Engineering Mechanics
课程编码：21A63016 学分：2.0 课程类别：专业任选课
计划学时：32 其中讲课：32 实验或实践：0 上机：0
适用专业：环境科学
推荐教材：张炳荣主编，《工程力学》，机械工业出版社，2003
参考书目：
1.齐威主编，《工程力学(I)》，大连理工大学出版社，2008
2.林巍主编，《工程力学(I)》，机械工业出版社，2001
课程的教学目的与任务
工程力学是一门技术基础课，它不仅为学习专业课程打下坚实的理论基础，而且为工程构件的设计提供必要的理论基础和计算方法。因此，通过本课程的学习，要求学生能较熟练地进行受力分析，培养学生对结构的受力情况、稳定情况；对构件的强度、刚度和稳定性的问题，具有明确的基本概念、必要的基础知识，比较熟练的计算能力和初步的实验分析能力。
课程的基本要求
1.简单的实际问题（包括工程问题）抽象出理论力学模型；熟悉工程中常见的约束的性质，能根据问题的具体条件从简单的物体系中恰当地选取分离体，并能正确地画出受力图；能熟练地计算力的投影和力矩；对力及力偶的性质有深刻的理解；掌握各种力系的简化方法，熟悉简化结果；能熟练地计算平面任意力系的主矢和主矩。
2.对平面问题要求熟练；理解滑动摩擦的概念和滑动摩擦力的性质，能熟练地求解考虑摩擦的平衡问题；掌掌握描述点的运动的矢量法、直角坐标法和弧坐标法，能求点的运动轨迹，并能熟练地求解点的速度和加速度问题；对运动的相对性有清晰的概念，掌握运动的合成和分解的基本方法，能在具体问题中恰当地选取动点和动参考系，并能正确地运用点的速度合成定理和加速度合成定理去求解。
3.理解扭转的概念；掌握剪切虎克定律和剪应力互等定理 ；掌握圆轴扭转的剪应力及其强度条件；掌握圆轴扭转时的变形及其刚度条件；了解矩形截面杆扭转的主要结果 。
4.理解平面弯曲的概念；掌握剪力方程和弯矩方程；掌握剪力图和弯矩图弯矩的绘制；了解叠加法作弯矩图；掌握弯曲时的正应力公截面梁的剪应力；梁的正应力和剪应式；掌握矩形力强度条件；了解提高弯曲强度的措施。
5.理解应力状态、单元体、主应力和主平面的概念；掌握斜截面上的应力，主应力和主平面的确定；掌握广义虎克定律；了解体积改变比能和形状改变比能；理解强度理论的概念；掌握拉（压）与弯曲组合时应力和强度计算
各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验）
第一章 静力学基本概念和物体的受力分析 建议学时：4
[教学目的与要求]掌握静力学公理及推论。掌握常见约束形式及其约束反力特点。掌握物体的受力分析方法和受力图作法。
[教学重点与难点]约束和约束反力；物体的受力分析和受力图。
[授 课 方 法]以课堂讲授为主，以作业和辅导答疑为辅。
[授 课 内 容]
第一节 力和刚体的概念
一、力的概念
二、刚体的概念
第二节 静力学公理及其推论
一、静力学公理
二、静力学公理的推论
第三节 约束和约束反力
一、约束和约束反力的概念
二、常见约束的约束反力
第四节 物体受力分析和受力图
一、物体的受力分析、作受力图
二、举例说明
第二章 平面力系 建议学时：6
[教学目的与要求]理解静力学基本概念
[教学重点与难点]平面力系的平衡条件;力系简化原理；熟练掌握平面力系的平衡条件，并能解决工程实际问题;平衡方程及其应用。
[授 课 方 法]以课堂讲授为主，以作业和辅导答疑为辅
[授 课 内 容]
第一节力在轴上的投影和力对点的矩
一、力在轴上的投影
二、力对点的矩
第二节力偶矩、平面力偶系的简化
一、力偶和力偶矩
二、平面力偶系的简化
第三节平面力系的简化
一、力线平移定理
二、平面力系的简化
第四节平面力系的平衡条件和平衡方程式
一、平衡条件和方程式
二、应用举例
第五节平面力系平衡方程式应用举例
第六节物系平衡、静定与静不定概念
一、物系平衡概念和静系与静不定概念
二、应用举例
第三章 材料力学基本概念 建议学时：2
[教学目的与要求]掌握材料力学基本概念。
[教学重点与难点] 内力、截面法、应力、应变。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，以作业和辅导答疑为辅。
[授 课 内 容]
第一节材料力学的任务
第二节变形固体及其基本假设
第三节内力、截面法、应力、应变
第四节杆件变形的基本形式
第四章 拉伸与压缩 建议学时：5
[教学目的与要求]掌握直杆受轴向拉伸与压缩时的应力、应变计算及强度交和方法。掌握材料受拉压 。
[教学重点与难点]轴向拉压时的强度计箅、变形计算；低碳钢的拉伸力学性能。
[授 课 方 法]以课堂讲授为主，以作业和辅导答疑为辅。
[授 课 内 容]
第一节轴向拉伸与压缩的概念和实例
一、概念
二、实例
第二节轴向拉伸与压缩时杆件的内力与应力
一、轴力
二、横截面上的应力
第三节轴向拉伸与压缩时杆件的强度条件及其应用
第四节轴向拉伸与压缩杆件的变形计算(1/4学时)
一、线应变
二、虎克定律
第五节简单拉伸压缩的静不定问题
第六节材料受拉伸和压缩时的力学性能
一、低碳钢拉伸的力学性能
二、其它材料受拉伸的力学性能
三、材料受压缩时的力学性能
第七节安全系数和许用应力
第八节应力集中的概念
第五章 拉伸与压缩 建议学时：1
[教学目的与要求]了解剪切与挤压的概念及实用计算。
[教学重点与难点]基本概念、强度计算。
[授 课 方 法]以课堂讲授为主，以作业和辅导答疑为辅。
[授 课 内 容]
第一节、剪切的概念及其实用计算
一、内力计算
二、剪应力的实用计算
三、剪切强度计算
第二节、挤压的概念及其实用计算
一、挤压应力的计算
二、挤压强度的计算
第六章 扭转 建议学时：4
[教学目的与要求]掌握杆件扭转变形时应力和变形的计算，强度校核和刚度校核方法。
[教学重点与难点]应力和变形的计算；强度问题和刚度问题。
[授 课 方 法]以课堂讲授为主，以作业和辅导答疑为辅。
[授 课 内 容]
第一节扭转的概念及实例
第二节纯剪切与剪切胡克定律
一、纯剪切
二、剪切胡克定律
第三节圆轴扭转时的应力与变形
一、应力分析
二、应力分析
第四节圆轴扭转的强度与刚度条件
一、强度条件
二、刚度条件
第七章 弯曲内力与强度计算 建议学时：6
[教学目的与要求]掌握弯曲变形的内力计算及内力图画法。掌握弯曲变形的强度计算。
[教学重点与难点]剪力图和弯矩图的画法；弯曲强度条件。
[授 课 方 法]以课堂讲授为主，以作业和辅导答疑为辅。
[授 课 内 容]
第一节平面弯曲的概念和实例
第二节梁的内力一剪力和弯矩
第三节剪力图和弯矩图
第四节载荷集度、剪力和弯矩间的关系
第五节纯弯曲梁横截面上的正应力
第六节梁弯曲正应力强度条件及其应用
第七节弯曲剪应力
第八节提高梁的弯曲强度的措施
第八章 弯曲变形与刚度计算 建议学时：2
[教学目的和要求]了解弯曲变形。掌握叠加法求变形。简单静不定梁的解法
[教学重点和难点]叠加法求变形。
[教 授 方 法]以课堂讲授为主，以作业和辅导答疑为辅。
[教 学 内 容]
第一节梁的挠度与转角
第二节挠曲线的微分方程
第三节用积分法求梁的变形
第四节用叠加法求梁的变形
第五节梁的刚度校核、提高梁的刚度的主要措旌
第六节简单静不定梁的解法
第九章 应力状态和强度理论 建议学时：2
[教学目的和要求] 理解应力状态的基本概念。掌握平面应力状态的应力分析。
掌握四种强度理论。
[教学重点和难点]平面应力状态应力分析的解析法，强度理论的应用。
[授 课 方 法]以课堂讲授为主，以作业和辅导答疑为辅。
[教 学 内 容]
第一节点应力状态的概念
第二节平面应力状态分析一解析法
一、任意斜截面上的应力
二、主平面
三、最大剪应力
四、两个相互垂直截面上应力的关系
第三节平面应力状态分析的图解法一应力圆
第四节三向应力状态简介
第五节广义虎克定律
第六节强度理论及其应用
撰稿人： 苏晓成 审核人：张明亮
