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武汉理工大学 工程力学40讲视频
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课程介绍

工程力学是由基础理论课过渡到设计课程的一门技术基础课。它的任务是研究简单机构的受力分析以及工程构件的强度、刚度和稳定性计算,为工程设计提供力学理论基础。对于非机类专业学生了解工程力学知识具有重要意义。

教材:佘建初、王茵.《工程力学》(第一版).科学出版社,2003

 

一、课程的性质与任务

  工程力学是由基础理论课过渡到设计课程的一门技术基础课。它的任务是研究简单机构的受力分析以及工程构件的强度、刚度和稳定性计算,为工程设计提供力学理论基础。对于非机类专业学生了解工程力学知识具有重要意义。 

 

二、本课程的教学内容、基本要求及学时分配

(一)教学内容

1.静力学基本概念和公理

  力、刚体的基本概念,四个基本公理:二力平衡公理,加减平衡力系公理,力的平衡四边形法则,作用力与反作用力定律。约束和约束反力的概念,确定约束反力的准则。

  物体的受力分析,画受力图。

2.基本力系

  平面汇交力系的简化与平衡的几何法、解析法,平衡方程。

  平面力偶系的简化与平衡条件。平面力偶等效定理。

  基本力系的应用。

3.平面一般力系

  力的平移定理,力系向一点简化方法。平面一般力系简化结果讨论,主矢和主矩,固定端约束。

  平面一般力系的平衡条件,静定和静不定问题。物系的平衡。平面一般力系的应用。

4.空间力系

  空间力系的概念,力在空间坐标轴上的投影。力对点之矩与力对轴之矩,空间任意力系的平衡方程及其应用。

5.材料力学的基本概念

  材料力学的基本假设:连续均匀性假设,小变形假设,各向同性假设。

  强度,刚度和稳定性的概念。内力、截面法和应力的概念。

  位移、变形和应变的概念。

  杆件变形的基本形式。

6.轴向拉伸与压缩

  拉伸与压缩时的内力、应力计算

  强度条件的应用。

  拉伸与压缩的变形,虎克定律,泊松比。

  材料在拉伸与压缩时的机械性质。

  应力集中、拉压超静定问题。

  联接件的实用计算。

7.扭转

  外力偶矩的计算,扭矩,扭矩图。薄壁圆筒的扭转。

  圆轴扭转时的应力与变形计算,强度和刚度计算。

8.弯曲内力

  平面弯曲的概念,弯曲内力:弯矩和剪力。

  弯矩图和剪力图。

9.截面的几何性质

  静矩和形心,惯性矩,惯性半径,惯性积,平行移轴定理。

10.弯曲应力

  纯弯曲时梁的正应力计算。

  弯曲正应力的强度条件。

  弯曲切应力简介。

  提高弯曲强度的主要措施。

11.弯曲变形

  挠度、转角,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,梁的刚度计算,提高刚度的措施。

12.应力状态与强度理论

  应力状态的概念,主单元体、主应力、主平面。

  平面应力状态分析:斜截面的应力,主平面的方位,主应力的极值。

  剪应力的极值。应力圆的概念。

  三向应力状态的最大应力,广义虎克定律。

  强度理论:最大拉应力理论,最大拉应变理论,最大剪应力理论,形状改变比能理论。

13.组合变形

  组合变形的概念,弯曲与拉伸(压缩)的组合。

  弯曲与扭转的组合。

14.压杆稳定

  压杆稳定的概念,两端铰支压杆的临界压力,其他支承情况压杆的临界压力。

  欧拉公式的适用范围,临界应力,柔度,临界力总图。

  稳定计算及提高压杆稳定性的措施。

15.工程力学实验

  拉伸与压缩实验,低碳钢的屈服极限,抗拉强度,伸长率和截面收缩率,铸铁的抗拉强度,铸铁的抗压强度。

  弯曲正应力测试实验。

(二)基本要求

1.掌握物体的受力分析,并能正确画出受力图。

2.掌握各种平面力系的简化。

3.熟练掌握平面一般力系的平衡条件。

4.熟练地作出杆件的基本变形下的内力图,计算其应力和位移并进行强度和刚度校核。

5.对应力状态理论和强度理论有明确的认识,并能将其应用于组合变形下杆件的强度计算。

6.对于常用材料的基本力学性能及其测试方法有初步认识。

(三)学时分配

本课程理论教学时数为60学时,实验4学时,总课时64,学时分配如下表:

(四)课程内容的重点和难点

1.静力学基本概念公理

重点:物体的受力分析,画受力图。

难点:如何画物体的受力图。

2.基本力系

重点:两种基本力系的简化和平衡条件。

难点:力偶系的理解。

3.平面一般力系

重点:物系的平衡。

难点:物系平衡问题的求解。

4.空间力系

重点与难点:力的投影及力矩的计算。

5.材料力学的基本概念

重点:强度、刚度、稳定性的概念及材料力学的基本假设。

6.轴向拉伸与压缩

重点:拉伸与压缩的强度计算,材料在拉(压)时机械性质。

难点:拉(压)超静定问题。

7.扭转

重点:圆轴扭转时的应力及变形的计算。

难点:圆轴扭转的强度和刚度条件的应用。

8.弯曲内力

重点与难点:弯矩图和剪力图的画法。

9.截面的几何性质

重点:惯性矩,惯性半径的概念

10.弯曲应力

重点:弯曲正应力计算

难点:弯曲正应力的强度条件

11.弯曲变形

重点:弯曲变形的概念,挠曲线近似的微分方程。

难点:挠曲线近似的微分方程的应用。

12.应力状态与强度理论

重点:平面应力状态分析,四个常用强度理论。

难点:平面应力状态分析。

13.组合变形

重点:组合变形的概念及其求解方法。

难点:弯—扭组合变形。

14.压杆稳定

重点:压杆稳定的概念,欧拉方式的适用范围。

难点;临界应力总图的应用。 

 

三、课程改革与特色

  本课程采用多媒体与手写教学,所写知识具有很强的现实性。 

 

四、考核方式

  闭卷 

 

姓  名  佘建初
 性  别  男
 职  称  副教授
 电子邮件  
 研究方向  固体力学
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