I.考察目标
《工程力学》考试内容涵盖了“静力学”和“材料力学”的部分内容。静力学部分包括各种力系的等效简化和平衡规律、常见约束和约束反力分析及简单分离体与受力图等。材料力学部分包括杆件在四种基本变形(拉压、剪切、弯曲、扭转)及其组合下的强度、刚度及压杆稳定性计算。要求考生对工程力学中的基本概念、假设和结论有正确的理解,基本了解工程力学应用的工程背景,具有将一般构件简化为力学简图的分析能力。熟练掌握处理杆类构件或零件强度、刚度及稳定性等力学问题的基本方法,并具有比较熟练的计算能力与一定的设计能力。
II.考试形式和试卷结构
一、试卷满分及考试时间
本试卷满分为150分,考试时间为180分钟。
二、答题方式
闭卷,笔试。
三、试卷内容结构
静力学基础15分
力系简化和平衡规律25分
杆件拉压变形10分
杆件剪切变形20分
杆件扭转变形20分
杆件弯曲变形30分
组合变形10分
应力分析和强度理论10分
压杆稳定10分
四、试卷结构
填空题10分(5小题,每题2分)
单项选择题10分(5小题,每题2分)
简答题40分
综合应用题90分
III.考察范围
静力学基础
[考察目标]
掌握静力学的基本概念,静力学公理的内容及应用,物体的受力分析。
[考察范围]
一、静力学的基本概念:刚体、质点。
二、静力学的研究对象和范围。
三、静力学基本原理:二力平衡原理、加减平衡力学原理等。。
力系简化与平衡规律
[考察目标]
掌握物体的受力分析、力系的等效简化、力系的平衡条件及其应用;掌握常见约束和约束反力分析方法,并能画出简单分离体的受力图。
[考察范围]
一、工程中的常见约束与约束反力。
二、简单分离体的受力图画法。
三、力系的平衡条件与平衡方法。
杆件轴向拉伸与压缩
[考察目标]
掌握轴向拉伸与压缩的概念,轴向拉压杆件的内力和应力计算。了解金属材料拉伸和压缩时的力学性能,安全系数与许用应力。熟练掌握拉压杆件的强度计算,及轴向拉伸与压缩时杆件的纵向变形、线应变、横向变形计算。
[考察范围]
一、杆件轴向拉伸与压缩的概念、直杆横截面上的内力和应力计算。
二、金属(低碳钢与铸铁)材料拉伸和压缩时的力学性能。
三、失效和安全系数,拉压杆件的强度设计与校核。
四、轴向拉伸与压缩时杆件的纵向变形、横向变形计算。
杆件或零件的剪切变形
[考察目标]
理解剪切和挤压概念;掌握剪切和挤压的实用计算方法。
[考察范围]
一、剪切和挤压概念。
二、连接件的强度设计与校核。
等圆截面杆的扭转变形
[考察目标]
理解纯剪切、剪切应力、剪切应变、极惯性矩和抗扭截面模量等概念,以及切应力互等定理和剪切虎克定律等;掌握扭矩的计算方法和扭矩图的作法;掌握等圆截面干的扭转应力与扭转变形分析;掌握等圆截面杆的扭转强度和刚度设计与校核。
[考察范围]
一、扭转的概念,功率、转速和外力偶的关系,扭矩的计算和扭矩图的作法。
二、纯剪切、切应变、切应力互等定理、剪切虎克定律。
三、等圆截面杆扭转剪切应力的计算,及剪切强度分析。
四、等圆截面杆的扭转变形分析与扭转刚度计算。
梁的弯曲内力
[考察目标]
理解平面弯曲、剪力和弯矩的概念;了解静定梁的基本形式;掌握梁指定截面的剪力和弯矩的求法;掌握梁剪力图和弯矩图的作法;掌握剪力、弯矩和分布载荷集度的微分关系及其应用。
[考察范围]
一、平面弯曲的概念,静定梁的分类。
二、剪力方程和弯矩方程。
三、用分布荷截、剪力、弯矩的微分关系作内力图。
梁的弯曲应力
[考察目标]
掌握纯弯曲梁的正应力公式,弯矩和挠度曲线曲率半径的关系;理解抗弯截面模量,抗弯刚度的概念;了解梁弯曲切应力的分布;掌握梁的强度计算;理解提高弯曲强度的措施。
[考察范围]
一、纯弯曲梁的正应力公式的推导。
二、横力弯曲梁的正应力强度计算。
三、梁的切应力强度计算。
四、提高梁承载能力的措施。
梁的弯曲变形
[考察目标]
掌握挠度和转角的概念,挠曲线的近似微分方程;掌握积分法、叠加法计算梁指定截面的挠度和转角;了解提高梁刚度的措施。
[考察范围]
一、梁指定截面挠度和转角的概念,梁挠曲线近似微分方程。
二、用积分法求梁的变形。
三、叠加法求梁的变形。
四、梁的刚度校核,提高梁弯曲刚度的措施。
应力状态和强度理论
[考察目标]
理解应力状态,主应力和主平面的概念,掌握平面应力状态分析的解析法和图解法;理解最大切应力,广义虎克定律,体积应变,弹性比能,体积改变能密度、畸变能密度和强度理论的基本概念;掌握脆性材料和塑性材料的不同破坏形式;掌握第一、二、三、四强度理论的观点、强度条件及其适用范围。
[考察范围]
一、应力状态的概念。
二、平面应力的应力状态分析:解析法、图解法。
三、广义虎克定律。
四、强度理论的概念,脆性材料和塑性材料的不同破坏形式。
五、第一、二、三、四强度理论及其应用。
杆件的组合变形
[考察目标]
理解组合变形的概念与实例。掌握拉(或压)弯组合变形、斜弯曲变形的应力与强度计算。
[考察范围]
一、拉伸(压缩)与弯曲的组合。
二、两个相互垂直平面的弯曲。
三、扭转与弯曲的组合。
压杆稳定性
[考察目标]
理解压杆弹性平衡稳定性的概念。掌握细长压杆的临界载荷-欧拉公式、超过比例极限时压杆的临界力经验公式,了解临界应力总图。掌握压杆稳定性设计的步骤,理解提高压杆稳定性的措施。
[考察范围]
一、压杆稳定的概念。
二、细长压杆临界力的欧拉公式。
三、欧拉公式的适用范围,临界应力总图。
四、压杆稳定的实用计算。
五、提高压杆稳定的措施。