个人介绍
工程力学(二学位) 巫静波
提供学校: 中国矿业大学
院系: 工程技术学院
专业: 采矿工程
学分: 4
课时: 64
课程介绍
英文名称:

Engineering Mechanics

适用专业:

采矿工程

先修课程
高等数学、大学物理。

课程目标:

《工程力学》是工科专业一门重要的技术基础课程。通过本课程的学习,培养学生对工程设计中的强度、刚度和稳定性问题具有必要的基础知识和初步的分析计算能力。
课程内容:

《工程力学》课程包含静力学和材料力学两部分,静力学部分主要内容有:静力学的基本概念和物体的受力分析;平面汇交力系;力矩和平面力偶系;平面一般力系;摩擦;空间力系。材料力学部分主要内容: 轴向拉伸和压缩;剪切;扭转;弯曲内力;弯曲应力;弯曲变形;应力状态和强度理论;组合变形;压杆的稳定。

参考教材:

《工程力学》(第4版),北京科技大学编,高等教育出版社,2009.7。
教师团队

巫静波 副教授

单位:中国矿业大学

课程大纲

一、课程的性质、目的及任务

《工程力学》是工科专业一门重要的技术基础课程。通过本课程的学习,培养学生对工程设计中的强度、刚度和稳定性问题具有必要的基础知识和初步的分析计算能力。

二、适用专业

采矿工程

三、先修课程

高等数学、大学物理。

四、课程的基本要求

1. 具有将简单的工程实际问题抽象为力学模型的初步能力。

2. 能从简单的物体系统中选取分离体,并正确画出受力图。

3. 能熟练计算力的投影和平面上力对点之矩。掌握平面力系的简化方法。能熟练地应用平面力系的平衡方程求解单个物体和简单物体系统的平衡问题(包括考虑滑动摩擦时单个物体的平衡问题);了解空间力系平衡方程的应用。

4. 具有分析构件受拉、压、弯、扭时的内力和作出相应内力图的能力。

5. 能用理论计算方法分析构件的应力和变形。

6. 能正确掌握并运用强度、刚度及稳定性条件对杆件的简单问题进行核算和截面设计。

7. 掌握一点应力状态的概念。

五、课程的教学内容

(一)课堂讲授的教学内容

第一篇 静力学

第一章 静力学的基本概念,受力图

静力学的研究对象;平衡、刚体和力的概念;静力学公理,力的可传性原理,三力平衡汇交定理;非自由体,约束和约束反力,约束的基本类型;分离体和受力图。

第二章 平面汇交力系

平面汇交力系合成的几何法和平衡的几何条件;力在坐标轴上的投影,合力投影定理;平面汇交力系合成的解析法和平衡的解析条件,平衡方程。

第三章 力矩 平面力偶系

力对点之矩;力偶和力偶矩,力偶的等效定理;平面力偶系的合成和平衡条件。

第四章 平面一般力系

力线平移定理;平面任意力系向一点简化,力系的主矢和主矩,简化结果分析,合力矩定理;平面任意力系的平衡条件,平衡方程的各种形式;平面平行力系的平衡方程;物体系统的平衡;*静定和静不定问题的概念;*平面简单桁架的内力计算,节点法与截面法;

第五章   摩擦

滑动摩擦;摩擦角和自锁现象;考虑摩擦时物体的平衡问题;*滚动摩阻的概念。

第六章 空间力系 重心

力在空间坐标轴上的投影;空间力对轴之矩;空间力系的平衡方程;*重心,重心的坐标公式。

第二篇 材料力学

绪论

材料力学的任务;变形固体的基本假设;杆件变形的基本形式。

第一章 轴向拉伸与压缩

轴向拉伸和压缩的概念;轴力、轴力图;横截面上的应力计算;许用应力、安全系数;纵向、横向变形、线位移、线应变、泊松比、胡克定律;常温静载时材料拉伸与压缩的力学性质;*简单拉压静不定问题。

第二章 剪切

剪切的概念和实例;剪切和挤压的实用计算。

第三章 扭转

扭转的概念和工程实例;外力偶矩计算、扭矩、扭矩图;薄壁圆筒扭转;剪切胡克定律、剪应力互等定理;圆轴扭转时的应力和变形;强度条件和刚度条件。

第四章 弯曲内力

平面弯曲的概念及工程实例;剪力和弯矩的计算;剪力图和弯矩图;* 剪力、弯矩和载荷集度间的微分关系。

第五章 弯曲应力

梁弯曲时的正应力;惯性矩的计算;梁弯曲时的强度计算;*矩形截面梁的弯曲切应力公式;提高梁抗弯强度的措施。

第六章 弯曲变形

梁的挠度和转角,梁的挠曲线近似微分方程;用积分法求梁的变形;用叠加法求梁的变形;梁的刚度校核;*简单静不定梁解法。

第七章 应力状态理论和强度理论

一点应力状态的概念。用解析法分析平面应力状态,用图解法分析平面应力状态;主应力、主平面、最大切应力;广义胡克定律;强度理论的概述;常用的四种强度理论。

第八章 组合变形的强度计算

组合变形的概念和叠加原理;拉(压)与弯组合;偏心拉(压);弯扭组合。

第九章 压杆稳定

压杆稳定的概念;细长压杆临界载荷的欧拉公式;欧拉公式的适用范围;细长杆、中长杆的临界应力公式;压杆稳定计算。

注:带 * 号内容为选学。

(二)讨论课的教学内容

1.轴向拉伸和压缩,拉压超静定问题;

2.剪力图、弯矩图。

六、建议的学时分配表

七、主要参考书

1.《工程力学》(静力学、材料力学),北京科技大学主编,高等教育出版,2009.5。

2.《工程力学》(静力学和材料力学),单辉祖  主编,高等教育出版社,2006.12。

八、考核方式

课程成绩由在线学习成绩、平时成绩和考试卷面成绩三部分组成。其比例为在线学习成绩占 10%,根据学生在线学习情况由平台自动给出;平时成绩占20%,根据学生出勤、作业等的完成情况,由课程老师评定;闭卷考试,考试卷面成绩占 70%。

九、说明

1.教材:《工程力学》(静力学、材料力学),北京科技大学主编,高等教育出版,2009.5。

2.习题课可与课堂讲授结合进行。

考试大纲

一、考试的形式和结构

1、考核方式:闭卷笔答

2、考试时间:100分钟

3、计分方式:百分制(100分制)。

4、试题类型:选择题、填空题、计算题。

二、主要参考教材

《工程力学》(静力学+材料力学)(第4版),北京科技大学编,高等教育出版社,2009年5月。

三、命题的指导思想和原则

命题的指导思想是:全面考查学生对本专业主干课程的基本概念、基本原理和主要知识点学习、理解和掌握的情况。

命题的原则是:一般难度题目占50%左右,中等难度的题目占35%左右,较难的题目占15%左右。

四、 考试内容

第一篇 静力学

第一章 静力学的基本概念 受力图

了解静力学的基本概念 ;掌握约束和约束力; 熟练画受力图。

第二章 平面汇交力系

掌握力的投影计算;了解平面汇交力系的合成;掌握平面汇交力系的平衡方程及其应用。

第三章 力矩 平面力偶系

掌握平面力对点之矩;了解力偶和力偶矩;掌握平面力偶系的合成与平衡。

第四章 平面一般力系

了解力线平移定理;了解平面任意力系向一点简化;熟练掌握平面任意力系的平衡条件;能熟练应用平衡方程求解物系的平衡问题。

第五章 摩擦

了解滑动摩擦力的性质以及摩擦定律;了解摩擦角和自锁现象;能求解含有摩擦的平衡问题。

第六章 空间力系 重心

掌握空间力的投影和力对轴之矩的计算;掌握空间力系的平衡方程及其应用;了解重心的概念;能求解平面图形的形心。

第二篇 材料力学

绪论

了解材料力学的研究对象、基本假设;外力与内力、正应力与切应力、正应变与切应变概念。

第一章 轴向拉伸与压缩

掌握用截面法求轴力,作轴力图;虎克定律及应用条件;能熟练掌握强度计算的三类问题;低碳钢拉伸时应力应变曲线。

第二章 剪切

掌握剪切和挤压的实用计算。

第三章 扭转

掌握扭矩图,圆轴扭转横截面上应力的计算公式,扭转变形的计算公式;扭转破坏和变形的强度条件和刚度条件。

第四章 弯曲内力

了解梁的计算简图;剪力与弯矩;熟练掌握剪力与弯矩图的绘制。

第五章 弯曲应力

了解平面弯曲正应力的概念;掌握惯性矩与平行轴定理;熟练掌握梁的强度设计。

第六章 弯曲变形

了解挠曲轴近似微分方程,梁位移的积分法;掌握计算梁位移的叠加法;梁的刚度条件与合理刚度设计。

第七章 应力状态和强度理论

了解应力状态、主应力、最大剪应力的概念;掌握平面应力状态的转轴公式;广义虎克定律;掌握四种强度理论的计算公式。

第八章 组合变形

了解组合变形的概念和叠加原理;掌握拉(压)与弯曲组合、偏心拉(压)、弯扭组合变形的计算。

第九章 压杆稳定

了解压杆稳定的概念;掌握细长压杆临界载荷的欧拉公式;掌握压杆的稳定性计算。

参考教材

主要参考书

1.《工程力学》(静力学、材料力学),北京科技大学主编,高等教育出版,2009.5。

2.《工程力学》(静力学和材料力学),单辉祖  主编,高等教育出版社,2006.12。


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