《工程力学》授课教案.pdf

《工程力学》授课教案

第一章：绪论

1.1课程介绍

解释工程力学的定义和研究对象

强调工程力学在工程技术领域的重要性

1.2力学的基本概念

介绍力的概念及其计量单位

解释牛顿三定律及其在工程中的应用

1.3参考书目

提供相关的参考书目供学生深入学习

第二章：静力学

2.1力的合成与分解

解释力的合成与分解的概念

演示力的合成与分解的计算方法

2.2平衡条件

介绍平衡条件的定义和应用

解释静力平衡的条件及其计算方法

2.3摩擦力

解释摩擦力的概念及其计算方法

介绍摩擦力的分类和其在工程中的应用

第三章：材料力学

3.1应力与应变

解释应力与应变的概念及其关系

介绍应力与应变的计算方法

3.2弹性模量与弹性极限

解释弹性模量的概念及其计算方法

介绍弹性极限的定义及其在工程中的应用

3.3塑性变形与屈服极限

解释塑性变形的概念及其计算方法

介绍屈服极限的定义及其在工程中的应用

第四章：动力学

4.1牛顿运动定律

复习牛顿三定律的概念及其在动力学中的应用

解释动力的概念及其计算方法

4.2动量与冲量

解释动量与冲量的概念及其关系

介绍动量与冲量的计算方法

4.3动能与势能

解释动能与势能的概念及其转换关系

介绍动能与势能在工程中的应用

第五章：工程力学应用实例

5.1结构分析

介绍结构分析的基本概念和方法

解释结构强度、刚度和稳定性的概念及其计算方法

5.2机械设计

解释机械设计的基本原则和方法

介绍机械设计中的力学计算和优化方法

5.3工程力学在实际案例中的应用

提供一些实际的工程案例，让学生了解工程力学在实际工程中的应用

第六章：材料力学性质

6.1材料拉伸与压缩

介绍材料在拉伸和压缩状态下的力学行为

解释应力-应变关系的图形表示（工程应力-应变曲线）

6.2弯曲与剪切

讲解弯曲力矩和剪切力的概念

演示弯曲和剪切应力的计算方法

6.3材料韧性、脆性与疲劳

探讨材料的韧性、脆性及其影响因素

介绍疲劳寿命的基本概念和计算方法

第七章：流体力学基础

7.1流体力学基本方程

讲解流体力学的基本守恒定律（连续性方程、动量方程）

解释流体压强、速度和密度之间的关系

7.2流体动力学

探讨流体流动的类型（层流、湍流）及其特性

介绍流体流动的数值模拟方法

7.3流体阻力与泵

解释流体阻力的概念及其计算

介绍泵的工作原理和性能参数（流量、扬程、效率）

第八章：机械振动与控制

8.1单自由度系统振动

讲解单自由度系统的自由振动和受迫振动

分析振动系统的动力学方程和振动特性

8.2多自由度系统振动

介绍多自由度系统的振动分析方法

探讨振动控制技术和减震方法

8.3随机振动

解释随机振动的概念及其在工程中的应用

介绍随机振动的分析方法和响应预测

第九章：摩擦、磨损与润滑

9.1摩擦力学

探讨摩擦力的产生机制和计算方法

解释摩擦系数的概念及其测量

9.2磨损与润滑

介绍磨损的类型和影响因素

讲解润滑油的作用和润滑条件

9.3润滑理论

探讨润滑膜厚度和承载能力的计算

介绍润滑方程和润滑摩擦的减少策略

第十章：工程力学在专业中的应用

10.1土木工程中的应用

分析工程力学在建筑结构、桥梁设计中的应用

探讨力学在地质力学和土壤力学中的关键作用

10.2机械工程中的应用

讨论工程力学在机械设计、强度校核中的应用

介绍力学在、自动化装置中的运动规划

10.3航空航天工程中的应用

解释工程力学在飞行器设计、卫星发射中的应用

探讨力学在空气动力学、结构强度分析中的重要性

重点和难点解析：

1.第五章中的工程力学应用实例：这一章节是理论联系实际的关键部分，学生

需要理解抽象力学原理如何应用于具体的工程实践中。重点关注如何将所学的静

力学、材料力学和动力学原理应用于解决结构分析、机械设计和工程案例中的问

题。

2.第六章中的材料力学性质：材料的行为在工程设计和分析中至关重要，但理

解材料的复杂力学性质可能具有挑战性。重点关注如何解释应力-应变关系、弯

曲和剪切力的计算，以及韧性、脆性和疲劳的概念。

3.第七章中的流体力学基础：流体力学是工程领域中不可或缺的一部分，但流

动的复杂性和守恒定律的应用可能难以掌握。重点关注如何理解流体力学基本方

程，如何区分层流和湍流，以及如何计算流体阻力和泵的性能参数。

4.第八章中的机械振动与控制：机械振动分析是工程力学中的一个重要主题，

但振动系统的复杂性和振动控制策略的多样性可能会增加学习的难度。重点关注

如何分析单自由度和多自由度系统的振动，以