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  工程力学课程教学大纲
工程力学课程教学大纲
一、课程任务
本课程是成人专铁道工程专业一门专业基础课,它包括静力学、材料力学和结构力学的主要内容。主要讲授物体的受力分析,各种力系的平衡条件,一般工程结构的受力特性,材料的主要力学性能,构件的强度、刚度和稳定性的检算方法,为学习有关专业课打下必要的基础。学员学完本课程后,应达到以下要求:
1. 掌握各种力系的平衡条件及平衡方程的应用。
2. 能将一般工程结构简化为力学计算简图。
3. 掌握一般材料的主要力学性能。
4. 能计算基本变形形式下杆件的内力和变形。
5. 能应用强度条件进行强度检算及截面设计,能进行刚度校核,并能对压杆进行稳定性验算。
6. 能对平面体系进行几何组成分析,正确、熟练地作出静定结构的内力图,并了解超静定结构的内力计算方法。
二、课题与课时分配
序号
课题名称
合计课时
课时分配



1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
合计



绪论
静力学基本知识
平面力系
材料力学的基本概念
杆件的基本变形形式
组合变形
应力状态
压杆稳定
平面体系的几何组成分析
静定结构的内力
静定结构的内力
超静定结构



2
8
26
4
32
8
8
10
8
10
10
6
132

讲授


2
14

12
4
2
4
4
2
2
2
48

实验

 





4






4

习题课及演练



2

2




2
2

8

大型作业与设计

自学

2
6
10
4
14
4
6
6
4
6
6
4
72

三、 课程内容
课题一 绪论
工程力学的研究对象及主要任务;工程列车长学的主机内容;工程力学的学习方法。
教学要求:了解本课程任务、研究对象和学习方法。
课题二 静力学基础
1. 静力学基本概念:力、平衡、刚体。
2. 静力学公理。
3. 约束与约束反力。
4. 公离体和受力图。
教学要求:掌握基本概念与公理,掌握约束反力特性,熟练地画出分离体的受力图。
课题三 平面力系
1. 平面汇交力系。汇交力系的概念:平面汇交力系合成的几何法;力在坐标轴上的投影;合力投影定量;平面汇交力系合成的解相提析法及平衡方程。
2. 平面力偶系:力对点之矩,合力矩定理;力偶及其性质,平面力偶系;平面力偶系的合成及平衡方程。
3. 平面一般力系:力的平移定理,平面一般力系向一点进行简化,平面一般力系的平衡及其应用:物体系统的平衡。
教学要求:了解平面汇交力系合的成方法及平衡条件,力偶的基本性质及平面力偶系的合成与平衡;能计算力对点之矩,掌握平面一般力系平衡方程的应用。
课题四 截面的几何性能
1. 形心:重心及形心概念、平面简单图形心,组合图形的形心计算。
2. 静面矩:概念,平面图形对轴的静面矩计算。
3. 惯性矩:概念,平面简单图形对轴的惯性矩计算,平行移轴公式;平面组合图形对轴的惯性矩计算。
4. 圆截面的极惯性矩。
教学要求:能计算平面组合图形的形心,掌握平面图形对轴的静面矩、惯性矩的计算,以及圆截面极惯性矩的计算。
课题五 材料力学的基本概念
1. 变形固体的概念,材料力学的基本假定。
2. 杆件的基本变形形式。
教学要求,了解杆件的基本变形形式。
课题六 杆件的基本变形形式
1. 轴向拉伸和压缩:轴向拉压的概念,轴向拉压杆的内力与轴力图;应力的概念,轴向拉压杆横截面上的正应力及强度计算;轴向变形,纵向线应变,横向线应变,泊松比;虎克定律,弹性模量;材料在拉伸(压缩)时的力学性能。
2. 剪切:剪切的概念,剪力与名义剪应力,剪切计算;挤压的概念,挤压应力,挤压计算。
3. 扭转:扭转的概念,圆轴扭转时的内力,扭矩图;剪切虎克定律,剪应力互等定理;圆轴扭转时的应力及扭转强度检算,抗扭截面模量;扭转变形计算及刚度校核。
4. 平面弯曲:平面弯曲的概念,梁的计算简图;梁弯曲时的内力,剪力、弯矩方程;剪力图和弯矩图;梁弯曲时横截面上的正应力计算,抗弯截面模量,正应力强度条件;梁弯曲时的剪应力计算及剪应力强度条件;提高梁抗弯强度的措施。
教学要求:掌握各种变形形式下杆件的内力、应力及变形计算;能熟练地绘制内力图,并能进行强度及刚度校核。
课题七 组合变形
1. 组合变形的概念及计算原理。
2. 斜弯曲时横截面上的正应力及强度计算。
3. 拉压与弯曲组合弯形时横截面上的正应力及强度计算。
教学要求:掌握组合弯表的应力计算方法,能进行强度校核。
课题八 应力状态
1. 应力状态的概念:一点处应力状态,单元体,主应力,主平面。
2. 平面应力状态分析:解析法、图解法,斜截面上的应力,最大正应力,最大剪应力。
教学要求:了解基本概念,能画出单元体的应力状态及应用,并能计算最大应力。
课题九 压杆稳定
1. 压杆稳定的概念,临界力。
2. 细长压杆临界力的欧拉公式:欧拉公式及其适用条件,长度系数,柔度,临界应力。
3. 析减系数法检算压杆的稳定性。
教学要求:了解压杆件稳的实质,能应用欧拉公式计算压临界力、临界应力,掌握用折减系数法检算压杆的稳定性。
课题十平面体系的几何组成分析
1. 平面体系的自由度:自由度的概念,自由度的计算;几何不变体系组成的必要条件。
2. 几何不变体系的简单组成规则:内容及应用;瞬变体系,静定与超静定结构的概念。
教学要求:掌握平面体系自由度的计算,能对一般平面体系进行几何组成分析,并能判断瞬变体系,了解静定超静定结构的概念。
课题十一静定结构的内力
1. 多跨静定梁:组成,力的传特征,层叠图,内力图。
2. 静定平面刚架:特点,分类,内力和内力图。
教学要求:能绘制多跨静定梁的层叠图、内力图,能绘制静定平面刚架的内力图。
课题十二静定结构的位移
1. 变形与位移的概念。
2. 虚功与虚功原理。
3. 荷截作用下位移的计算公式。
4. 图乘法、图乘法前提,图乘法计算静定结构的位移。
5. 其他因素引起的位移:支座移动及初应弯引起的位移计算。
教学要求:掌握变形与位移的概念,了解用虚功原理推导位移计算公式的过程,能用积分法计算位移,重点掌握用图乘法进行位移计算,了解其他因素的位移计算方法。
课题十三超静定结构
1. 力法:力法原理,超静定次数,力法典型方程与应用,对称性利用。
2. 位移法:概念和基本未知量,转角位移方程,用位移法解超静定结构。
3. 力矩分配法:力矩分配法的基本原理,分配系数,传递系数;用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架。
教学要求:了解用力法、位移法、力矩分配法计算超静定结构的基本过程,以及超静定结构的内力分布特征。
课题
实践性教学项目
课时数
基本要求
场地与设备
1
低碳钢的拉伸、压缩试验,铸铁的拉伸、压缩试验
2
绘σ-ε图,测定强度指标、塑性指标,观察破坏形式,测定强度指标
实验室
2
直梁弯曲正应力测定试验
2
测定正应力的数值及分布形式
实验室
合计
 
4
   
五、大纲说明
1. 本大纲是根据铁路成人中专非脱产铁道工程专业教学计划编制。
2. 为了突出中专教育的特色--培养应用型人才,制订本大纲时,注意降低理论要求,强调实际应用,注意培养学员的操作技能。
3. 本课程是在中专数学学习之后开设的课程,注意与数学的衔接,避免不必要的重复。
4. 教学中应注意学员智力的开发和能力的培养,注意培养学员科学的思维能力、分析和解决实际问题的能力,对繁琐的数学推演和证明等应予以删减,倡导学员的自学能力。
5. 本大纲的要求必须达到,学时分配方案是建议性的,可视具体情况做必要的调整或补充。
6. 打"*"号部分为选学内容。
 

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