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工程力学
第12次开课
开课时间: 2025年02月17日 ~ 2025年06月22日
学时安排: 2-4
进行至第7周,共18周 已有 634 人参加
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课程评价(59)
spContent=本课程采用工程实例引出问题,力学理论解释工程问题,最后又举一反三回归到解决其他工程问题的讲述方法。课程力求深入浅出,将神奇深奥的力学知识通过案例教学得以生动展示。本课程既适合于在校工科大学生,又适合具有简单物理或数学基础的,对力学有较大需求和浓厚兴趣的职场人员。
本课程采用工程实例引出问题,力学理论解释工程问题,最后又举一反三回归到解决其他工程问题的讲述方法。课程力求深入浅出,将神奇深奥的力学知识通过案例教学得以生动展示。本课程既适合于在校工科大学生,又适合具有简单物理或数学基础的,对力学有较大需求和浓厚兴趣的职场人员。
—— 课程团队
课程概述

    为什么说“磨刀不误砍柴工”?乒乓球旋转球是如何产生的?如何提高拔河胜率?“不倒翁”为什么能做到不倒?煮饺子为什么要加几遍凉水?成熟的西瓜为什么刚切开时容易爆开?水稻如何增强抗倒伏性能?香港中银大厦的仿竹子结构有何优点?江河大坝为什么设计成斜坡结构?……探寻工程和生活中的力学奥妙,一切尽在《工程力学》。

    工程力学顾名思义是将力学原理应用于工程系统,力学的研究成果改进工程设计思想,同时又给力学提出新的研究课题的一门科学。《工程力学》课程有助于培养学生科学的思维方式和分析解决工程实际问题的能力,是工科院校土木、机械、材料、力学、航空航天、能源、环境、生物医学等专业学生作为未来的工程技术人员必须掌握的基本理论和技能,更是学生学习一系列后续课程的基础。

    力学知识和工程实际或生活紧密结合是本课程最大的特色和亮点。本课程围绕如何设计安全性好、经济性强的结构,而为了实现这一目标,从强度、刚度和稳定性三个方面去分析,而静力学内容是强度、刚度和稳定性分析的基础。紧紧围绕结构设计这一主线,根据静力学、强度、刚度和稳定性4大模块,设置21个专题,专题之间存在密切联系。每个专题都以工程或生活中的实例作为引子,从而引出本专题内容,内容讲述过程中不断解答引子提出的问题,同时以工程或生活中其他类似力学问题进行举一反三。

    通过学习,使课程受众掌握工程力学的基本概念、基本理论和基本分析方法;培养课程受众工程力学问题和生活力学问题的分析和计算能力;尤其注重培养课程受众从工程实际中提出、研究、解决力学问题的能力,培养科学思维方法。

授课目标

1.学习工程力学的基本概念和知识,掌握力学分析的理论和方法,增强学生工程设计能力;

2.培养自主学习、主动思考的学习习惯,提高学生工程思维能力;

3.掌握理论与实践相结合的方法,分析力学理论在实践中的应用,提升学生工程实践能力;

4.了解工程上力学的发展前沿,强化创新性思想意识,提高学生工程创新能力。

课程大纲

专题1:工程力学绪论

(1)什么是工程力学;(2)工程力学无处不在;(3)中国古代工程力学;(4)《工程力学》课程内容;(5)《工程力学》授课方式

工程力学与爱国主义

专题2:受力分析

(1)基本概念 ;(2)约束分类;(3)静力学公理

(4)受力分析

力学与生活讨论(1)-街头砸钉子游戏

力学与生活讨论(2)-怀丙捞铁牛

力学与生活讨论(3)-约束类型

专题2课件

专题2测验

专题2作业

专题3:平面任意力系向一点简化

(1)力对点之矩 ;(2)力偶 ;(3)力的平移定理

(4)平面任意力系向一点简化 ;(5)平面任意力系简化的最后结果;专题3补充内容:平面任意力系的平衡问题

力学与生活讨论(4)-香蕉球是怎样踢出来的

香蕉球是怎样踢出来的

专题3课件

专题3(补充)课件

专题3作业

专题3测验

专题4:桁架

(1)桁架概述 ;(2)桁架分类 ;(3)理想桁架 ;(4)平面桁架内力的计算方法

专题4课件

专题5:摩擦

(1)滑动摩擦

(2)摩擦角与自锁 ;(3)滚动摩擦

力学与生活讨论(5)-劈柴

力学与生活讨论(6)-雪地骑马

专题5课件

专题6:重心

(1)基本概念;(2)空间平行力系与合力矩定理 ;(3)重心坐标公式

(4)确定重心方法

力学与生活讨论(7)-登高必跌重

力学与生活讨论(8)-春风立蛋

专题2作业答案

专题6课件

欹器

专题4、5、6作业

专题4、5、6测验

专题7:材料力学绪论

(1)外力及分类 ;(2)杆件的承载能力 ;(3)变形固体的基本假设

(4)杆件变形的基本形式 ;(5)内力、截面法、应力和应变

力学与生活讨论(9)-自举不能离地

专题3作业答案

工程失败案例及责任意识培养

工程归零技术

冲击试验

疲劳试验

专题7课件

专题8:材料在拉伸与压缩时的力学性能

(1)拉伸试验与应力-应变图;(2)低碳钢的拉伸力学性能;(3)其它材料的拉伸力学性能;(4)材料压缩时的力学性能

力学与生活讨论(10)-西湖论剑

拉伸试验

压缩试验

专题8课件

专题9:应力集中

(1)基本概念 ;(2)应力集中的产生原因;(3)应力集中的物理解释;(4)应力集中因数;(5)应力集中对构件强度的影响 ;(6)如何避免或应用应力集中

专题9课件

专题10:剪切挤压

专题4、5、6作业答案

(1)基本概念 ;(2)工程中的连接形式;(3)剪切与挤压基本概念 ;(4)工程中的连接失效形式;(5)剪切和挤压强度条件的应用;(6)提高连接件强度的主要措施

专题10课件

专题11:拉压杆变形与拉压静不定

(1)胡克定律与拉压杆的变形

(2)简单拉压静不定问题

专题11课件

拉伸压缩习题课

拉伸压缩习题课(1)

拉伸压缩习题课(2)

专题8、9、10、11作业

专题8、9、10、11测验

专题12:扭转切应力

(1)基本概念 ;(2)扭矩与扭矩图;(3)切应力互等定理与纯剪切;(4)剪切胡克定律 ;(5)扭转切应力

专题12(补充):扭力偶矩计算和薄壁圆管扭转切应力

专题12课件

专题13:圆轴扭转强度与刚度

(1)圆轴扭转强度;(2)圆轴扭转合理设计;(3)圆轴扭转变形 ;(4)圆轴扭转刚度计算

扭转试验

低碳钢和铸铁的力学性能测定

专题13课件

专题12、13作业

专题12、13测验

专题14:剪力和弯矩

(1)基本概念 ;(2)剪力方程与弯矩方程 ;(3)剪力图与弯矩图

(4)利用微分关系画剪力与弯矩图

力学与生活讨论(11)-斜挎背包

专题14课件

安全性和经济性辩证统一的工程力学实践

专题14测验

专题14作业

专题15:弯曲正应力和弯曲切应力

(1)基本概念 ;(2)对称弯曲正应力

(3)简单截面惯性矩 ;(4)平行轴定理

专题15(补充):空心圆形截面的惯性矩和抗弯截面系数

力学与生活讨论(12)-空心砖的选择

专题8-11作业参考答案

专题15课件

专题16:梁的强度条件及梁的合理强度设计

(1)梁的强度条件

(2)变截面梁和等强度梁 ;(3)梁的合理强度设计

专题16(补充):梁的强度条件及梁的合理强度设计

力学与生活讨论(13)-最佳内外径之比

弯曲正应力实验

专题16课件

专题15、16作业

专题15、16测验

弯曲正应力习题课

弯曲正应力习题课(1)

弯曲正应力习题课(2)

专题12-13作业参考答案

专题17:弯曲变形

(1)基本概念 ;(2)梁变形基本方程;(3)计算梁位移的积分法

(4)计算梁位移的叠加法

力学与生活讨论(14)-材料的韧性

专题14作业参考答案

专题17课件

专题18:静不定梁与梁的合理刚度设计

(1)静不定梁

(2)梁的刚度条件;(3)梁的合理刚度设计

力学与生活讨论(15)-《营造法式》

专题18课件

弯曲变形习题课

专题15-16作业参考答案

弯曲变形习题课(1)

弯曲变形习题课(2)

专题17、18测验

专题17、18作业

专题19:应力状态分析

(1)基本概念 ;(2)平面应力状态应力分析

(3)应力圆 ;(4)平面应力状态的极值应力

(5)复杂应力状态的最大应力 ;(6)各向同性材料的应力应变关系

力学与生活讨论(16)-杭州建国南路的墙

专题19课件

专题20:复杂应力状态强度问题

(1)杆件基本变形下的强度条件 ;(2)构件由于强度不足将引发两种失效形式 ;(3)强度理论

(3)强度理论;(4)单向与纯剪切组合应力状态的强度条件

专题20(补充):承压薄壁圆筒的强度计算

专题20课件

专题19、20作业

专题19、20测验

组合变形强度问题习题课

组合变形强度问题习题课

专题15、16作业参考答案

弯曲扭转组合变形实验

专题21:压杆稳定

(1)基本概念 ;(2)细长压杆的临界载荷;(3)压杆的临界应力 ;(4)压杆的合理设计

压杆稳定试验

专题21课件

专题21测验

专题21作业

专题19、20作业答案

专题19、20作业答案

专题17、18作业参考答案

专题17、18作业参考答案

专题21作业答案

专题21作业答案

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预备知识

《高等数学》

参考资料

《工程力学》.吴昌聚. 浙江大学出版社,2023.3

浙江大学
1 位授课老师
吴昌聚

吴昌聚

副教授/博士生导师

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