工程力学自学指导书打印版

2021-04-25 12:41:00本页面

工程力学自学指导书打印版


【正文】

《工程力学》自学指导书 一、课程编码及适用专业 课程编码:024922211 总学时:144 面授学时:48 自学学时:96 适用专业:机械类专科(函授专科) 二、课程性质 《工程力学》是机械类专业的一门技术基础课,是其它后续专业课的基础。通过本课程的学习要求学生对构件的平衡、强度、刚度、稳定性具有明确的概念。掌握研究构件的平衡,强度、刚度和稳定性的分析方法和计算方法,从而能对简单的工程问题进行分析和计算。为学生进一步获得力学知识,学好以后的各门专业基础课、专业课奠定必要的力学基础。 三、本课程的地位和作用 《工程力学》是研究物体的受力分析、力系的平衡条件,以及构件的强度、刚度、稳定性的一门技术基础课程。

是高等学校机械类专业的一门重要的基础课程。作为技术基础课程,它具有基础性和实用性。 通过《工程力学》的整个教学过程,加强学生对力学基本概念、基本理论的理解和掌握,不断提高学生的分析问题和解决问题的能力。加强对学生的自学能力、创新能力的培养。 四、学习目的与要求 通过本课程的学习,应掌握工程中常见的约束类型及其约束反力。熟练对物体的受力进行分析,并且能够运用各种力系的平衡条件对物体的受力进行求解。 了解杆件的基本变形,掌握用截面法计算内力的方法。掌握基本变形下横截面上应力的分布规律和计算公式。掌握基本变形下杆件的变形量和计算公式。掌握杆件的强度、刚度计算的一般方法。 熟练提取组合变形下危险点处的应力状态。

并且能够应用叠加法对构件的组合变形进行强度分析。掌握常用的四个强度理论。 了解压杆稳定的概念,掌握欧拉公式的适用范围,掌握压杆稳定的校核方法。 了解构件疲劳破坏的特点,理解影响构件持久极限的因素。 为学好工程力学这门课,学习时应注意以下几点: (一)要抓主要矛盾,力学有强度、刚度两条主线贯穿课程的始终,在学习中要擅长提纲携领。 (二)要抓住重点,即应牢固掌握基本概念、基本理论和主要公式。 (三)要有良好的学习方法,要擅长总结,对于每一个基本变形都要找出强度、刚度的主线,并将各种基本变形的应力分布规律和变形量进行比较、归纳,总结出共性和差异,以加深对各种基本变形下的强度计算和刚度计算

(四)学习是要理论联系实际,重视力学在工程中的实际应用。 五、本课程的学习方法 为了学好本课程,首先要具有正确的学习目的和态度,应为我国社会主义现代化事业而学习。在学习中要刻苦钻研、踏踏实实、虚心求教、持之以恒。在学习时要抓住基本概念、基本理论;要理解问题是如何提出和引申的,又是怎样解决和应用的;要注意各部分内容之间的联系;要重在理解,能提出问题,积极思考,不要死记;要注重各种基本变形下的内力图、应力分布规律、应力计算公式以及各种基本变形下变形量的计算。通过习题可以巩固和加深对所学理论的理解,并培养分析能力和运算能力,所以应按要求完成布置的作业题。解题前,要对所学内容基本掌握。

解题时,要看懂题意,注意分析,熟练应用各种理论和公式。除学习规定教材外,应参阅相关的参考书。努力培养自己严谨的科学作风。 通过各个学习环节,培养分析和解决问题的能力和创新精神。解决问题不是仅仅照着书本上的例题作练习题,而是要求使用已有的知识对提出的要求和论据能理解和领悟,并能提出自己的思路和解决问题的方案,这是一个创新过程。 六、自学内容与指导 第一章:静力学的基本概念和物体的受力分析 (一)自学内容 静力学的基本概念与公理,常见的约束类型及其约束反力,判断二力构件,物体的受力分析。 (二)本章重点 1、常见约束及约束反力; 2、物体的受力分析; (三)本章难点 1、二力构件的判定。

2、物体的受力分析。 (四)本章考点 1、正确识别出二力构件; 2、常见约束及约束反力; 3、物体的受力分析; (五)学习指导 力的三要素是:大小、方向、作用点;力的单位是:N(牛顿)、KN(千牛)。在静力学范畴内物体视为刚体,在任何理的作用下都不会发生变形。静力学的一切原理奠定在五个公里基础上:①平行四边形公理;②二力平衡公理;③加减平衡力系公理;④作用力与反作用力公理;⑤刚化原理。 工程中常见的约束有:光滑接触面约束、柔索约束、圆柱铰链、固定铰链支座、活动铰链支座、向心轴承、止推轴承、固定端约束;在受力分析时注意区分约束类型,约束反力与约束类型相对应。 物体的受力分析时,应注意:1、首先要确定系统中的二力构件,二力构件的判定原则是:在两个力的作用下处于平衡的构件。

大多数情况下满足:①两端铰接;②自重不计;③杆件的轴向上没有任何的主动力和约束力。2、系统中如果有二力构件,应先画出二力构件的受力图,力的作用点在两端的连接点上,作用线沿两点的连线上,方向相反。3、取整体或构件的组合式内力不画;4、注意区分作用力和反作用力,二者大小相等、方向相反,作用在两个物体上。5、分离体应与最初的位置保持平行。6、约束反力与约束类型相对应,有约束反力就一定有施力的物体。 第二章:平面汇交力系 (一)自学内容 力在直角坐标轴上的投影,平面汇交力系平衡的几何条件、平面汇交力系平衡的解析条件,汇交力系的平衡方程; (二)本章重点 1、汇交力系平衡的几何、解析条件; 2、汇交力系的平衡方程。

(三)本章难点 1、正确计算力在直角坐标轴上的投影。 2、求解平面汇交力系 (四)本章考点 1、求解平面汇交力系。 (五)学习指导 平面汇交力系平衡的几何条件是:力的多边形自行封闭;解析条件是: 即:各力在一对正交轴上的投影的代数和为零。 在进行分析时应注意:1、力的投影是代数量,注意投影的正负;2、x、y只代表一对相互垂直的正交轴,根据求解问题的需要,可以灵活选择坐标轴的方向。3、投影方程中等号的右边必须是零,表示的是平衡方程。 第三章:力偶系 (一)自学内容 力对点的矩与力对轴的矩的计算;力偶的性质,力偶的等效条件;力偶系的合成结果;平面力偶系的平衡条件; (二)本章重点 1、力对点的矩与力对轴的矩的计算。

2、力偶的性质; 3、平面力偶系的平衡条件与平衡方程; (三)本章难点 1、计算力对轴的矩; 2、平面力偶系的平衡条件与平衡方程; (四)本章考点 1、平面力偶系的求解; 2、力偶对作用面内任意点的矩; (五)学习指导 力偶不是力,力偶不能与力平衡与等效,力偶只能与力偶等效。力偶对作用面内任意一点的矩恒等于力偶矩本身。在平面力偶系中,力偶矩只有顺时针与逆时针两个方向,故平面力偶系中把力偶看成是代数量,逆时针为正。在进行平面力偶系求解时注意:1、当构件上只作用有主动力偶时,要求其两端的约束反力也形成力偶,与主动力偶平衡。2、平面力偶系的平衡条件是:各力偶矩的代数和为零。 在空间力偶系中。

各个力偶不在同一个平面内,故空间力偶系中力偶是矢量,力偶矩矢的方向用右手螺旋判定。空间力偶系的平衡条件是:各力偶矩矢在三个坐标轴上投影的代数和为零。 第四章:平面任意力系 (一)自学内容 力的平移定理;平面任意力系向一点简化的结果及其分析;平面任意力系的平衡条件及平衡方程;物质系统的平衡求解; (二)本章重点 1、平面任意力系向一点简化的结果; 2、平面任意力系的平衡条件及平衡方程。 (三)本章难点 1、物体系统的平衡求解; (四)本章考点 1、平面任意力系向一点简化; 2、求解平面任意力系的平衡条件及平衡方程; 3、求解物质系统的平衡; (五)学习指导 力的平移定理的内容是:作用在刚体上的力可以平移到刚体上任意一点。

得到大小相等、方向相同的力,同时附加一个原力对新的力作用点的矩。利用此平移定理可以将平面一般力系向任意一点(简化中心)进行简化得到:平面汇交力系+平面力偶系;平面汇交力系合成的最后结果是一个力――主矢;力偶系合成的结果是矩M――主矩。故平面一般力系向一点简化后得到主矢和主矩M。简化的结果可能是:①主矢、主矩,简化的结果是一个力,此时合力的作用线过简化中心;②主矢=0、,简化的结果是一力偶,力偶矩的大小与简化中心无关;③主矢、主矩,利用力的平移定理的逆过程,简化的结果是一个力,此时合力的作用线不过简化中心,到简化中心的距离是:;④主矢:平面汇交力系平衡,主矩:平面力偶系平衡,结果是:平面一般力系处于平衡状态。

故平面一般力系的平衡条件为;即:力系中各力在一对正交轴上投影的代数和为零,力系中各力对任意一点的矩的代数和为零。 物系平衡中应注意:研究对象可取整体为研究对象,也可取构件的组合为研究对象,也可以取单个构件为研究对象。然后按照画出的受力图确定是什么力系,选择相应的平衡方程进行求解。一般情况下:先整体后局部;从已知到未知的分析过程。 第五章:空间力系 (一)自学内容 空间任意力系的简化;空间任意力系的平衡条件与平衡方程。 (二)本章重点 1、空间任意力系向一点简化的结果; 2、空间任意力系的平衡平衡方程。 (三)本章难点 1、空间约束类型 2、空间问题的求解 (四)本章考点 1、空间任意力系向一点简化的结果讨论 2、空间问题的求解 (五)学习指导 利用力的平移定理将空间一般力系向任意一点进行简化得到:空间汇交力系+空间力偶系。

空间汇交力系合成的最后结果是一个力――主矢;空间力偶系合成的结果是主矩――主矩。故空间一般力系向一点简化后得到主矢和主矩。简化的结果可能是:①主矢、主矩=0,简化的结果是一个力,此时合力的作用线过简化中心;②主矢=0、简化的结果是一力偶,力偶矩的大小与简化中心无关;③主矢、主矩:当时,力与力偶位于同一平面内,可以利用力的平移定理的逆过程,简化的结果是一个力,此时合力的作用线不过简化中心;当//时,已是空间力系的最终简化结果:力螺旋。④主矢:空间汇交力系平衡,主矩:空间力偶系平衡,结果是:空间一般力系处于平衡状态。故空间一般力系的平衡条件为 ;即:力系中各力在一对正交轴上投影的代数和为零,力系中各力对三个轴的矩的代数和为零。

共有6个平衡方程。 第六章:桁架、摩擦、重心 (一)自学内容 分别用节点法、截面法计算桁架各杆的受力;考虑有摩擦时物体的平衡问题;重心位置的计算公式。 (二)本章重点 1、计算桁架各杆的受力; 2、何时可以补充摩擦定律; (三)本章难点 1、桁架各杆的受力分析 2、物体重心的位置 (四)本章考点 1、桁架各杆的受力分析。 (五)学习指导 对桁架中的各杆进行假设:各杆的轴线均为直线;各杆的重量不计;两端是光滑铰链,经过此三个假设后桁架中所有的杆均为二力杆。受力分析中不能取二力杆为研究对象,只能取节点(节点法)、或构件的组合(截面法)为研究对象;当取节点为对象时,

构成平面汇交力系;取构件的组合为研究对象时,构成平面一般力系。 考虑有摩擦的物体的平衡时,把物体的受力看成平面一般力系,按照一般力系进行分析求解即可。但是对于摩擦定律的补充要注意:只有在物体处于欲动未动的临界状态时,才可以补充摩擦定律;在此状态之前,摩擦力的大小只能由平衡方程确定,不可以补充摩擦定律。 第七章:绪论 (一)自学内容 材料力学的任务,研究对象、变形固体的基本假设,杆件变形的基本形式。 (二)本章重点 1、内力的概念; 2、用截面法求杆件内力; 3、正应力和剪应力的概念; 4、小变形的概念; 5、线应变和角应变的概念; 6、变形固体的基本假设及其在材料力学问题中的应用。

设计规范相关推荐  
三九文库 www.999doc.com
备案图标苏ICP备2020069977号