武汉理工大学 工程力学由佘建初主讲

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