工程力学III.doc

《工程力学I》教学大纲 总学时： 48 理论课学时： 48 实验课学时： 0 一、课程的性质 ? 工程力学是一门由基础理论课过渡到专业课的技术基础课。主要研究机械设备零件及结构构件的受力，以及杆件在载荷作用下的强度、刚度和稳定性的问题，为工程有关零构件设计提供必要的基础知识和计算方法。 二、课程的目的与教学基本要求 本课程是由理论力学的静力学部分和材料力学的基本部分所组成。通过静力学的学习，要求学生熟练掌握构件平衡时的受力分析和计算方法。通过材料力学的学习，要求学生熟练掌握杆件的四种基本变形和组合变形的内力、应力及变形的计算方法，从而解决杆件的强度、刚度的问题。本课程的前修课程为高等数学和物理学。 教学基本要求： （1）熟练掌握物体平衡时的受力分析和计算方法。 （2）基本掌握将一般工程零部件或结构简化为力学简图的方法。（3）牢固树立四种基本变形及组合变形的概念，熟练掌握直杆的受力分析。（4）熟练掌握杆件在基本变形下的内力、应力、位移及应变的计算，并能应用强度、刚度条件进行计算。（5）了解平面几何图形的性质，能计算简单图形的静矩、形心、惯性矩、圆截面的极惯性矩。能用平行移轴公式求简单组合截面的惯性矩。会应用型钢表。 （6）熟练掌握求解简单超静定问题的基本原理和方法，正确建立变形条件，掌握求解轴向拉压超静定、简单超静定梁问题。（7）掌握常用金属材料的力学性质及测定方法。（8）理解剪切的概念，能进行剪切和挤压的实用计算。 三、课程适用专业 高分子工程、材料化学工程、轻化工程、资源工程、糖工程、工业设计等专业。 课程的教学内容、要求与学时分配 第一部分 静力学（共14学时） 　1． 静力学基础（6学时）???静力学的任务及研究对象。力及其性质。力矩。力偶及其性质。约束和约束力。研究对象和受力图。 　2． 力系的简化（2学时）???力的平移定理。平面力系的简化。　 　3． 力系的平衡（6学时）???平面力系的平衡方程。空间力系的平衡方程。物体系统的平衡问题。静定和超静定问题的基本概念。 第二部分 材料力学（34学时） 　1． 材料力学的基本概论（2学时）????材料力学的任务及研究对象；变形固体的概念及基本假设；内力与截面法。应力与应变的概念。 2. 杆件的内力与内力图（8学时） 轴向拉压杆的轴力及轴力图。 功率、转速与外力偶矩的关系。扭转杆的扭矩及扭矩图。 梁的计算简图。平面弯曲梁的剪力和弯矩。弯矩方程和剪力方程。剪力图和弯矩图。弯矩、剪力与分布荷载集度间的关系及其应用；简易法作梁的内力图。 3. 轴向拉压杆件的强度与变形计算（6学时） 轴向拉压杆横截面和斜截面上的应力。 轴向拉压杆的纵向变形和横向变形计算。拉(压)刚度。弹性模量和泊松比。胡克定律。 轴向拉压杆的强度条件和强度计算。安全系数与许用应力。 简单拉压超静定问题。 4. 材料在拉伸和压缩时的力学性能（2学时） 低碳钢的拉抻试验，应力——应变图及其特征点：比例极限、弹性极限、屈服极限、强度极限。冷作硬化。 塑性指标：延伸率与截面收缩率。材料的塑性和脆性的概念。 其他塑性材料在拉伸时的力学性质。名义屈服极限。 铸铁在拉伸时的力学性质。 低碳钢和铸铁在压缩时的力学性质。 5. 扭转杆件的强度与刚度计算（4学时） 圆轴扭转时剪应力的计算。切变模量。极惯性矩及扭转截面系数。 纯剪切。剪应力互等定理。剪切虎克定律。各向同性材料E、G、μ间的关系。 圆轴扭转时的变形计算。扭转刚度。 受扭圆轴的强度条件及刚度条件。 6. 平面图形的几何性质（2学时） 静矩、形心、惯性矩、极惯性矩、惯性积。简单组合图形惯性矩的计算。 惯性矩的平行移轴公式。 7. 平面弯曲杆件的应力与强度计算（4学时） 纯弯曲情况下的正应力公式推导。 横力弯曲时梁横截面上的正应力。弯曲截面系数。 矩形截面梁的切应力，圆形及工字形截面梁的最大切应力。 弯曲正应力强度条件。弯曲切应力强度条件。 梁的合理强度设计。 8. 平面弯曲杆件的变形与刚度计算（4学时） 挠度和转角。梁的挠曲线及其近似微分方程。 用积分法求梁的挠度和转角。确定积分常数的边界条件和连续性条件。 用叠加法求梁的挠度和转角。 梁的刚度条件与合理刚度设计。 用变形比较法解超静定梁。 9. 联接件的剪切与挤压的工程实用计算（2学时） 剪切与挤压的概念。剪切与挤压的工程实用计算。 教材和主要参考资料 何庭蕙，黄小清，陆丽芳.《工程力学》（第二版）.广州：华南理工大学出版社，2010 单辉祖，谢传锋. 工程力学. 北京：高等教育出版社，2005 孙训方等. 材料力学（第4版）（I）. （普通高等教育＂十五＂国家级规划教材）. 北京： 高等教育出版社，2002 单辉祖. 材料力学（第2版）（I）. （普通高等