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

习题课及演练

2

2
2

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。