《设施工程力学》课程教学大纲.docx

设施工程力学

（ProtectedEngineeringMechanics）

课程基本信息

课程编号课程总学时：40

实验学时：4

课程性质：必修

课程属性：基础类

开设学期：第3学期

适用专业：设施农业科学与工程；核心

对先修的要求：高等数学

对后续的支撑：农业设施工程学、设施环境与调控、设施装备与智能化

一、课程的教学理念、性质、目标和任务

设施工程力学是是设施农业科学与工程专业的一门专业基础课，在培养学生进行园艺设施设计与建造方面占有重要的地位。本课程主要包括包括理论力学和材料力学两部分。理解静力学的基本概念，培养学生具有一般结构受力分析的基本能力；掌握平面一般力系的简化和平衡方程的求解。对材料力学的概念有明确的认识；能够计算杆件在荷载作用下的内力，并做相应的内力图；掌握基本杆件的强度、刚度的基本概念和基本计算能力。最终，培养学生能利用工程力学的基本概念判断分析结果正确与否的能力，使学生具备综合应用所学力学知识分析、解决园艺设施中力学相关问题的素质，并为后续课程的学习奠定坚实的基础。

二、课程教学的基本要求

1.理论知识方面：对设施工程力学中的基本概念有明确的认识；掌握平衡物体的受力分析及受力图的画法，静力学的基本概念和公理。掌握基本力系，汇交力系合成与平衡的解析法；了解力矩的概念和合力矩定理；掌握力偶的概念、性质、力偶系的合成与平衡；了解常用园艺设施中材料的性能；结构的强度、刚度、稳定设计，组合变形研究思路。

2.实验技能方面：掌握工程力学相关计算机软件的使用方法，能够建立任意体系的计算模型并做几何组成分析，具备运用相关软件开展设施结构力学分析和计算的能力。

三、课程的教学设计

1.教学设计说明

培养学生的空间想象能力是本课程的核心任务。根据本课程特点，利用多媒体与板书结合，可使形体视频化、动态化；并结合分析、启发式教学，采用适度强化、逐渐推进的教学方式。在授课过程中，启用立体几何知识、形象知识库及已学过的知识点。并开展实现课下互动等，形成全方位的立化教学手段提升学生学习兴趣。

2.课程目标及对毕业要求的支撑

序号

课程目标

毕业要求

1

掌握杆件应力变形分析、强度及刚度分析方法，具备杆件位移分析及强度刚度设计的能力。

3

4

5

2

深刻理解力、力矩、平衡、约束、约束力、力系等基本概念，掌握受力分析及力系简化的方法。

3

4

5

3

理解材料力学的基本概念，培养学生进行杆件内力分析的能力，具备查阅应用相关国家标准，进行杆件安全校核的能力。

3

4

5

4

具有执着探索的科学精神，具备良好的职业道德素质，拥有独立工作和努力学习的能力。

3

6

10

四、理论教学内容及学时分配（36学时）

第一章静力学基础

学时数：4

教学目标：了解平衡产生的原因，理解力、力矩、力偶、约束力等概念，掌握受力分析的方法。

教学重点和难点：力系、力矩、力偶的概念；物体的受力分析；合力矩定理、加减平衡力系原理。

主要教学内容及要求：

第一节力和力矩（1学时）

了解作用在刚体上的力的效应与力的可传性

理解力、力矩和力系的概念

掌握合力矩定理

第二节力偶及其性质（1学时）

了解力偶的概念

理解力偶的性质

理解力偶系及其合成

第三节约束和约束力（1学时）

了解约束和约束力的概念

掌握约束力的方向

第四节平衡的概念（0.5学时）

了解二力平衡的概念

理解二力构件的概念

理解不平行的三力平衡条件

第五节受力分析方法和过程（0.5学时）

掌握受力分析的方法

掌握力图绘制方法

教学组织与实施：采用班级集中授课，利用多媒体设备，根据学生身边的具体案例，剖析具体结构的力分布，帮助学生充分理解静力学的相关基本概念，掌握结构的受力分析方法。

第二章力系的简化

学时数：4

教学目标：通过本章的学习，让学生对力系的简化有深入了解，理解等效和简化的概念，掌握力系简化的方法。

教学重点和难点：力的平移定理、力系的简化方法；主矢和主矩的概念。

主要教学内容及要求：

第一节力系等效与简化的概念（1学时）

理解主矢和主矩的概念

理解等效的概念

理解力系简化的概念

第二节力向一点平移定理（1学时）

理解力向一点平移定理

第三节平面力系的简化（1学时）

理解汇交力系的简化结果

掌握一般力系的简化方法

第四节固定端约束的约束反力（1学时）

理解固定端约束

掌握固定端约束的约束反力的画法

教学组织与实施：以设施结构为导入，采用图文并茂的方式，分析展示设施内各个结构的受力情况；以小组合作学习的方式，共同分析设室内结构的受力情况并绘制受力分析图。

第三章静力学平衡问题

学时数：4

教学目标：通过本章的学习，使学生了解工程构件静力学分析的方法，理解工程构件静定与超静定的概念，掌握平衡问题的解决方法。

教学重点和难点