本课程“工程力学”(静力学和材料力学)为面向交通运输类、机电类、能源动力类、材料类、轮机、航海、环境科学与工程类等多数工科专业的本科生开设的一门必修专业基础课。通过本课程的学习,学生将掌握实际工程构件的力学分析方法、构件破坏形式和原因以及构件的设计原理。本课程着力培养工科学生从工程问题中建立力学模型的抽象能力、严谨的逻辑思维能力以及能够利用工程力学相关知识分析并解决简单的实际工程问题的能力。
本课程包含十四章基本知识,包括理论力学的静力学和材料力学两部分内容。静力学部分主要包括力学的基本概念、物体及物体系的受力分析、各种力系的简化和平衡条件、摩擦和重心。材料力学部分主要包括杆件的基本变形(拉压、剪切、扭转、弯曲)的内力分析与应力分析、变形分析、材料的力学性能、强度分析与校核、刚度分析与设计、应力状态分析以及强度理论、组合载荷问题和压杆的稳定性分析等。本课程为分析工程和科学问题提供了基本概念、基本理论和基本方法,为后续专业课程的学习提供了必要的基础。
教师针对不同专业方向,根据人才培养方案和工程教育认证要求,可灵活组织线上和线下的教学活动,开展混合式教学和SPOC课程。
本课程2020年评为辽宁省线上一流课程,2023年评为国家级一流本科课程(线上一流课程)。
第一章 静力学公理和物体的受力分析
1.1 静力学引言和基本概念
1.2 静力学公理
1.3 约束与约束反力
1.4 物体的受力分析与受力图
习题课—画受力图练习
第一章 静力学公理和物体的受力分析 作业
第一章 静力学公理和物体的受力分析 单元测验
第二章 平面汇交力系和平面力偶系
2.1 平面汇交力系合成与平衡的几何法
2.2 平面汇交力系合成与平衡的解析法
2.3 平面力对点的矩和平面力偶
2.4 平面力偶系的合成与平衡条件
第二章 平面汇交力系和平面力偶系 作业
第二章 平面汇交力系和平面力偶系 单元测验
第三章 平面任意力系
3.1 平面任意力系向一点的简化
3.2 平面任意力系向一点简化结果的分析
3.3 平面任意力系的平衡条件和平衡方程
3.4 物体系的平衡 静定和超静定问题
第三章 平面任意力系 单元测验
第三章 平面任意力系 作业
第四章 空间力系
4.1 空间汇交力系
4.2 空间力对点的矩 力对轴的矩
4.3 空间力偶
4.4 空间任意力系向一点的简化
4.5 空间任意力系的平衡方程
4.6 重心
第四章 空间力系 作业
第四章 空间力系 单元测验
第五章 摩擦
5.1 滑动摩擦
5.2 摩擦角和自锁现象
5.3 考虑摩擦时物体的平衡问题
第五章 摩擦 作业
第五章 摩擦 单元测验
第六章 材料力学的任务及基本概念
6.1 材料力学的任务
6.2 材料力学的研究对象和基本假设
6.3 内力、截面法和应力
6.4 应变、杆件变形的基本形式
第六章 材料力学的任务及基本概念 单元测验
第七章 拉伸、压缩与剪切
7.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例
7.2 轴力与轴力图
7.3 拉(压)杆横截面上的应力
7.4 拉(压)杆斜截面上的应力
7.5 材料拉伸时的力学性能
7.6 材料压缩时的力学性能
7.7 失效、安全因数和强度计算
7.8 轴向拉伸或压缩时的变形
7.9 应力集中
7.10 剪切和挤压的实用计算
第七章 拉伸、压缩与剪切 单元测验
第七章 拉伸、压缩与剪切 作业
第八章 扭转
8.1 扭转的概念和实例
8.2 外力偶矩计算、扭矩和扭矩图
8.3 薄壁圆筒扭转
8.4 圆轴扭转的应力和强度条件
8.5 圆轴扭转变形和刚度条件
第八章 扭转 单元测验
第八章 扭转 作业
第九章 弯曲内力
9.1 弯曲的概念和实例、受弯杆件的简化
9.2 剪力和弯矩
9.3 剪力方程和弯矩方程 剪力图和弯矩图
9.4 载荷集度、剪力和弯矩间的关系
第九章 弯曲内力 单元测验
第九章 弯曲内力 作业
第十章 弯曲应力
10.1 梁纯弯曲时的正应力
10.2 梁横力弯曲时的正应力
10.3 梁弯曲切应力
10.4 提高粱弯曲强度的措施
第十章 弯曲应力 单元测验
第十章 弯曲应力 作业
第十一章 弯曲变形
11.1 工程中的弯曲变形问题、挠度和转角
11.2 挠曲轴近似微分方程
11.3 用积分法求弯曲变形
11.4 用叠加法求弯曲变形
11.5 梁的刚度条件与提高梁刚度的措施
第十一章 弯曲变形 测验
第十一章 弯曲变形 作业
第十二章 应力状态和强度理论
12.1 应力状态概述
12.2 平面应力状态分析—解析法
12.3 平面应力状态分析—图解法(应力圆)、主应力和主平面、三种应力状态
12.4 广义胡克定律
12.5 四种强度理论
第十二章 应力状态和强度理论 单元测验
第十二章 应力状态和强度理论 作业
第十三章 组合变形
13.1 组合变形概述 13.2 拉(压)弯组合变形
13.3 弯扭组合变形
13.4 组合变形的普遍形式 (拉(压)、弯、扭组合变形)
第十三章 组合变形 单元测验
第十三章 组合变形 作业
第十四章 压杆稳定
14.1 压杆稳定的概念
14.2 细长压杆的临界载荷-欧拉公式
14.3 压杆的临界应力
14.4 压杆的稳定计算
第十四章 压杆稳定 作业
第十四章 压杆稳定 单元测验
֍ 知识拓展之数值仿真
等直杆轴向拉伸
圆轴扭转
纯弯曲
应力集中
压杆稳定
֍ 知识拓展之力学竞赛
2013年第九届周培源力学竞赛
2015年第十届周培源力学竞赛
2017年第十一届周培源力学竞赛
2019年第十二届周培源力学竞赛
2023年第十四届周培源力学竞赛
2021年第十三届周培源力学竞赛
֍ 力学纵横-文献扩展阅读
跑步机上行走的彩虹圈
汽车越重越安全吗
树枝上的小鸟_趣说刚体平衡
一张纸最多能对折几次的力学分析
为有源头活水来_评伟大的实验与观察
微纳米点阵力学超材料的设计和性能
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龟壳结构的力学性能研究现状及展望
关于力学史的分期问题的初探
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