《工程力学》教学大纲.docx
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《工程力学》教学大纲
黔机职业技术学院机电系
普通高等职业教育规划教材
工程力学教学大纲
适用专业：
机电类各专业
编写：
汽车运用与维修教研室
审核：
修订时间：
2006年11月
前言
本教材是根据教育部关于高职高专《工程力学》教学基本要求，兼顾学生继续学习和深造的需要而编写的，可作为高职高专院校、成人教育机电类、近机类各专业教材。
为了适应我国高职高专教育发展的需要，强化实践技能的培养，努力实现“弱化理论推导，强化实际分析；弱化繁琐计算，强化定性分析；弱化学科系统，强化工程应用”的思想，编写本大纲，旨在教学中掌握重点、突破难点方面供授课教师参考。
一、说明
（一）本课程的性质
本课程是机械类、近机类各专业的技术基础课。
它起着从基础课过渡到专业课和生产技能训练课教学的桥梁作用。
（二）本课程的任务
本课程的任务是使学生掌握物体机械运动的基本规律及其研究方法，初步学会运用这些规律和方法去分析、解决工程实际简单的力学问题，掌握关于杆件强度、刚度和稳定性方面的基本知识，具备一定的强度计算能力，为进行构件设计、学习后续课程及有关的科学技术打下必要的基础。
二、学时分配表
章节内容
总学时
其中
讲授
课堂练习
绪论
2
2
第一章刚体静力学分析基础
10
§1—1力的概念及基性质
2
§1—2力的投影及合力投影定理
2
§1—3力矩
2
§1—4力偶
2
本章小结与习题
2
第二章物体的受力分析
6
§2—1约束与约束反力
2
§2—2受力图
2
本章小结与习题
2
第三章力系的等效与简化
8
§3—1力的平行移动
2
§3—2力系的简化
4
本章小结与习题
2
第四章物体的重心
8
§4—1重心的概念及其坐标
2
§4—2确定物体重心和形心位置的方法
4
本章小结与习题
2
第五章力系的平衡方程及其应用
14
§5—1平面力系的平衡方程及其应用
4
§5—2机械工程中的磨擦与自锁
4
§5—3空间力系的平衡方程及其应用
4
本章小结与习题
2
第六章杆件基本变形时的内力分析
8
§6—1内力与截面法
2
§6—2杆件基本变形时的内力分析
4
本章小结与习题
2
第七章杆件基本变形时的应力分析
8
§7—1轴向拉伸与压缩时的应力
2
§7—2圆轴扭转时横截面上的切应力
2
§7—3梁弯曲时横截面上的正应力
2
本章小结与习题
2
第八章应力状态
8
§8—1一点处的应力状态
2
§8—2二向应力状态分析
2
§8—3三向应力状态简介
2
本章小结与习题
2
第九章强度失效判据与设计准则
10
§9—1工程中常用材料在轴向截荷作用下的力学性质
2
§9—2材料失效与构件失效
2
§9—3许用应力与安全因素
2
§9—4强度失效判据与设计准则
2
本章小结与习题
2
第十章杆件的强度设计
16
§10—1静力强度设计概述
2
§10—2轴向拉伸（压缩）时杆件的强度设计
2
§10—3联接件的强度设计
2
§10—4圆轴扭转时的强度设计
2
§10—5梁弯曲时的正应力强度设计
2
§10—6组合变形杆件的强度设计
6
第十一章杆件的刚度设计
6
§11—1杆件拉伸（压缩）时的变形计算
2
§11—2圆轴扭转时的刚度设计
2
§11—3梁弯曲时的刚度设计
2
第十二章压杆的稳定性设计
6
§12—1压杆稳定的概念
§12—2细长压杆的临界载荷和欧拉公式的适用范围
2
§12—3中小柔度压杆的临界应力
§12—4压杆稳定的计算
2
§12—5提高压杆稳定的措施
2
第十三章疲劳失效与抗疲劳设计
6
§13—1交变应力与疲劳失效
2
§13—2材料的疲劳极限
2
§13—3影响构件疲劳极限的主要因素
§13—4提高构件疲劳强度的途径
2
第十四章点的平面曲线运动
4
§14—1用自然坐标法描述点的运动
2
§14—2用直角坐标法描述点的运动
2
第十五章刚体的基本运动
4
§15—1刚体的平动
2
§15—2刚体绕定轴转动
2
第十六章点和刚体的合成运动
8
§16—1合成运动的概念
2
§16—2点的速度合成定理
§16—3牵连运动为平动时点的加速度合成定理
2
§16—4刚体的平面运动
2
第十七章动力分析基础
6
§17—1质点动力学的基本方程
2
§17—2刚体基本运动时的动力学基本方程
2
§17—3动能定理
2
第十八章动静法
4
§18—1惯性力与动静法
2
§18—2弹性构件的动应力分析
2
机动
2
合计
144
三、课程内容与要求
绪论
程力学在高等职业技术教育中的地位与作用
工程力学的内容
如何学习工程力学
刚体静力分析基础
教学要求：
了解力的概念及其基本性质
正确计算力在轴上的投影以及合力投影定理
正确理解力矩的概念并能正确计算其大小
正确理解力偶的概念并能正确计算其大小
第一章刚体静力分析基础
§1—1力的概念及基性质
力的概念
力的性质
集中力与分布力
力系的分类
§1—2力的投影及合力投影定理
力在平面直角坐标轴上的投影
合力投影定理及其应用
力在空间直角坐标轴上的投影
§1—3力矩
平面问题中力对点之矩
空间问题中力对点之矩
力对轴之矩
§1—4力偶
平面力偶与平面力偶系
空间力偶与空间力偶系
第二章物体的受力分析
§2—1约束与约束反力
柔性约束
光滑面约束
光滑铰链约束
固定端约束
§2—2受力图
分离体与受力图
单个物体的受力图
物体系统的受力图
第三章力系的等效与简化
§3—1力的平行移动
§3—2力系的简化
平面一般力系的简化
空间一般力系的简化
第四章物体的重心与形心
§4—1重心的概念及其坐标
重心的概念
重心坐标公式
均质物体重心（形心）的坐标公式
质心的概念及其坐标公式
§4—2确定物体重心和形心位置的方法
对称法
分割法
力系的平衡方程及其应用
§5—1平面力系的平衡方程及其应用
平面一般力系的平衡条件和平衡方程
平面特殊力系的平衡方程
平面力系平衡方程的应用
§5—2机械工程中的磨擦与自锁
滑动摩擦规律
摩擦角与自锁
滚动摩擦简介
摩擦自锁在工程中的应用
考虑摩擦时的平衡问题
§5—3空间力系的平衡方程及其应用
空间一般力系的平衡条件和平衡方程
空间特殊力系的平衡方程
常见的空间约束
空间力系的平衡问题
第六章杆件基本变形时的内力分析
§6—1内力与截面法
内力的概念
杆件基本变形时的内力
求内力的基本方法——截面法
§6—2杆件基本变形时的内力分析
轴向拉伸或压缩时的轴力与轴力图
圆轴扭转时横截面上的扭矩与扭矩图
梁弯曲时横截面上的内力——剪力与弯矩
第七章杆件基本变形时的应力分析
§7—1轴向拉伸与压缩时的应力
应力与应变的概念
杆轴向拉伸与压缩时横截面上的应力
斜截面上的应力切应力互等定理
§7—2圆轴扭转时横截面上的切应力
应力与应变的概念
轴向拉伸与压缩时横截面上的应力
斜截面上的应力切应力互等定理
§7—2圆轴扭转时横截面上的切应力
圆轴扭转时横截面上的切应力分布规律
切应力计算公式
抗扭截面系数
§7—3梁弯曲时横截面上的正应力
梁弯曲时横截面上的正应力
纯弯曲正应力计算公式
常见截面的惯性矩和抗弯截面系数的计算
第八章应力状态
§8—1一点处的应力状态
点的应力状态的概念
单元体
应力状态的分类主应力与主平面
§8—2二向应力状态分析
斜截面上的应力
应力圆
主平面、主应力及最大切应力的确定
§8—3三向应力状态简介
三向应力状态的最大应力
广义胡克定律
第九章强度失效判据与设计准则
§9—1工程中常用材料在轴向截荷作用下的力学性质
低碳钢拉伸与压缩时的力学性能
铸铁拉伸与压缩时的力学性能
常用其他金属材料、单层复合材料板和工程塑料拉伸与压缩时的力学性能
温度和时间对材料力学性能的影响
§9—2材料失效与构件失效
材料失效的两种典型形式
构件失效的概念与失效分类
§9—3许用应力与安全因素
许用应力的概念
安全因数的确定
§9—4强度失效判据与设计准则
断裂失效判据与失效准则
曲服失效判据与失效准则
相当应力
设计准则的应用
第十章杆件的强度设计
§10—1静力强度设计概述
§10—2轴向拉伸（压缩）时杆件的强度设计
§10—3联接件的强度设计
剪切实用计算
挤压及其实用计算
§10—4圆轴扭转时的强度设计
危险点的位置
危险点的应力状态
§10—5梁弯曲时的正应力强度设计
§10—6组合变形杆件的强度设计
拉（压）与弯曲组合的强度计算
弯扭组合变形的强度计算
第十一章杆件的刚度设计
§11—1杆件拉伸（压缩）时的变形计算
轴向变形与胡克定律
横向变形与泊松比
桁架的节点位移
简单拉压静不定问题
§11—2圆轴扭转时的刚度设计
圆轴扭转时的变形
圆轴扭转时的刚度设计
§11—3梁弯曲时的刚度设计
梁的变形
挠曲线近似微分方程
用叠加法计算梁的挠度和转角
梁的刚度设计
提高强度与刚度的措施
第十二章压杆的稳定性设计
§12—1压杆稳定的概念
§12—2细长压杆的临界载荷和欧拉公式的适用范围
两端铰支压杆的临界载荷
杆端支持对临界载荷的影响
临界应力与柔度
欧拉公式的适用范围
§12—3中小柔度压杆的临界应力
§12—4压杆稳定的计算
§12—5提高压杆稳定的措施
合理选择截面形状
改善杆端支持情况
减小压杆的支持长度
选择合理的材料
第十三章疲劳失效与抗疲劳设计
§13—1交变应力与疲劳失效
交变应力
疲劳失效及原因简析
§13—2材料的疲劳极限
§13—3影响构件疲劳极限的主要因素
构件外形的影响
构件截面尺寸的影响
构件表面加工质量的影响
§13—4提高构件疲劳强度的途径
合理设计构件形状以减小应力集中
提高表面质量和进行表面强化处理
第十四章点的平面曲线运动
§14—1用自然坐标法描述点的运动
弧坐标与运动方程
速度
加速度
点的曲线运动的几种特殊情况
§14—2用直角坐标法描述点的运动
运动方程
速度
加速度
第十五章刚体的基本运动
§15—1刚体的平动
§15—2刚体绕定轴转动
转动方程
角速度
角加速度
转动刚度上各点的速度与加速度
定轴轮系
第十六章点和刚体的合成运动
§16—1合成运动的概念
运动的相对性
合成运动的概念
§16—2点的速度合成定理
§16—3牵连运动为平动时点的加速度合成定理
§16—4刚体的平面运动
平面运动的概念
平面运动的简化
平面图形上各点的运动速度
第十七章动力分析基础
§17—1质点动力学的基本方程
§17—1质点动力学的基本方程
质点动力学基本方程
质点运动微分方程
质点动力学基本方程的应用
17—2刚体基本运动时的动力学基本方程
刚体平动时的动力学基本方程
刚体绕定轴转动时的动力学基本方程
转动惯量及其平行移轴定理
刚体绕定轴转动微分方程的应用
§17—3动能定理
力的功
动能定理
第十八章动静法
§18—1惯性力与动静法
惯性力与质点的动静法
质点系的动静法
刚体惯性力系的的简化
§18—2弹性构件的动应力分析
构件作匀加带速直线运动时的动应力
构件作匀速转动时的动应力
杆件受冲击时的应力与变形计算
2004-02-24
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