5 开课学期： 第 3 学期 课程类别：必修课 课程性质：专业基础 课 一、课程的性质和目的 《工程力学》 是 高等学校 工学科类本科的 一门重要 技术基础课。在许多工程技术领域中有着广泛的用。本课程的任务是使学 生对工程中杆件的平衡，强度，刚度和稳定性问题具有明确的基本概念，必要的基础知识和初步的计算能力，从而使学生能对简单工 程实际问题进行定性和定量的力学分析。 二 . 课程的教学内容 第 1 章、 绪论 基本内容和要求： • 了解工程力学的研究对象、目的、内容：静力学和材料力学； • 受力分析，平衡规律介绍； • 内力和外力、刚度、强度和稳定性概念介绍； • 了解变形固体的基本假设，杆件变形的四种基本形式，理解构件的承载 能力的概念。 教学重点： 1 、了解内力、应力和应变的概念； 2 、掌握内力的计算、截面法的概念。 教学难点：截面法的运用。 第 2 章、物体的受力分析 基本内容和要求： • 理解静力学基本概念和公理； 2 、理解约束和约束反力概念，掌握常见约束反力的画法； 3 、掌握物体及物体系受力图的画法
教学重点 约束的性质 教学难点:物体系受力图的画法。 第3章、基本力系 基本内容和要求 1、汇交力系合成与平衡的解析法:理解力在直角坐标轴上的投影和合力投影定理; 2、理解力矩的概念和合力矩定理,理解力偶的概念、性质,掌握力偶系的合成与平衡条件。 教学重点 平衡问题的解析法 ·力矩的计算和力偶的性质 教学难点:力矩的计算和力偶的性质 第4章、一般力系 基本内容和要求 理解力的平移定理,理解平面任意力系的简化方法及简化结果 掌握平面任意力系的平衡方程及应用; 了解静定和超静定的概念,掌握简单物体系统平衡问题的解法 了解考虑摩擦时平衡问题的解法 教学重点 平面任意力系的平衡方程 物体系统的平衡分析和计算 教学难点:物体系统的平衡 第5章、空间力系 基本内容和要求 了解空间任意力系的平衡方程 了解空间平衡问题的解法和思路 教学重点:空间任意力系的平衡方程 教学难点:空间力的投影计算和力矩计算 第6章、轴向拉伸、压缩与剪切 基本内容和要求 理解轴向拉伸与压缩的概念,掌握截面法、轴力与轴力图 掌握轴向拉伸与压缩时的应力计算,掌握横截面和斜截面上的应力计算 掌握虎克定律; 了解材料在拉压时的力学性能,理解低碳钢和铸铁的力学性能 掌握拉压杄的强度计算,理解许用应力概念,掌握强度条件及其应用 掌握拉伸、压缩超静定问题的分析思路和方法 ·介绍拉压与剪切应变能的计算和应力集中的概念
教学重点： • 约束的性质； • 物体系受力图的画法。 教学难点：物体系受力图的画法。 第 3 章、基本力系 基本内容和要求： 1 、汇交力系合成与平衡的解析法：理解力在直角坐标轴上的投影和合力投影定理； 2 、理解力矩的概念和合力矩定理，理解力偶的概念、性质，掌握力偶系的合成与平衡条件。 教学重点： • 平衡问题的解析法； • 力矩的计算和力偶的性质。 教学难点：力矩的计算和力偶的性质。 第 4 章、一般力系 基本内容和要求： • 理解力的平移定理，理解平面任意力系的简化方法及简化结果； • 掌握平面任意力系的平衡方程及应用； • 了解静定和超静定的概念，掌握简单物体系统平衡问题的解法； • 了解考虑摩擦时平衡问题的解法。 教学重点： • 平面任意力系的平衡方程； • 物体系统的平衡分析和计算。 教学难点：物体系统的平衡。 第 5 章、空间力系 基本内容和要求： • 了解空间任意力系的平衡方程； • 了解空间平衡问题的解法和思路。 教学重点： 空间任意力系的平衡方程。 教学难点： 空间力的投影计算和力矩计算。 第 6 章、轴向拉伸、压缩与剪切 基本内容和要求： • 理解 轴向拉伸与压缩的概念，掌握截面法、轴力与轴力图； • 掌握轴向拉伸与压缩时的应力计算，掌握 横截面和斜截面上的应力计算， 掌握虎克定律； • 了解 材料在拉压时的力学性能，理解低碳钢和铸铁的力学性能； • 掌握拉压杆的强度计算，理解许用应力 概念， 掌握强度条件及其应用； • 掌握 拉伸、压缩超静定问题的分析思路和方法； • 介绍拉压与剪切应变能的计算和应力集中的概念；
理解剪切和挤压的概念,掌握剪切和挤压的实用计算 教学重点 轴向拉伸与压缩时横截面上的内力和应力; 轴向拉伸或压缩时的变形 胡克定律 教学难点:静不定问题及其求解思路和方法 第7章、圆轴扭转 基本内容和要求 1、理解圆轴扭转的概念,扭矩和扭矩图,掌握扭矩和扭矩图的计算和画法;2、掌握圆轴扭转时橫截面上的应力计算和强 度条件及其应用 3、掌握圆轴扭转时的变形计算和刚度条件及其应用; 简单介绍非圆截面轴扭转及薄壁杆扭转。 教学重点 圆轴扭转时的应力和强度计算; 2、扭转时的变形和刚度计算。 教学难点:圆轴扭转时的扭矩正负规定与应力分布规律。 第8章、弯曲内力 基本内容和要求 理解平面弯曲的概念,掌握剪力和弯矩的计算、剪力方程和弯矩方程的 建立方法 理解剪力图和弯矩图的概念,掌握弯矩、剪力与载荷集度间的关系,熟 练绘制剪力图和弯矩图; 3、介绍刚架和平面曲杆的内力计算方法和弯矩图的画法 教学重点 弯曲的剪力和弯矩及其计算方法 ·剪力图和弯矩图的画法 教学难点:利用载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系的几何意义直接绘制剪力图和弯矩图。 第9章、弯曲应力和强度 基本内容和要求 截面几何性质; ·掌握梁弯曲时橫截面正应力分布与计算,掌握梁的强度条件及其应用; ·了解横截面切应力计算方法 介绍提高弯曲梁强度的措施 教学重点:梁在纯弯曲时的正应力计算,梁的强度条件及其应用。 教学难点:脆性材料梁弯曲时危险截面的判断和强度分析。 第10章、梁的变形 基本内容和要求 掌握挠度和转角的两种计算方法:积分法和疊加法
• 理解剪切和挤压的概念，掌握剪切和挤压的实用计算。 教学重点： • 轴向拉伸与压缩时横截面上的内力和应力； • 轴向拉伸或压缩时的变形； • 胡克定律。 教学难点：静不定问题及其求解思路和方法 . 第 7 章、圆轴扭转 基本内容和要求： 1 、 理解 圆轴扭转的概念 , 扭矩和扭矩图，掌握扭矩和扭矩图 的计算和画法； 2 、掌握 圆轴扭转时横截面上的应力计算和强 度条件及其应用； 3 、掌握圆轴扭转时的变形计算和刚度条件及其应用 ； • 简单介绍非圆截面轴扭转及薄壁杆扭转。 教学重点： • 圆轴扭转时的应力和强度计算； 2 、 扭转时的变形和刚度计算。 教学难点：圆轴扭转时的扭矩正负规定与应力分布规律。 第 8 章、弯曲 内力 基本内容和要求： • 理解平面弯曲的概念，掌握剪力和弯矩的计算、剪力方程和弯矩方程的 建立方法； • 理解剪力图和弯矩图的概念，掌握弯矩、剪力与载荷集度间的关系，熟 练绘制剪力图和弯矩图； 3 、介绍刚架和平面曲杆的内力计算方法和弯矩图的画法。 教学重点： • 弯曲的剪力和弯矩及其计算方法； • 剪力图和弯矩图的画法； 教学难点：利用载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系的几何意义直接绘制剪力图和弯矩图。 第 9 章、 弯曲应力和强度 基本内容和要求： • 截面几何性质； • 掌握梁弯曲时横截面正应力分布与计算， 掌握梁的强度条件及其应用； • 了解横截面切应力计算方法 ； • 介绍提高弯曲梁强度的措施。 教学重点：梁在纯弯曲时的正应力计算，梁的强度条件及其应用。 教学难点：脆性材料梁弯曲时危险截面的判断和强度分析。 第 10 章、梁的变形 基本内容和要求： • 掌握挠度和转角 的两种 计算方法：积分法和叠加法；
理解提高弯曲梁强度和刚度的措施 了解简单超静定梁的分析方法。 教学重点:梁的挠曲线近似微分方程,用积分法、疊加法求梁的挠度和转角。 教学难点:积分法计算梁挠度时积分边界条件的确定。 第11章、应力和应变分析、强度理论 基本内容和要求 理解应力状态、主应力和主平面概念 熟练掌握平面应力状态下应力、应变计算方法,熟练计算主应力 理解应力圆概念和画法,掌握三向应力状态下的最大应力计算方法; 理解广义虎克定律,E、G、m之间的关系; ·掌握常用的四个强度理论及其应用 教学重点 应力状态、主应力和主平面的概念 立力和最大剪应力的解析法计算; 四种常用强度理论及其应用。 教学难点:应力状态概念、应力圆的概念和画法。 第12章、组合变形 基本内容和要求 理解拉压与弯曲组合变形概念,理解组合变形研究思路 掌握拉压与弯曲组合变形计算方法,掌握弯扭组合变形计算方法。 教学重点:弯扭组合时的强度计算问题。 教学难点:求解扭转与弯曲的组合的原理和方法 第13章、压杆稳定 基本内容和要求 1、压杄稳定性概念,两端铰攴细长压杄临界载荷的欧拉公式,两端非铰支细长压杄的临界载荷; 2、长度系数与柔度,欧拉公式的应用范围,中柔度杄临界应力的经验公式,临界应力总图 压杆稳定性计算,提高压杄稳定性的措施; ·介绍提高压杆稳定性的措施。 教学重点:压杆稳定性概念,压杆临界力计算的欧拉公式,压杆稳定性校核。 教学难点:用安全系数法进行压杆稳定性校核。 第14章、动载荷 基本内容和要求 理解动载荷的概述 掌握动静法的应用,掌握能量法计算杄件受冲击时的应力和变形 教学重点:动静法的应用,自由落体冲击载荷下的动应力和变形 教学难点:自由落体冲击载荷下的动应力和变形。 第15章、交变应力与疲劳失效
• 理解 提高弯曲梁强度和刚度的措施； • 了解简单超静定梁的分析方法。 教学重点：梁的挠曲线近似微分方程，用积分法、叠加法求梁的挠度和转角。 教学难点：积分法计算梁挠度时积分边界条件的确定。 第 11 章、 应力和应变分析、强度理论 基本内容和要求： • 理解应力状态、主应力和主平面概念； • 熟练掌握平面应力状态下应力、应变计算方法，熟练计算主应力； • 理解应力圆概念和画法，掌握三向应力状态下的最大应力计算方法； • 理解广义虎克定律，Ｅ、Ｇ、 m 之间的关系； • 掌握常用的四个强度理论及其应用。 教学重点： • 应力状态、主应力和主平面的概念，； • 主应力和最大剪应力的解析法计算； • 四种常用强度理论及其应用。 教学难点：应力状态概念、应力圆的概念和画法。 第 12 章、组合变形 基本内容和要求： • 理解拉压与弯曲组合变形概念，理解组合变形研究思路； • 掌握拉压与弯曲组合变形计算方法，掌握弯扭组合变形计算方法。 教学重点：弯扭组合时的强度计算问题。 教学难点：求解扭转与弯曲的组合的原理和方法。 第 13 章、压杆稳定 基本内容和要求： 1 、压杆稳定性概念，两端铰支细长压杆临界载荷的欧拉公式，两端非铰支细长压杆的临界载荷； 2 、长度系数与柔度，欧拉公式的应用范围，中柔度杆临界应力的经验公式，临界应力总图； • 压杆稳定性计算，提高压杆稳定性的措施； • 介绍 提高压杆稳定性的措施。 教学重点： 压杆稳定性概念，压杆临界力计算的欧拉公式，压杆稳定性校核。 教学难点：用安全系数法进行压杆稳定性校核。 第 14 章、动载荷 基本内容和要求： • 理解动载荷的 概述； • 掌握动静法的应用，掌握能量法计算杆件受冲击时的应力和变形。 教学重点：动静法的应用，自由落体冲击载荷下的动应力和变形。 教学难点：自由落体冲击载荷下的动应力和变形。 第 15 章、交变应力与疲劳失效
基本内容和要求 理解交变应力与疲劳失效的概念; 掌握应力比,S-N曲线,持久极限及其影响因素等; 了解提高疲劳强度的主要措施。 教学重点:交变应力与疲劳失效的概念,持久极限及其影响因素。 教学难点:用安全系数法对构件疲劳强度进行计算 第16章、能量方法 基本内容和要求 能量法的概念和分析方法介绍 杆件应变能的计算,外力功与应变能的一般表达式 ·卡氏第二定理,单位载荷法、莫尔积分。 教学重点:应变能的概念、卡氏第二定理和单位载荷法, 教学难点:利用单位载荷法计算结构位移。 第17章、超静定结构 基本内容和要求 超静定结构概述 ·用力法分析静不定问题(内静不定问题和外静不定问题),对称与反对称 静不定问题分析。 教学重点:用力法分析静不定问题 教学难点:对称与反对称静不定问题分析 三、课程教学的基本要求 1.课堂授课 教学方法采用:以课堂教学为主;安排一定学时组织学生自学和课堂讨论,并至少安排二个单元课外时间观看录像和多媒体课 件。轴向拉压、圆截面轴的扭转、弯曲正应力三个实验 2.作业方面 作业习题随堂布置,习题数量随教学内容而定,定期讲解作业问题,以便结合习题巩固和深化所学内容。答疑毎周至少一单元时 间。 3.考核方式 本课程的考核方式以闭卷考试为主,题型有名词解释、填空题、选择题、判断题、简答题和计算题等。统一岀题,统一阅卷,统 一评分。百分制打分,平时成绩可占20% 四、课程学时分配 讲课内容 学时 2、基本概念、物体的受力分析 简单力系 4、平面任意力系 6、轴向拉伸、压缩与剪切 2448206 7、扭转 8、弯曲内力 9、弯曲应力和强度 10 10、弯曲变形
基本内容和要求： • 理解 交变应力与疲劳失效的概念； • 掌握 应力比， S-N 曲线，持久极限及其影响因素等； • 了解提高疲劳强度的主要措施。 教学重点： 交变应力与疲劳失效的概念， 持久极限及其影响因素。 教学难点：用安全系数法对构件疲劳强度进行计算。 第 16 章、能量方法 基本内容和要求： • 能量法的概念和分析方法介绍； • 杆件应变能的计算，外力功与应变能的一般表达式； • 卡氏第二定理，单位载荷法、莫尔积分。 教学重点： 应变能的概念、卡氏第二定理和 单位载荷法 。 教学难点：利用单位载荷法计算结构位移。 第 17 章、超静定结构 基本内容和要求： • 超静定结构概述； • 用力法分析静不定问题 ( 内静不定问题和外静不定问题 ) ，对称与反对称 静不定问题分析。 教学重点：用力法分析静不定问题。 教学难点：对称与反对称静不定问题分析 三、课程教学的基本要求 1. 课堂授课 教学方法采用： 以课堂教学 为主；安排一定学时组织学生自学和课堂讨论，并至少安排二个单元课外时间观看录像和多媒体课 件。轴向拉压、圆截面轴的扭转、弯曲正应力三个实验。 2. 作业方面 作业习题随堂布置，习题数量随教学内容而定，定期讲解作业问题，以便结合习题巩固和深化所学内容。答疑每周至少一单元时 间。 3. 考核方式 本课程的考核方式以闭卷考试为主，题型有名词解释、填空题、选择题、判断题、简答题和计算题等。统一出题，统一阅卷，统 一评分。百分制打分，平时成绩可占 20% 。 四、课程学时分配 讲 课 内 容 学 时 1 、 绪论 2 2 、基本概念、 物体的受力分析 4 3 、简单力系 4 4 、平面任意力系 8 5 、空间力系 2 6 、轴向拉伸、压缩与剪切 10 7 、 扭转 6 8 、弯曲内力 6 9 、弯曲应力和强度 10 10 、弯曲变形 4
1、应力和应变分析、强度理论 2、组合变形 压杆稳定 14、动载荷 15、交变应力 16、能量方法 17、超静定结构 4442444 18、机动 合计 五、建议教材与教学参改书 1.浙江大学.《理论力学》.高等教育出版社,2005年4月 2.范钦珊,施燮琴,孙汝劼.《工程力学》.高等教育岀版社,2003年8月 3.刘鸿文.《材料力学》.高等教育出版社,2004年1月 4.冯军刚,陈满国,李军强,张光伟.《理论力学》.陕西科学技术出版社, 制订者(签字):校对者(签字) 审定者(签章):批准者(签章)
11 、 应力和应变分析、强度理论 8 12 、组合变形 4 13 、压杆稳定 4 14 、动载荷 4 15 、交变应力 2 16 、能量方法 4 17 、超静定结构 4 18 、机动 4 合 计 90 五、建议教材与教学参改书 1 ．浙江大学 . 《 理论力学》 . 高等教育出版社 ,2005 年 4 月 2 ． 范钦珊，施燮琴，孙汝劼 . 《工程力学》 . 高等教育出版社 ,2003 年 8 月 3 ．刘鸿文 . 《材料力学》 . 高等教育 出版社 , 2004 年 1 月 4 ．冯军刚，陈满国，李军强，张光伟 . 《理论力学》 . 陕西科学技术出版社 , 制订者（签字）： 校对者（签字）： 审定者（签章）： 批准者（签章）：