工程力学 A(Ⅱ) Engineering mechanics A(Ⅱ) 课程编号 :24320530 学分 :4 学时 :60 ( 其中 : 讲课学时 :60 实验学时 :0 上机学时 :0) 先修课程 : 高等数学 大学物理 工程图学, 理论力学适用专业 : 车辆工程 交通工程 交通运输 机械设计制造及其自动化 机械电子工程 农业机械化及其自动化等教材 : 材料力学 (I)(II), 刘鸿文, 高等教育出版社,2011 年 1 月第 5 版开课学院 : 土木工程与力学学院一 课程的性质与任务 : 工程力学 A(Ⅱ), 也就是通常所说的材料力学是机械类各专业的一门主要技术基础课 其主要任务是使学生对杆件的强度 刚度和稳定性问题具有明确的基本概念 必要的基础理论知识 比较熟练的计算能力 一定的分析能力和实验能力 为学习后继课程, 从事工程技术工作, 科学研究以及开拓新技术领域, 打下坚实的基础 通过本课程的学习, 一方面为后续课程奠定必要的基础, 同时培养学生分析和解决工程问题的能力 二 课程的基本内容及要求 : ( 一 ) 绪论 (1) 材料力学的任务 ; (2) 变形固体的基本假设 ; (3) 外力及其分类 ; (4) 内力 截面法和应力的概念 ; (5) 变形和应变 ; (6) 杆件变形的基本形式 ; (1) 理解变形固体的基本假设及内力 截面法 应力 位移和应变的概念 ; (2) 了解杆件变形的基本形式及组合变形的概念 ; (1) 重点是掌握变形固体的基本假设及内力 截面法 应力 位移和应变的概念 ; (2) 难点是了解杆件变形的基本形式及组合变形的概念 ;
( 二 ) 拉压与剪切 (1) 轴向拉伸和压缩的概念和实例 ; (2) 轴向拉压时横截面上的内力与应力 ; (3) 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力 ; (4) 材料在拉伸时的力学性能 ; (5) 材料在压缩时的力学性能 ; (6) 失效 安全系数和强度计算 ; (7) 轴向拉伸或压缩时的变形 ; (8) 轴向拉伸或压缩时的变形能 ; (9) 拉伸 压缩静不定问题 ; (10) 温度应力和装配应力 ; (11) 应力集中的概念 ; (12) 剪切和挤压的实用计算 ; (1) 熟练掌握拉压杆的内力 应力 变形和应变的概念 理论分析和计算方法, 建立强度条件 ; (2) 掌握材料的拉 压力学性能 ; (3) 了解应力集中概念 ; (4) 熟练掌握剪切 挤压的概念和实用计算 ; (1) 重点是掌握拉 压 剪切 挤压强度计算, 掌握拉 压的变形计算 ; (2) 难点是简单拉 压超静定的解法 ; ( 三 ) 扭转 (1) 扭转的概念和实例 ; (2) 外力偶矩的计算 扭矩和扭矩图 ; (3) 纯剪切 ; (4) 圆轴扭转时的应力 ; (5) 圆轴扭转时的变形 ; (6) 非圆截面杆扭转的概念 ; (1) 熟练掌握轴扭转的内力 扭矩图, 圆轴扭转的应力和变形, 强度和刚度条件 ; (2) 理解纯剪切概念 ;
(3) 掌握剪应力互等定理 ; (4) 了解非圆截面杆扭转问题 ; (1) 重点是掌握扭转的扭矩图, 圆轴扭转的强度和刚度条件 ; (2) 难点是了解纯剪切概念 ; ( 四 ) 弯曲内力 (1) 平面弯曲的概念和实例 ; (2) 受弯杆件的简化 ; (3) 剪力和弯矩 ; (4) 剪力方程和弯矩方程 剪力图和弯矩图 ; (5) 载荷集度 剪力和弯矩间的关系 ; (6) 平面曲杆的弯曲内力 ; 熟练掌握平面弯曲的内力 剪力图和弯矩图 ; (1) 重点是掌握平面弯曲的内力 剪力图和弯矩图 ; (2) 难点是刚架和平面曲杆的内力 ; ( 五 ) 弯曲应力 (1) 纯弯曲 ; (2) 纯弯曲时的正应力横力弯曲时的正应力 ; (3) 弯曲剪应力 ; (4) 提高弯曲强度的措施 ; (1) 熟练掌握具有纵向对称截面梁的弯曲正应力及其强度条件 ; (2) 理解弯曲剪应力 ; (1) 重点是掌握平面弯曲弯曲正应力及其强度条件 ; (2) 难点是了解弯曲切应力的概念和常用截面弯曲切应力的计算 ; ( 六 ) 弯曲变形 (1) 工程中的弯曲变形问题 ; (2) 挠曲线的微分方程 ;
(3) 用积分法求弯曲变形 ; (4) 用叠加法求弯曲变形 ; (5) 简单静不定梁 ; (6) 提高弯曲刚度的一些措施 ; (1) 熟练掌握用积分法和叠加法计算梁的变形 ( 位移 ); (2) 理解简单静不定梁的求解 ; (1) 重点是掌握用积分法和叠加法计算梁的变形 ; (2) 难点是简单静不定梁的求解 ; ( 七 ) 平面图形几何性质 (1) 静矩和形心 ; (2) 惯性矩和惯性半径 ; (3) 惯性积 ; (4) 平行移轴公式 ; (5) 转轴公式 主惯性轴 ; (1) 掌握截面静矩 极惯性矩 轴惯性矩 轴惯性积的概念 ; (2) 掌握平行移轴定理 ; (3) 了解转轴公式 ; (1) 重点是掌握截面静矩 极惯性矩 轴惯性矩 轴惯性积的计算和平行移轴定理 ; (2) 难点是了解转轴公式 ; ( 八 ) 应力状态和强度理论 (1) 应力状态概念 ; (2) 二向和三向应力状态的实例 ; (3) 二向应力状态分析 --- 解析法 ; (4) 二向应力状态分析 --- 图解法 ; (5) 三向应力状态 ; (6) 广义虎克定律 ; (7) 复杂应力状态的变形比能 ;
(8) 强度理论概述 ; (9) 四种常用强度理论 ; (1) 掌握应力状态分析和强度理论 ; (2) 理解应力状态分析概念 ; (3) 熟练掌握平面应力状态分析的解析法和图解法 ( 莫尔圆 ); (4) 掌握三向应力状态下的主应力和最大切应力 ; (5) 掌握广义胡克定律 ; (6) 熟练掌握常用强度理论及其应用 ; (1) 重点是平面应力状态分析的一种方法, 最大切应力计算, 广义胡克定律, 强度理论及其应用 ; (2) 难点是应力状态分析的概念和主平面位置的确定, 三向应力状态下的广义胡克定律的应用 ; ( 九 ) 组合变形 (1) 组合变形和叠加原理 ; (2) 拉伸或压缩与弯曲的组合 ( 包括斜弯曲的概念 ); (3) 偏心压缩 ; (4) 扭转与弯曲的组合 ; (1) 理解组合变形概念和叠加原理的应用 ; (2) 掌握组合变形下杆件的强度计算 ; (3) 熟练掌握拉 ( 压 ) 弯和扭 弯组合变形杆件的强度计算 ; (1) 重点是掌握拉 ( 压 ) 弯和扭 弯组合变形杆件的强度计算 ; (2) 难点是力学计算简图的分析和组合变形的判断 ; ( 十 ) 能量方法 (1) 概述 ; (2) 杆件变形能的计算 ; (3) 变形能的普遍表达式 ; (4) 互等定理 ; (5) 卡氏定理或单位载荷法 莫尔积分 ;
(1) 理解外力功与弹性应变能概念 ; (2) 熟练掌握一种能量方法计算位移 ( 单位力法或卡氏定理 ); (1) 重点是掌握一种能量方法计算位移 ; (2) 难点是理解外力功与弹性应变能概念 ; ( 十一 ) 静不定结构 (1) 教学内容 (1) 静不定结构概述 ; (2) 用力法或变形比较法解静不定结构 ; (3) 对称及反对称性质的利用 ; (1) 理解静不定概念 ; (2) 熟练掌握一种求解简单一次静不定问题的方法, 推荐使用力法解静不定结构 ; (1) 重点是熟练掌握一种求解简单一次静不定问题的方法 ; (2) 难点是理解静不定概念, 对称及反对称性质的利用 ; ( 十二 ) 动载荷 (1) 概述 ; 动静法的应用 ; 杆件受冲击时的应力和变形 ; (2) 交变力与疲劳失效 ; 交变应力的循环特性 应力幅和平均应力 ; 影响持久极限的因素 ; 注 :(1) 和 (2) 内容任选一 (1) 了解动载荷中惯性力问题和冲击应力的分析与计算 ; (2) 了解交变应力与疲劳破坏的概念 持久极限及其影响因素 (1) 难点是了解动载荷中惯性力问题和冲击应力的分析与计算 ; (2) 难点是了解交变应力与疲劳破坏的概念 持久极限及其影响因素 ; ( 十三 ) 压杆稳定 (1) 压杆稳定的概念 ; (2) 两端铰支细长压杆的临界压力 ;
(3) 其他支座条件下细长压杆的临界压力 ; (4) 欧拉公式的适用范围 经验公式 ; (5) 压杆的稳定性校核 ; (6) 提高压杆稳定性的措施 ; (1) 理解稳定性概念及其意义 ; (2) 熟练掌握轴向受压杆的临界力和临界应力计算 ; (3) 熟练掌握压杆的柔度和压杆稳定性校核 ; (1) 重点是熟练掌握轴向受压杆的临界力和临界应力计算, 掌握压杆稳定性校核 ; (2) 难点是理解稳定性的概念和欧拉公式的适用范围 ; 三 课程学时分配 : 章 节 讲 课 实 验 上 机 ( 一 ) 绪论 2 ( 二 ) 拉压与剪切 9 ( 三 ) 扭转 4 ( 四 ) 弯曲内力 6 ( 五 ) 弯曲应力 5 ( 六 ) 弯曲变形 4 ( 七 ) 平面图形几何性质 2 ( 八 ) 应力状态和强度理论 8 ( 九 ) 组合变形 4 ( 十 ) 能量方法 6 ( 十一 ) 静不定结构 4 ( 十二 ) 动载荷 2 ( 十三 ) 压杆稳定 4 总计学时 60 四 大纲说明 1. 本课程的实验要求见 工程力学实验 实验教学大纲 ; 2. 教材 : 推荐使用刘鸿文所编的材料力学教材 ;
3. 为达到基本要求, 课外习题应不少于 120 题, 即每次 (2 学时 ) 布置 3~4 道题 其中应有概念题 思考题 简单证明题 基本计算题和综合分析题及实验题等 ; 5. 注意在教学中适当采用教学模型, 特别大力提倡采用计算机辅助教学 CAI 软件 录像片等现代化教学手段 ; 6. 应采用试题库或试卷库进行统一考试 ; 五 参考书目及学习资料 1 材料力学教与学, 苟文选, 高等教育出版社,2007 年 5 月第 1 版 2 材料力学学习指导书, 陈乃立, 陈倩, 高等教育出版社出版,2004 年 1 月第 1 版
课程简介 课程编码 :01110141/151 课程名称 : 工程力学 A(Ⅱ) 英文名称 :Engineering Mechanics A(Ⅱ) 学分 :4 学时 :60 ( 其中 : 讲课学时 :60 实验学时 :0 上机学时 : 0 ) 课程内容 : 工程力学 A(Ⅱ) 是机电类各专业的一门主要技术基础课 主要介绍杆件的强度 刚度和稳定性问题, 主要是杆件的拉压 剪切 扭转 弯曲及组合变形 动载荷 交变应力 压杆稳定 计算位移和求解静不定结构的能量方法 选课对象 : 车辆工程 交通工程 交通运输 机械设计制造及其自动化 机械电子工程 农业机械化及其自动化等专业的本科二年级学生先修课程 : 高等数学 大学物理 工程图学教材 : 材料力学 (I)(II), 刘鸿文, 高等教育出版社, 第 5 版