《工程力学》教学大纲 课程名称： 工程力学 课程类别（必修/选修）： 必修课 课程英文名称：Engineering Mechanics 总学时/周学时/学分：64/4/4 其中实验学时：8 先修课程： 高等数学、线性代数、大学物理 授课时间：1-16 周，周二 1-2 节，周四 1-2 节 授课地点：(1)理论课集中授课：松山湖校区 6A-406；(2)网络在线教学地点根据实际情况安排。 授课对象： 2018 级金属材料 1 班（检测工程） 开课学院： 材料科学与工程工程学院 任课教师姓名/职称： 王康/讲师、李文芳/教授 答疑时间、地点与方式：课后现场解答；网络在线解答（通过微信、QQ、E-mail、优学院 APP 等通 信方式） 课程考核方式：开卷（ ） 闭卷（ √ ） 课程论文（ ） 其它（ ） 使用教材：单辉祖，谢传锋合编，《工程力学》高等教育出版社 教学参考资料： 刘鸿文主编，《材料力学》，高等教育出版社 范钦珊主编，《工程力学》（静力学和材料力学）高等教育出版社 课程简介：工程力学是是由基础理论过渡到专业基础的一门技术基础课程。通过本课程的学习，要求 学生掌握力、力偶、约束等基本概念和力系的简化/平衡等刚体静力学的基本理论与方法：了解材料 的基本力学性能；掌握应力、应变等基本概念；具有杆件强度、刚度问题和稳定性问题的基本分析和 计算能力。本课程在培养学生力学基础理论的同时，还结合了金属材料工程专业的特点，从力学大学 科背景阐明各类力学对金属材料工程的重要性，特别注重力学思维的培养，注重基础，联系专业实际， 以课程为载体，引导学生利用力学解决金属材料工程相关的问题。本课程采用线上教学结合现场授课 的混合教学模式，为学生高效接受知识提供便利。 课程教学目标 一、知识目标： 1、掌握静力学基本知识、材料力学基本假设。 2、材料力学中拉压、扭转、弯曲等力学模型知识。 3、学会平面应力分析方法和强度理论。 4、了解材料的疲劳和损伤概念，并与金属材料工 程专业知识建立联系。 二、能力目标： 1、掌握平面和空间中的刚体和桁架的静力受力分 析，掌握力系向一点的简化和力矩的概念，能绘 制其受力图，能列出平衡方程进行求解；掌握基 础的应力分析和压力容器的知识。 2、掌握简单杆件的拉压扭弯的应力变形分析和强 度设计；掌握杆件拉压和弯曲截面受力图的画法； 本课程与学生核心能力培养之间的关联： 核心能力 1. 能够将数学、自然科学、工程基 础和金属材料工程专业知识用于解决复杂工程问 题； 核心能力 2. 能够应用数学、自然科学和工程 科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究 分析复杂金属材料工程问题，以获得有效结论； 核心能力 3. 能够设计针对复杂金属材料工程 问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单 元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体 现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文 化以及环境等因素； 核心能力 4. 能够基于科学原理并采用科学方 法对复杂金属材料工程问题进行研究，包括设计
熟悉不同材料的拉压和扭转曲线和破坏特点；掌 握应力应变理论和强度理论，组合应力、主应力 应变、最大剪应力、应力圆和应变能的概念，了 解各种强度理论的背景和原理。 3、掌握工程中常用压杆的稳定性概念和计算方 法；了解交变载荷下的疲劳强度和 S-N 曲线；了 解工程中简单的弹塑性知识。 三、素质目标： 培养学生的力学思维，了解力学的学科分类及其 和工程的关系，能在较简单的实际工程中提练出 力学问题且能进行简化得到力学模型，并能进行 求解，了解问题的本质。 实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合 理有效的结论； 核心能力 5. 能够针对复杂金属材料工程问题， 开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程 工具和信息技术工具，包括对复杂金属材料工程 问题的预测与模拟，并能够理解其局限性； □ 核心能力 6. 能够基于金属材料工程相关背景 知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工 程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及 文化的影响，并理解应承担的责任； □ 核心能力 7．能够理解和评价针对复杂金属材 料工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展 的影响； □ 核心能力 8．具有人文社会科学素养、社会责 任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道 德和规范，履行责任。 □ 核心能力 9．能够在多学科背景下的团队中承 担个体、团队成员以及负责人的角色 □ 核心能力 10．能够就复杂金属材料工程问题与 业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括 撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回 应指令，并具备一定的国际视野，能够在跨文化 背景下进行沟通和交流 □ 核心能力 11．理解并掌握工程管理原理与经济 决策方法，并能在多学科环境中应用 核心能力 12．具有自主学习和终身学习的意 识，有不断学习和适应发展的能力 理论教学进程表 周次 教学主题 学 时 数 教学的重点、难点、课程思政融入点 教学 方式 （线 上/线 下） 教学手段 作业安排 1 工程力学导学及 绪论 4 重点：了解解决工程问题的力学思维 难点：《工程力学》课程的研究对象、研 究内容和分析方法 思政融入点 1：工程力学在国民工业和军 线上 讲授
工中发挥重要作用，学好本课程，坚定科 技报国理想。 课堂思政讨论：讨论工程力学国民经济中 的应用，理解该课程的重要性。 2 刚体静力学 2 重点：静力学基本概念、受力图、约束 难点：约束、平面力系的平衡条件 线上 讲授 2 静力平衡问题 4 重点：平面汇交力系 难点：平面汇交力系的几何法和解析法 线上 讲授 3 平面力偶系 2 重点：平面力偶系概念 难点：平面力偶系的平衡条件 线上 讲授 3 平面一般力系 2 重点：平面一般力系概念 难点：一般力系向一点简化 线上 讲授 4 平面一般力系、摩 擦 4 重点：平面一般力系的平衡条件、桁架、 摩擦 难点：物体系统的平衡问题 线上 讲授 习题 1 5 材料力学绪论 轴向拉伸与压缩 4 重点：材料力学的研究任务、轴力 难点：材料力学的基本假设、轴力图、应 力、胡克定律 线上/ 线下 结合 讲授 6 强度与连接件设 计 4 重点：拉压杆件、杆件接头的强度设计 难点：失效、许用应力和强度条件 线上/ 线下 结合 讲授 习题 2 7 圆轴扭转 4 重点：扭转的概念，扭转平衡方程的推导 难点：切应力互等定理和剪切胡克定律 线上/ 线下 结合 讲授 8 圆轴扭转破坏与 强度条件 2 重点：圆周扭转受力状态，扭转破坏与强 度条件 难点：轴力图、极惯性矩、抗扭截面系数 线上/ 线下 结合 讲授 习题 3 8 弯曲内力 2 重点：剪力与弯矩及其平衡方程 难点：剪力、弯矩与载荷集度间的微分关 系 线上/ 线下 结合 讲授 9 期中考试 2 安排期中考试 线上/ 线下 结合 讲授 9 弯曲内力 2 重点：剪力图 难点：剪力图的绘制 线上/ 线下 结合 讲授
10 弯曲应力 4 重点：对称弯曲正应力、切应力，梁的强 度条件 难点：惯性矩与平行轴定理，工程中的弯 曲梁的强度校核、设计 线上/ 线下 结合 讲授 11 弯曲变形 2 重点：挠曲近似微分方程，梁的刚度条件 与合理刚度设计 难点：计算梁位移的积分法和叠加法 线上/ 线下 结合 讲授 习题 4 11 应力状态分析 2 重点：平面应力状态分析，广义胡克定律 难点：复杂应力状态问题，极值应力与主 应力 线上/ 线下 结合 讲授 12 复杂应力状态的 强度问题 4 重点：断裂、屈服强度理论 难点：承压薄壁圆筒的强度计算模型 线上/ 线下 结合 讲授 13 压杆稳定 4 重点：稳定性概念、临界载荷的欧拉公式 难点：压杆稳定条件 线上/ 线下 结合 讲授 习题 5 14 疲劳与断裂 2 重点：疲劳、损伤的概念，S-N 曲线， 难点：断裂控制设计 思政融入点 2：阐明疲劳与断裂对工程构 建安全的重要性，疲劳与断裂问题也是金 属结构材料设计不可忽视的要点。 课堂思政讨论：疲劳与断裂对生产安全的 重要性 线上/ 线下 结合 讲授 习题 6 14 课程总结与拓展 2 重点：课程总结，较明晰工程力学对金属 材料工程专业的重要性 难点：静力学基本公理，材料力学基本假 设，拉压、扭、弯问题的应力分析关联 思政融入点 3：从工程力学知识迁移到材 料科学理论，引导学生利用力学思维思考 哲学、社会问题。 课堂思政讨论：尝试利用力学思维讨论当 前热点社会问题的内因。 线上/ 线下 结合 讨论、 互动答 疑 合计： 56 实践教学进程表 周次 实验项目名称 学 时 重点、难点、课程思政融入点 项目类 型（验证 /综合/设 教学 手段
计） 15 基于生活固废的 桥体结构小制作 2 重点：寻找生活固废制作桥体结构件 难点：力求使用最小质量的固废制作强 度、刚度、稳定性最好的桥体，并对其进 行简单理论分析 思政融入点 4：通过小制作使学生对工程 力学学以致用，贯彻可持续发展理念 课堂思政讨论：固废资源化利用的力学基 本背景 设计 （小 制作） 小制作、小组合作 15 材料拉压实验 2 重点：材料拉伸、压缩试验步骤 难点：拉伸曲线各特征分析 综合 集中实验或虚拟 实验 16 材料弯曲实验 2 重点：弯曲应力实验 难点：弯曲应力特性 综合 集中实验或虚拟 实验 16 材料扭转实验 2 重点：扭转应力实验 难点：扭转应力特性 综合 集中实验或虚拟 实验 合计： 8 考核方法及标准 考核形式 评价标准 权重 平时 成绩 习题作业、实验 报告、作品 1、习题作业(12%)：共 6 次，每次 2%，百分制，全部要求使用“优 学院”网络端线上提交。 2、实践/实验报告(8%)：百分制，线下提交。 3、力学小制作(10%)以团队形式完成，线下提交，按照完成态度、 创新性、是否达到既定目标评分。 30% 考勤 1、线上教学“优学院”网络签到；线下教学利用手机“优学院”APP 签到，协同线下课堂随机点名。 2、超过 3 次缺席或未参与“优学院”网络线上签到，则取消期末考 试资格。 10% 期中闭卷考试 以答题正确性和评分标准进行评分 10% 期末 成绩 期末闭卷考试 按照评分标准对考生答案进行批改评分 50% 总计 100% 大纲编写时间：2020 年 2 月 20 日 系（部）审查意见： 我系已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。 系（部）主任签名： 日期：2020 年 2 月 24 日