工程力學應用教程

內容概要

《工程力學應用教程》以培養(yǎng)高技能工程人員職業(yè)能力要求為原則，以對工程構件特別是機械構件的力學分析、承載能力校核、動力學分析能力為主線將傳統(tǒng)的工程力學內容整合為三大能力模塊：靜力學平衡力系分析計算、構件承載能力校核與計算、剛質點的運動力學分析。每個模塊下的項目以“工作案例任務”引領創(chuàng)建學習情境，以“必需、夠用”為度精選教學內容，簡化了設計公式的推導過程；每個項目都有明確的能力目標和學習任務，有生動的案例導入，大量地選用了機械工程實例進行力學應用分析，加強了與生產實踐的聯(lián)系，突出了應用性。在內容和形式上注重結合職業(yè)技術教育的特點，每個學習任務后安排了思考與訓練供學生自學練習。

書籍目錄

緒論  任務0.1  工程力學的任務和研究對象  任務0.2  工程力學應用解決問題的方法  任務0.3  本門課程的能力目標及學習方法建議思考與訓練能力模塊1  靜力學平衡力系分析計算  項目1  平衡力系基本概念及物體受力分析和受力圖    任務1.1  力的基本概念和靜力學公理    任務1.2  約束與約束反力的種類和受力分析    任務1.3  物體的受力分析和受力圖繪制  項目能力知識結構總結  思考與訓練  項目2  平面力系分析及平衡問題    任務2.1  平面力系概述及分類    任務2.2  平面匯交力系分析及平衡計算    任務2.3  平面力矩和力偶的平衡計算    任務2.4  平面任意力系分析及平衡計算    任務2.5  考慮摩擦的平面力系分析    任務2.6  靜定與靜不定問題*  項目能力知識結構總結  思考與訓練  項目3  空間力系分析及平衡問題    任務3.1  空間匯交力系分析及平衡計算    任務3.2  空間力偶系分析及平衡計算    任務3.3  空間任意力系分析及平衡計算    任務3.4  物體的重心  項目能力知識結構總結  思考與訓練能力模塊2  構件承載能力校核與計算  項目4  拉壓桿件承載能力計算    任務4.1  拉伸壓縮的概念及內力分析    任務4.2  拉壓桿的應力計算及變形問題    任務4.3  材料在軸向拉伸與壓縮時的力學性能    任務4.4  桿件在軸向拉伸和壓縮時的強度計算  項目能力知識結構總結  思考與訓練  項目5  受剪切連接件的承載能力計算    任務5.1  連接件的受力分析和失效形式    任務5.2  受剪切連接件的強度計算  項目能力知識結構總結  思考與訓練  項目6  傳動軸的承載能力計算    任務6.1  傳動軸的受力分析及內力計算    任務6.2  傳動軸的強度校核計算    任務6.3  傳動軸的剛度校核計算  項目能力知識結構總結  思考與訓練  項目7  工程梁的承載能力計算    任務7.1  彎曲變形的工程實例和平面彎曲概念    任務7.2  平面彎曲類梁的內力分析和計算    任務7.3  彎曲梁的應力及強度計算    任務7.4  平面彎曲類梁的變形分析及剛度計算  項目能力知識結構總結  思考與訓練  項目8  組合變形    任務8.1  斜彎曲構件的承載能力計算    任務8.2  彎拉(壓)組合構件的承載能力計算    任務8.3  彎扭組合構件的承載能力計算    任務8.4  四種強度理論  項目能力知識結構總結  思考與訓練  項目9  壓桿穩(wěn)定性計算    任務9.1  壓桿的臨界載荷及臨界應力    任務9.2  壓桿的穩(wěn)定性校核  項目能力知識結構總結  思考與訓練  項目10  工程構件的幾個力學問題簡介    任務10.1  應力集中問題    任務10.2  動載荷和沖擊載荷    任務10.3  交變應力和構架的疲勞強度分析  項目能力知識結構總結  思考與訓練能力模塊3  剛質點的運動力學基礎  項目11  質點的運動與動力學基礎    任務11.1  點的運動及表示方法    任務11.2  點的合成運動及參數計算    任務11.3  質點動力學基本定律和理論簡介  項目能力知識結構總結  思考與訓練  項目12  剛體的運動力學分析    任務12.1  剛體的基本運動分析    任務12.2  剛體的平面運動分析    任務12.3  剛體動力學簡介  項目能力知識結構總結思考與訓練附錄  型鋼表參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   0.1.2工程力學的內容及任務 工程力學是研究工程構件（機械的零件或結構的元件），在力的作用下平衡、運動和變形規(guī)律的一門科學。學習工程力學，為后續(xù)專業(yè)課程的學習和解決工程實際問題，提供了必要的力學基本理論和計算方法。它的學習內容主要包括： ①靜力分析基礎（靜力學）； ②平衡構件承載安全設計基礎（材料力學）； ③動力構件設計基礎（動力學）。 其中，靜力分析基礎主要研究工程構件的受力分析與力系平衡的規(guī)律，主要根據研究構件與周圍物體之間的聯(lián)系，解決構件受到哪些力的作用，大小和方向如何的工程問題；平衡構件承載安全設計基礎主要是研究構件在力的作用下的變形規(guī)律，解決構件變形時內部將產生哪些力（內力），這些力的影響如何，構件發(fā)生危險的地方會在哪里，當這些力達到何種限度的時候，構件將會失去正常的工作能力（承載能力）的工程問題；動力構件設計基礎主要研究構件運動的規(guī)律，分析構件運動改變的原因，建立構件的運動與作用力之間的關系。 搖臂鉆床鉆孔時，搖臂、立柱及底座均產生不同程度的變形，為保證孔的加工精度，應盡量減小這些變形。為此，需合理設計搖臂、立柱及底座的截面尺寸及其所用的材料。也需要解決以上三個問題，當然，要設計合理的吊車系統(tǒng)這不僅僅是力學知識可以解決的，還涉及工程材料、機械基礎等方面的知識，但是力學知識應用是解決問題的根本。 0.1.3 工程力學的研究對象 工程力學的研究對象是工程構件，工程實際的構件多種多樣，機械或機器由各種機構組成，機構由各個運動單元（構件）所組成。搖臂鉆床，由平面連桿機構、齒輪機構及各種連接機構等組成，平面連桿機構又由桿件、連接件等構件所組成。在建筑結構中，建筑物中承受荷載而起骨架作用的部分稱為結構。結構是由若干構件按一定方式組合而成的。組成結構的各單獨部分稱為構件。支承渡槽槽身的排架是由立柱和橫梁組成的剛架結構，單層廠房結構由屋架、層面板和吊車梁、柱等構件組成。 可以看出，工程構件形態(tài)各異，根據它們的主要幾何特征，大致可分為桿、板、殼、塊體四種。 （1）桿系結構是由桿件組成的結構。桿件的幾何特征是其長度遠遠大于橫截面的寬度和高度。軸線為直線的桿稱為直桿；軸線為曲線的桿稱為曲桿。橫截面尺寸相同的直桿稱為等直桿，橫截面尺寸不相同的桿稱為階梯桿。 （2）薄壁結構由薄板或薄殼構成。板或殼的幾何特征是其厚度遠遠小于另兩個方向的尺寸。 （3）實體結構由塊體構成。塊體的幾何特征縣三個方向的尺寸相近，基本為同一數量級。 任務0.2 工程力學應用解決問題的方法 機械設備或工程結構都是由若干構件組成的。當它們傳遞運動或承受載荷時，各個構仟都要受到力的作用。首先，必須確定作用在各個構件上有哪些力以及它們的大小和方向；其次，在確定了作用在構件上的外力后，還必須為構件選用合適的材料，確定合理的截面形狀和尺寸，以保證構件既能安全可靠地工作又符合經濟要求。這些都是工程力學所要解決的問題。 0.2.1工程力學的研究方法 由觀察和實驗可知，在外力作用下，任何物體均會變形。工程力學的研究方法是實驗觀察—建立模型—理論分析—實驗（實踐）驗證。這是自然科學研究問題的一般方法。本課程研究的物體，大多是各種工程結構物及其構件。這些結構物和構件，形狀大小各異，組成也很復雜。因此，在研究它們的運動和變形時，首先必須根據問題的性質，抓住主要因素，略去次要因素，合理簡化，使其抽象為力學模型，這是重要的一步。建立模型之后，可運用數學方法進行分析計算。這種解決力學問題的方法稱為理論方法。

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《工程力學應用教程》可作為高等職業(yè)技術院校高等?？茖W校、成人高校及本科院校的二級職業(yè)技術學院機械、機電及近機械類專業(yè)的教學用書，也可供相關工程技術人員參考?！豆こ塘W應用教程》是為了適應高等職業(yè)教育改革的需求，以職業(yè)能力培養(yǎng)為目標，參照教育部制定的高職高專專業(yè)培養(yǎng)要求編寫而成的。在本書編寫中，作者總結了多年從事工程力學及相關專業(yè)課程的教學實踐經驗，吸取了職業(yè)教育在探索高技能人才方面的教學改革中取得的成功經驗和教學改革成果。本書內容以職業(yè)能力要求為基礎對原有教學內容加以整合，使用模塊化方式把本書覆蓋的教學內容展開為三大能力模塊；每個能力模塊的訓練以“工作任務”來引領，以“必需、夠用”為度精選教學內容，簡化了設計公式的推導過程；模塊下的每個項目有明確的能力目標和任務，有生動的案例導入，大量地選用了工程實例進行力學應用分析，加強了與生產實踐的聯(lián)系，突出了實踐應用性。

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