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智能制造工程力学A上课程教学大纲
(EngineeringMechanicsA(I))
一、课程概况
课程代码:0107020学分:4.5
学时:72(其中:讲授学时68,实验学时4)先修课程:高等数学、大学物理
适用专业:机械电子工程
建议教材:《工程力学》,王永廉,机械工业出版社,2014.1课程归口:航空与机械工程学院
课程的性质与任务:工程力学I是机械类各专业的一门必修专业基础课程,也是一门理论性较强、与工程技术联系极为密切的技术基础学科。工程力学I在诸多工程技术领域有着广泛的应用,是解决工程实际问题的重要基础。课程的任务是培养学生掌握将工程实际构件抽象为力学模型,对静平衡问题分析求解的方法;掌握研究杆件在外力作用下的内力、应力、变形分析的基本原理和方法;掌握研究杆件强度、刚度和稳定性的基本理论和计算方法;理解常见工程材料的力学性能及其测试方法,具备一定的实验分析能力和掌握一定的实验技能。培养学生积极进取、勇于创新的时代精神和服务社会的意识。
二、课程目标
目标1.掌握将工程实际构件抽象为力学模型,对静平衡问题分析求解的方法。目标2.掌握研究杆件在外力作用下的内力、应力、变形分析的基本原理和方
法。
目标3.理解常见工程材料的力学性能及其测试方法,具备一定的实验分析能
力和掌握一定的实验技能。体现积极进取、勇于创新的时代精神和服务社会的意识。
本课程支撑专业培养计划中毕业要求1-2、毕业要求2-1和毕业要求4-1,对应关系如表所示。
毕业要求指标点
课程目标
目标1
目标2
目标3
毕业要求1-2
√
毕业要求2-1
√
毕业要求4-1
√
三、课程内容及要求
静力学
掌握工程对象中力、力矩、力偶等基本概念及其性质。能熟练地计算力的投影、力对点的矩和力对轴的矩,以及力偶矩及其投影。掌握约束的概念和各种常见约束力的性质。能熟练地画出单个刚体及刚体系的受力图。
掌握各种类型力系的简化方法和简化结果,包括分布力系简化的概念及其位置计算的方法。掌握力系的主矢和主矩的基本概念及其性质。能熟练地计算各类力系的主矢和主矩。
掌握各种类型力系的平衡条件。能熟练地利用平衡方程求解单个刚体和刚体系的平衡问题。了解结构的静定与静不定概念。掌握滑动摩擦、摩擦力和摩擦角的概念。能求解考虑滑动摩擦时简单刚体系的平衡问题。
思政元素:通过专业发展史的介绍,引导学生的用于探究的科学探索精神和精益求精的工匠精神,并将其转化为努力学习和用于创新的动力。
材料力学
理解材料力学的任务、变形固体的基本假设和基本变形的特征;掌握正应力和切应力、正应变和切应变的概念。
轴向拉伸与压缩
掌握截面法,熟练地绘制轴力图。掌握直杆在轴向拉伸与压缩时横截面、斜截面上的应力计算;了解安全因数及许用应力的确定,能熟练地进行强度校核、截面设计和许用载荷的计算。
掌握胡克定律,了解泊松比,掌握直杆在轴向拉伸与压缩时的变形和应变计算。
了解应力集中概念和圣维南原理。
剪切与挤压
掌握剪切和挤压(工程)实用计算。
思政元素:介绍基本原理在工程中的应用,引发学生对基础知识的重视,培养他们用理论指导实践能力。
扭转
掌握扭转时外力偶矩的换算;掌握截面法,熟练地绘制扭矩图。掌握薄壁圆筒扭转时的切应力计算,掌握切应力互等定理和剪切胡克定律。
掌握圆轴扭转时的应力与变形计算,能熟练地进行扭转的强度和刚度计算。
截面几何性质
掌握平面图形的形心、静矩、惯性矩、极惯性矩和平行移轴公式的应用;了解转轴公式;
弯曲
掌握纯弯曲、平面弯曲、对称弯曲和横力弯曲的概念;掌握弯曲时的载荷集度、剪力和弯矩的微分关系及其应用,能熟练地绘制剪力图、弯矩图。掌握弯曲正应力和切应力的计算,了解弯曲切应力的概念,掌握强度计算;了解提高梁弯曲强度的措施。
掌握梁的挠度和转角的计算方法,理解刚度分析的基本方法;了解提高梁弯曲刚度的措施。
应力状态和强度理论
理解应力状态的概念,掌握平面应力状态下应力分析方法;了解三向应力状态的概念;掌握主应力、主平面和最大切应力的计算。
掌握广义胡克定律;
理解强度理论的概念;掌握四种常用强度理论及其应用。
组合变形
理解组合变形的概念,掌握杆件的拉伸(压缩)和弯曲、扭转与弯曲组合变形的应力与强度计算。
压杆稳定
掌握压杆稳定性的概念、细长压杆的欧拉公式及其适用范围;掌握不同柔度压杆的临界应力和安全因数法的稳定性计算;了解提高压杆稳定性的措施。
2.10.材料的力学性能及电测实验
理解材料在拉伸和压缩时的力学性能,了解低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时力学性能的测试方法。理解电阻应变测试技术的基本原理,掌握弯曲正应力的测试原理与方法,掌握材料弹性模量和泊松比的测试原理与方法,
教学内容与课程目标的对应关系及学时分配如表所示。
序号
教学内容
支撑的课
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