【正文】 基本形式的簡單受力狀態(tài)開始分析，然后介紹復(fù)雜的載荷作用時(shí)剪力圖和 彎矩圖的畫法。注意事項(xiàng)強(qiáng)調(diào)本講內(nèi)容的重要性。教學(xué)方法介紹剪力、彎矩和分布載荷集度之間的關(guān)系需避免過多介紹理論證明，介紹一個(gè)典型 的例題予以說明即可，重點(diǎn)是介紹結(jié)論的運(yùn)用。注意事項(xiàng)強(qiáng)調(diào)了解剪力、彎矩和分布載荷集度之間的關(guān)系有助于快速地畫彎曲內(nèi)力圖。二、本章重點(diǎn)本章講授的重點(diǎn)是梁彎曲時(shí)的正應(yīng)力計(jì)算方法和強(qiáng)度計(jì)算問題?！窘贪?JA51】教學(xué)內(nèi)容介紹梁純彎曲正應(yīng)力的計(jì)算方法，然后介紹計(jì)算公式中慣性矩的計(jì)算方法。教學(xué)手段多媒體教學(xué)。其它情況需具體分析。教學(xué)方法對三類問題分別舉例介紹，并就正應(yīng)力計(jì)算公式說明如何提高梁的抗彎強(qiáng)度。11注意事項(xiàng)對于拉壓強(qiáng)度不等的材料構(gòu)成的梁彎曲時(shí)一定要注意，典型的是鑄鐵。三、學(xué)時(shí)和教案安排本章講授 2 學(xué)時(shí)，安排 1 個(gè)教案。教學(xué)方法重點(diǎn)講解疊加法求梁的變形，舉例介紹為主，然后介紹梁的剛度校核，也是舉例介紹 計(jì)算過程為主。注意事項(xiàng)積分法的優(yōu)點(diǎn)是可以直接運(yùn)用數(shù)學(xué)方法求得梁的轉(zhuǎn)角方程和撓度方程，但過程煩瑣。第七章 應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論一、教學(xué)要求了解應(yīng)力狀態(tài)的概念，重點(diǎn)掌握平面應(yīng)力狀態(tài)的基本知識(shí)；初步了解材料破壞的基本形式；了解常用的強(qiáng)度理論內(nèi)容及其適用范圍。三、學(xué)時(shí)和教案安排本章講授 4 學(xué)時(shí)，安排 2 個(gè)教案。教學(xué)方法先回顧拉壓試件的破壞形式，然后介紹應(yīng)力狀態(tài)的概念、研究方法，然后介紹平面應(yīng) 力狀態(tài)的基本知識(shí)。注意事項(xiàng)關(guān)于平面應(yīng)力狀態(tài)的基本結(jié)論要清楚。介紹強(qiáng)度理論的概念，常用的強(qiáng)度理論及如何選擇和應(yīng)用。教學(xué)手段多媒體教學(xué)。第八章 組合變形構(gòu)件的強(qiáng)度一、教學(xué)要求了解彎曲與拉伸（壓縮）的組合變形的強(qiáng)度計(jì)算方法；了解彎扭組合變形的強(qiáng)度計(jì)算方法；二、本章重點(diǎn)本章講授的重點(diǎn)是應(yīng)用疊加原理解決簡單的組合變形構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算問題?！窘贪?JA81】教學(xué)內(nèi)容介紹組合變形的基本概念，強(qiáng)度計(jì)算的基本過程，彎曲與拉伸（壓縮）的組合變形的強(qiáng) 度問題計(jì)算的基本知識(shí)。教學(xué)手段多媒體教學(xué)?！窘贪?JA82】教學(xué)內(nèi)容介紹彎扭組合強(qiáng)度計(jì)算的基本知識(shí)。教學(xué)手段多媒體教學(xué)。第九章 壓桿的穩(wěn)定一、教學(xué)要求了解壓桿穩(wěn)定的基本概念；掌握細(xì)長壓桿的臨界力計(jì)算方法和應(yīng)用歐拉公式計(jì)算臨界應(yīng)力；了解中小柔度桿臨界應(yīng)力的計(jì)算方法；掌握壓桿穩(wěn)定計(jì)算方法及提高壓桿穩(wěn)定性的措施二、本章重點(diǎn)本章講授的重點(diǎn)是計(jì)算細(xì)長壓桿的臨界力和臨界應(yīng)力，壓桿的穩(wěn)定計(jì)算?！窘贪?JA91】教學(xué)內(nèi)容介紹壓桿穩(wěn)定的概念及細(xì)長壓桿的臨界力計(jì)算方法，介紹歐拉公式的適用范圍及中小柔 度桿的臨界應(yīng)力。教學(xué)手段多媒體教學(xué)。注意確定適當(dāng)?shù)拈L度系數(shù)，注意判斷失穩(wěn)平面。教學(xué)方法先介紹壓桿截面選擇和壓桿穩(wěn)定性的校核，然后介紹如何提高壓桿穩(wěn)定性。注意事項(xiàng)先計(jì)算壓桿的柔度 235。 選擇計(jì)算臨界力的公式。以下是工程力學(xué)教案，歡迎閱讀。二、教學(xué)基本要求1．掌握工程對象中力、力矩、力偶等基本概念及其性質(zhì)；能熟練地計(jì)算力的投影、力對點(diǎn)之矩。3．掌握各種類型力系的簡化方法和簡化結(jié)果；掌握力系的主矢和主矩的基本概念及其性質(zhì)；能熟練地計(jì)算各類力系的主矢和主矩。5．理解材料力學(xué)的任務(wù)、變形固體的基本假設(shè)和基本變形的特征；掌握正應(yīng)力和切應(yīng)力、正應(yīng)變和切應(yīng)變的概念。7．掌握直桿在軸向拉伸與壓縮時(shí)橫截面的應(yīng)力計(jì)算；了解安全因數(shù)及許用應(yīng)力的確定，熟練進(jìn)行強(qiáng)度校核、截面設(shè)計(jì)和許用載荷的計(jì)算。9．掌握剪切和擠壓（工程）實(shí)用計(jì)算。11．掌握純彎曲、平面彎曲、對稱彎曲和橫力彎曲的概念；掌握彎曲正應(yīng)力公式；熟練進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算；掌握桿件的斜彎曲、彎拉（壓）組合變形的應(yīng)力與強(qiáng)度計(jì)算。三、教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1．繪制物體受力分析圖；2．力線平移定理及力系的平衡方程及其應(yīng)用；3．軸向拉壓的強(qiáng)度條件、靜定桁架節(jié)點(diǎn)位移計(jì)算；4．圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的切應(yīng)力與相對扭轉(zhuǎn)角及扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度和剛度條件；5．平面對稱彎曲的內(nèi)力圖及利用載荷集度、剪力方程和彎矩方程的微分關(guān)系、積分關(guān)系和突變關(guān)系繪制梁的內(nèi)力圖；6．平面對稱彎曲梁的彎曲正應(yīng)力及梁變形的積分法和疊加法。四、課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配第一部分 靜力學(xué)基本概念與公理（4學(xué)時(shí)）1．靜力學(xué)基本概念與公理2．約束和約束力3．受力圖第二部分 匯交力系（1學(xué)時(shí)）1．匯交力系的合成2．匯交力系的平衡條件第三部分 力偶系（1學(xué)時(shí)）1．力對點(diǎn)之矩矢2．力對軸之矩3．力偶矩矢4．力偶等效條件和性質(zhì)5．力偶系的合成和平衡條件第四部分平面任意力系（8學(xué)時(shí)）1．力的平移2．平面任意力系向一點(diǎn)簡化3．平面任意力系的平衡條件4．剛體系的平衡5．靜定與靜不定問題的概念第五部分 緒論（2學(xué)時(shí)）1．材料力學(xué)的研究對象2．材料力學(xué)的基本假設(shè)3．外力與內(nèi)力4．正應(yīng)力與切應(yīng)力5．正應(yīng)變與切應(yīng)變第六部分 軸向拉伸與壓縮（含實(shí)驗(yàn)共10學(xué)時(shí)）1．基本概念2．軸力與軸力圖3．拉壓桿的應(yīng)力與圣維南原理4．材料在拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能5．應(yīng)力集中概念6．失效、許用應(yīng)力與強(qiáng)度條件7．胡克定律與拉壓桿的變形8．簡單拉壓靜不定問題9．連接部分的強(qiáng)度計(jì)算第七部分 扭轉(zhuǎn)（6學(xué)時(shí)）1．基本概念2．動(dòng)力傳遞與扭矩3．切應(yīng)力互等定理與剪切胡克定律4．圓軸扭轉(zhuǎn)橫截面上的應(yīng)力5．極慣性矩與抗扭截面系數(shù)6．圓軸扭轉(zhuǎn)破壞與強(qiáng)度條件7．圓軸扭轉(zhuǎn)變形與剛度條件第八部分 彎曲內(nèi)力（2學(xué)時(shí)）1．基本概念2．梁的計(jì)算簡圖3．剪力與彎矩4．剪力、彎矩方程和剪力、彎矩圖5．剪力、彎矩與載荷集度間的微分關(guān)系第九部分 彎曲應(yīng)力（6學(xué)時(shí)）1．基本概念2．平面對稱彎曲正應(yīng)力3．慣性矩與平行移軸定理4．平面對稱彎曲矩形截面切應(yīng)力5．梁的強(qiáng)度條件6．梁的合理強(qiáng)度設(shè)計(jì)7．雙對稱截面梁的非對稱彎曲8．彎拉（壓）組合第十部分 彎曲變形（含實(shí)驗(yàn)共6學(xué)時(shí)）1．工程中的彎曲變形問題2．撓曲線近似微分方程3．用積分法、疊加法求彎曲變形4．簡單超靜定梁5．梁的剛度條件和合理剛度設(shè)計(jì)第三篇：工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教案《工程力學(xué)》實(shí)驗(yàn)教案李 穎2005年3月一、拉伸試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私馊f能機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及其工作原理，熟悉操作規(guī)程和正確使用方法，并注意安全事項(xiàng)。分析和比較不同材料的力學(xué)性能。二、試件按GB228—76規(guī)定，本實(shí)驗(yàn)試件采用圓棒長試件。一、低碳鋼的拉伸實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)原理及方法 實(shí)驗(yàn)時(shí)，在向試件連續(xù)均勻地加載過程中。記錄指針擺動(dòng)時(shí)的最小值為屈服載荷Ps,屈服極限ζs計(jì)算公式為ss=Ps/A0P—ΔL曲線屈服極限ss的測定實(shí)驗(yàn)時(shí)，試件承受的最大拉力Pb所對應(yīng)的應(yīng)力即為強(qiáng)度極限。將斷口密合在一起，用卡尺直接量出。A1:斷裂后頸縮處的橫截面積，用卡尺直接量出。——8條進(jìn)行；，加載至試件斷裂，記錄 Ps 和Pb，并觀察屈服現(xiàn)象和頸縮現(xiàn)象； ——14進(jìn)行；，用卡尺測量d1和L1，并記錄。２、驗(yàn)證扭轉(zhuǎn)虎克定律，測定剪切強(qiáng)度極限。２、游標(biāo)卡尺。三、實(shí)驗(yàn)原理及方法,=TL0/GIp 式中L0、G、Ip皆為常值,T、Φ為變量。~55176。四、實(shí)驗(yàn)步驟用特殊鉛筆在低碳鋼試件表面劃出平行桿軸線的縱向線和左標(biāo)距內(nèi)兩個(gè)截面的圓周線，使成為小矩形格子（已由實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備好）。選擇合適的度盤（施加扭矩后，禁止轉(zhuǎn)動(dòng)量程選擇手鈕）。然后移動(dòng)加載機(jī)構(gòu)，使試件插入主動(dòng)夾頭至適當(dāng)位置夾緊。選定主動(dòng)夾頭的轉(zhuǎn)速（一般試件屈服前用36176。/分），將被動(dòng)針轉(zhuǎn)至與主動(dòng)針重合。選好扭轉(zhuǎn)方向，打開記錄器開關(guān)。擰動(dòng)多圈電位器，使主動(dòng)夾頭至所需轉(zhuǎn)速。按VMn加載，并同時(shí)測出相應(yīng)的扭轉(zhuǎn)角。塑性變形將從圓周向中心逐漸擴(kuò)展，直至截面上各點(diǎn)處的剪應(yīng)力都一樣，這時(shí)扭矩稱極限扭矩用Mnjx表示，繼續(xù)扭轉(zhuǎn)試件已毋需增加外力偶矩，直至試件扭斷。/分，加載直至破壞，記下破壞時(shí)的扭矩Mnb。tb=Mnb Wn實(shí)驗(yàn)三 彎曲實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y定純彎梁一個(gè)截面的應(yīng)力大小及分布規(guī)律，以驗(yàn)證直梁彎曲時(shí)的正應(yīng)力公式。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器 ； ，預(yù)調(diào)平衡箱；三、實(shí)驗(yàn)用試件機(jī)裝置矩形截面梁試件，材料為A3鋼，試件尺寸及實(shí)驗(yàn)裝置簡圖簡下圖：載荷通過副梁及兩個(gè)磙子施加到試件上，應(yīng)變片接線采用多點(diǎn)半橋式接法。底面中性層3及距中性層h/4處的4。當(dāng)載荷P作用時(shí)利用應(yīng)變儀可測出相應(yīng)的應(yīng)變度εds,根據(jù)胡克定律ζ實(shí)=Eεds，平均可求得個(gè)點(diǎn)正應(yīng)力分布圖，可看出純彎曲梁正應(yīng)力分規(guī)律。即說明理論公式是正確的。五、實(shí)驗(yàn)步驟四、試驗(yàn)步驟調(diào)節(jié)應(yīng)變儀（1）將后面板D1,D2,D3三點(diǎn)聯(lián)接起來（已接好），旋緊接線柱。注意：儀器校準(zhǔn)時(shí)，后面板的接線板上不能聯(lián)接任何電阻，否則會(huì)影響精度。把前面板選擇開關(guān)旋到“1”，這時(shí)指示表顯示的數(shù)據(jù)是電橋不平衡的分量，調(diào)節(jié)前面板平衡電位器“1”，使指針表顯示全為“0”，如果顯示數(shù)是正的，平衡電位器逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，顯示數(shù)是負(fù)的，平衡電位器順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。（4）儀器的 K值調(diào)整：儀器時(shí)按K＝2設(shè)計(jì)的。本室使用應(yīng)變片K＝，即用幅調(diào)電位器調(diào)節(jié)為4545。半橋測量接線。調(diào)整應(yīng)變片所接點(diǎn)的對應(yīng)平衡電位器，使其平衡。調(diào)動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)蝶形螺母，使杠桿尾端稍翹起。每次加一只砝碼（加砝碼時(shí)要求一手扶砝碼托，一手緩慢放砝碼，使其不致擺動(dòng)）。記下應(yīng)變儀顯示器的應(yīng)變量讀數(shù)C0。一片測量完畢之后，按同樣方法測量另一片直到五片全部測完為止。21 匯 交 力 系一、空間力的投影 Φ 表示力的方向 力Fx、Fy、Fz的大小分別為圖21 設(shè)i、j、k為x、y、z軸上的單位矢量，根據(jù)矢量的正交分解特性，力F表示為其大小其方向用θ角，Φ角表示為設(shè)α、β、γ分別表示力F與Ox軸、Oy軸、Oz軸正向之間的夾角，它們統(tǒng)稱為方位角。cosα、cosβ、cosγ統(tǒng)稱為力的方向余弦。以O(shè)A和ON為對角線分別作兩個(gè)相似長方體。于是將(28)式代入(27)式中，則可求得力F在三個(gè)直角坐標(biāo)軸上的投影。二、匯交力系的合成作用于物體上諸空間力作用線匯交于一點(diǎn)的力系稱為空間匯交力系。研究匯交力系合成的方法有幾何法和解析法。O點(diǎn)為匯交點(diǎn)。凡力系中諸力具有共同作用點(diǎn)的力系稱為共點(diǎn)力系(圖27(b))。由此可見，匯交力系可以合成為一作用線通過匯交點(diǎn)的合力，它為各分力的矢量和，5 即圖28 一般空間匯交力系可合成為一作用線通過匯交點(diǎn)的合力，其合力矢量表示式為因合力R的投影分量為這就是說，合力在任一軸上的投影等于各分力在同 一軸上投影的代數(shù)和。合力R的大小和方向余弦為若匯交力系為平面匯交力系，可選取力所在平面為Oxy平面，則(212)式簡化為三、匯交力系的平衡條件力系的平衡條件是指剛體在某力系作用下保持平衡時(shí)力系中各力應(yīng)滿足的條件。即 匯交力系的平衡條件既可用幾何法表示，也可用解析法表示：空間匯交力系的合力是以力系各分力為邊所構(gòu)成的力的多邊形的封閉邊。換言之，力的多邊形中最后一個(gè)分力的矢端與第一個(gè)分力的矢尾O點(diǎn)相重合，力的多邊形自行封閉(圖210)，這就是匯交力系平衡的幾何條件。方程(215)稱為空間匯交力系的平衡方程。三個(gè)方程彼此獨(dú)立，故可求解三個(gè)未知量。小結(jié):在這一節(jié)中我們學(xué)習(xí)了力的匯交系統(tǒng),: 習(xí)題與思考題導(dǎo)課:在前一節(jié)中我們學(xué)習(xí)了匯交力系,那是力的一種求解方法,但是在實(shí)際應(yīng)用中力的求解方法一種是解決不了全部現(xiàn)實(shí)問題,從而我們要繼續(xù)學(xué)習(xí)力的另一種求解方法力矩167。物體在力的作用下產(chǎn)生平動(dòng)效應(yīng)，物理學(xué)中已作闡述。圖215 通常把O點(diǎn)稱為矩心，把h稱為力臂，把力的大小與力臂的乘積稱為力對矩心的矩，簡稱力矩，用它來衡量力F使物體繞矩心轉(zhuǎn)動(dòng)的效應(yīng)。人為約定：使物體產(chǎn)生逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(或轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢)的力矩為正(圖217(a))；使物體產(chǎn)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(或轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢)的力矩為負(fù)(圖217(b))。它與力的大小和力臂的乘積成正比。即力F的作用線與矩心O點(diǎn)所決定的平面的法線方位。即使物體繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。這個(gè)矢量的模等于力的大小 F和力臂h的乘積；該矢量的方位(即轉(zhuǎn)動(dòng)軸線在空間的方位)，其指向由右手螺旋法則確定(圖219)。由圖可知，它是一個(gè)通過矩心O的定位矢量，是力對物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的度 量。F和r分別可寫為 代入(218)式得這就是力對點(diǎn)之矩矢的解析表達(dá)式。于是，合力R對點(diǎn)的矩矢可寫為這就是合力矩定理，其物理意義是合力對任一點(diǎn)之矩矢，等于各分力對同一點(diǎn)之矩矢的矢量和。小結(jié)::習(xí)題與思考題導(dǎo)課:在學(xué)習(xí)了力系和力矩之后我們已經(jīng)了解了力在實(shí)際中的兩種表示方法,現(xiàn)在我們在力矩的基礎(chǔ)上我們繼續(xù)進(jìn)一步了解力偶系的表示方法和計(jì)算狀況.167。兩力作用線間的距離d稱為力偶臂。圖223圖224圖225 設(shè)一力偶(F，F(xiàn)′)，其力偶臂為d(圖225)，力偶對力偶作用面上任一點(diǎn)O的矩，應(yīng)為平行力F，F(xiàn)′對點(diǎn)O的矩的代數(shù)和，即由此可知，兩個(gè)力矩相加的結(jié)果與兩力矩的矩心位置無關(guān)，即力偶中兩力對力偶作用面上任一點(diǎn)之矩的代數(shù)和為一常量，它等于力偶中任一力F的大小F和 16 力偶臂d的乘積。于是式中正負(fù)號(hào)反映力偶的轉(zhuǎn)向，逆時(shí)針轉(zhuǎn)向取正，順時(shí)針轉(zhuǎn)向取負(fù)。二、力偶的基本性質(zhì)(即力偶無合力)，也不能與一個(gè)力平衡。圖226 力偶這一基本特性給出了在同一平面內(nèi)力偶等效 17 的條件，故這一性質(zhì)稱為力偶的等效性或稱為力偶的等效定理。力偶對剛體的作用與力偶在其作