四川大学锦城学院《工程力学》教学大纲

一、课程基本信息
课程名称：工程力学
课程编码：C11001040
总学时：64                               学分：4
适应专业：建筑工程技术 
课程性质：专业课，必修课。
教材：《工程力学》范钦珊主编；高等教育出版社2018年7月第三版
参考教材：《工程力学》吕书清主编；华中科技大学出版社
二、课程目的及要求：
（一）本课程目的
通过本课堂的教学，学生应了解和掌握工程力学的基本理论及其在工程实际中的应用，精通常用的一些力学计算方法，培养学生在工程中应用力学进行分析与计算的能力，同时为后续专业课程奠定必要的力学基础。
（二）本课程要求
理论力学部分
1.简单的实际问题（包括工程问题）抽象出理论力学模型。
2.熟悉工程中常见的约束的性质并能正确地画出受力图。
3.能熟练地掌握各种力系的简化方法，熟悉简化结果。能熟练地计算应用各种力系的平衡条件和平衡方程求解一个或多个物体系的平衡问题。对平面问题要求熟练。
材料力学部分
1.正确理解截面法，内力、应力、变形和应变的概念。
2.熟练掌握拉（压）杆的内力，应力和变形的计算方法。领会虎克定律的实质，能明确指出典型材料拉（压）时的力学性能。掌握简单拉（压）超静定问题的一些解法。会计算各种截面的几何性质，熟练掌握平行轴公式。
3.掌握圆轴扭转时剪应力及变形计算公式。能熟练应用强度条件和刚度条件。
4.自学剪切和挤压的实用计算方法。
5.熟练掌握梁的内力的计算方法，正确画出梁的剪力图和弯矩图。熟练掌握梁的弯曲正应力计算公式，掌握梁的剪应力计算公式。
6.熟练掌握叠加法求梁的变形及简单静不定问题。会用积分法求梁的转角及挠曲线方程。
7.能熟练应用强度理论并将其应用于组合变形下构件的强度计算。掌握弯扭、拉（压）弯等组合变形的应力分析方法。
8.正确理解稳定性的概念，会计算轴向压杆的临界应力。掌握临界应力总图及稳定性校核的方法。
三、本课程与相关课程的关系：
先修课程：高等数学、线性代数、工程图学 
后续课程：建筑结构、地基基础、结构抗震
四、课程目的内容及学时分配：
（一）理论力学静力学部分：
1.约束和约束反力，物体的受力分析：
了解力的基本性质；理解力、刚体、平衡和约束等重要概念；理解基本约束的特征,掌握地对物体系统进行受力分析。
2.平面汇交力系和平面任意力系的平衡方程及其应用：
了解力在直角坐标轴上的投影和合力投影定理；理解力矩的概念和合力矩定理。理解力偶的概念、性质、力偶系的合成与平衡以及力的平移定理；理解任意力系的平衡条件及平衡方程；掌握任意力系作用下物体和物体系统的平衡问题的一般解法。能熟练地计算平面任意力系作用下物件和物体系统的平衡问题。
3.物体系统的平衡问题：
了解静定与超静定问题的基本概念，掌握物体力系的平衡问题。
（二）材料力学部分：
1.材料力学基本概念
了解材料力学的任务；了解变形固体的基本假设；理解外力及其分类；理解内力、截面法、和应力的概念；理解变形与应；理解杆件变形的基本形式。
2.拉伸、压缩与剪切：
理解轴向拉（压）的概念和实例；掌握轴向拉（压）时横截面上的内力和应力；理解直杆轴向拉（压）时斜截面上的应力；了解材料在拉伸（压缩）时的力学性能；掌握失效、安全系数和强度计算；掌握轴向拉（压）时的变形和变形能；理解拉（压）静不定问题；理解温度应力和装配应力；理解应力集中的概念；掌握剪切和挤压的实用计算。
3.扭转：
理解扭转的概念和实例；理解外力偶矩的计算；理解扭矩和扭矩图；理解纯剪切；掌握圆轴扭转时的应力；掌握圆轴扭转时的变形。
4.平面图形的几何性质：
理解静矩和形心；掌握惯性矩和惯性半径；了解惯性积；掌握平行移轴公式；了解主惯性轴概念简介。
5.弯曲内力：
理解弯曲的概念；掌握受弯杆件的简化；掌握剪力和弯矩；掌握剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图；掌握载荷集度、剪力和弯矩间的关系；了解平面曲杆的弯曲内力。
6.弯曲应力：
理解纯弯曲的概念；掌握纯弯曲时的正应力；掌握横力弯曲时的正应力；理解弯曲剪应力（公式不推导）；了解提高弯曲强度的措施。
7.弯曲变形：
理解工程中的弯曲变形问题；掌握挠曲线微分方程；掌握用积分法求弯曲变形；掌握用叠加法求弯曲变形；理解简单静不定梁；了解提高弯曲刚度的一些措施。
8.应力和应变分析  强度理论：
理解应力状态；理解二向和三向应力状态；掌握二向应力状态分析——解析法；掌握二向应力状态分析——图解法；理解三向应力状态；掌握广义胡克定律；了解复杂应力状态的变形比能；理解强度理论；掌握四种常用强度理论。
9.组合变形：
了解组合变形和叠加原理；理解拉（压）与弯曲的组；掌握扭转与弯曲的组合。
10.压杆稳定：
   了解压杆稳定的概念；了解细长压杆的临界力计算；了解压杆的临界应力概念；了解压杆的稳定性条件；了解提高压杆的稳定性措施
（三）学时分配表
序号	课程内容	讲课学时
1.约束和约束反力，物体的受力分析	4
2.平面汇交力系和平面任意力系的平衡方程及其应用	4
3.系统平衡问题	4
4.材料力学基本概念	2
5.拉伸、压缩与剪切	10
6.扭转	3
7.平面图形的几何性质	2
8.弯曲内力	5
9.弯曲应力	4
10.弯曲变形	5
11.应力和应变分析  强度理论	8
12.组合变形	5
13.压杆稳定	4
14.复习	4
合计	:64
五、主要教学方法：
首先将多媒体课件模拟仿真与课堂板书相结合，加深学生对某些知识点的理解与掌握，课堂上经常应用问题导向法进行讲授，课后经常采用以赛促学法进行复习讨论；而且在本课程讲授中，将工程实例分析与各个知识点相结合，使本课程所学内容得到真正的理解和应用。
六、实践环节的要求：
课后进行材料的力学性能实验。 
七、教学管理
明确规定课堂规则及实施办法，对于课堂上认真听讲、回答问题积极、做题速度很快、课前预习、课后复习、课堂笔记详细等表现良好的学生进行加分，平时成绩相对要高，对于旷课学生、上课迟到、爱玩手机、不做作业或抄袭他人作业的学生进行惩罚，降低平时成绩，而且每周至少收一次作业，要求所有学生必须按时上交作为平时成绩的一部分。
八、典型作业（报告、设计、习题）练习及要求：
课程习题集中基本知识点习题全部要求练习；
一部分针对竞赛学习的同学偏难题目要求选做。（每周必须交作业，作为一部分平时成绩的考核标准）
每周至少收一次作业，部分是课后习题中作业，部分是课后补充的作业，要求每位学生都必须上交，全批全改，将此成绩作为平时成绩参考的一部分。
布置一定比例探索、研究性题目的作业，引导学生深入钻研，强化应用能力。
1.比萨斜塔倾斜的力学因素分析：
2.斜拉桥梁中预应力钢缆绳的应力计算：
3.大型广告牌的受力与设计（尤其是风荷载的影响）：
4.易拉罐的压力差计算分析：
5.广播电视塔的横截面面积沿塔体轴线变化的规律：
这七个题目中每个学生根据自己的爱好，选做一个题目作为典型作业练习。
九、课程考核和成绩评定：
1.平时考核满分100分：主要由以下五部分组成，课堂考勤占20%，课外作业占20%，阶段测试包括期中测试占30%，课程论文占30%，课堂表现用来加分或减分。
2.期末考核满分100：与课程目标保持统一，不超出教学大纲范围，不会出偏题和怪题。根据课程特点设置主观题70分、客观题30分，共100分。
考核方式为闭卷考试。
3.综合成绩：平时考核包括期中考试在内共占总成绩的30%，期末考试成绩占总成绩的70%。
4.平时成绩与期末成绩均在50分以上才会合格，任意一个成绩少于50分，均为不及格。