《工程热学》课程教学大纲一、基本信息课程代码课程名称工程热学B课程类型专业基础课中文名称（B）总学时48理论学时48实践学时学分预修课程《高等物理》、《大学化学》适用对象环境工程专业课程简介（200字内）《工程热学》是为工程类专业开办的一门专业基础课，主要研究物体机械运动通常规律和预制构件承载能力的科学。其任务是：为简单结构的静力剖析，预制构件的硬度，挠度和稳定问题提供最基本的热学理论和估算方式。为后续有关专业课的教学打下良好的热学基础。二、教学目标通过本课程的教学，应使中学生对本课程的基本内容有较系统的理解，并能把握基本概念、基本理论和基本技巧。具体应达到下述要求：1．能从简单机构或结构中选定分离体，画出受力图。2．能对预制构件进行静力剖析，并能正确确定约束力。3．能正确应用截面法确定内力，并勾画简单内力图。对挠度剖析的方式有所了解。4．正确把握挠度、应力状态、变形、位移、应变、强度、刚度、稳定性等基本概念，并能正确应用各类基本公式。5．能剖析和解决简单受力预制构件的硬度、刚度、稳定性问题。6．把握复杂挠度状态下预制构件硬度基本理论。7．把握拉压、弯组合变型和弯、扭组合变型的硬度估算。
8．了解交变挠度、疲劳极限有关概念。三、教学内容与教学要求导论内容要求：了解工程热学的任务，主要内容及研究方式。静力学篇1．静力学的基本概念受力图内容要求：了解力的概念：力的运动效应与变型效应。质心与变型体。加减平衡力系原理，力的可传性及限制。了解平衡的概念：二力预制构件与二力平衡条件，三力平衡条件。把握约束的概念与约束力剖析：几种典型约束及相应的约束力。把握静力剖析的基本方式：分离体与受力图。重点：分离体的选定，典型约束和约束反力。难点：典型约束和约束反力。2．平面汇交力系内容要求：了解平面汇交力系合成的几何法与平衡的几何条件。把握平面汇交力系合成的解析法、平衡多项式及其应用。重点：平面汇交力系合成的解析法、平衡多项式及其应用。3．扭力平面质心系内容要求：了解力对点之距、力偶和形心矩的基本概念，把握质心的等效、力偶系的合成和平衡条件。重点：质心的等效、力偶系的合成和平衡条件。难点：利使劲偶平衡条件解题，约束反力方向的确定。4．平面通常力系内容要求：理解力的平移定律。理解平面任意力系的简化及简化结果。把握平面任意力系的平衡等式及应用。把握简单物体系统平衡问题的解法，熟悉简单平面桁架的内力估算。
重点：力线平移定律；求解平衡问题的方式步骤；平衡条件与平衡多项式；灵活求解物系的平衡问题。难点：灵活求解物系的平衡问题。5．磨擦内容要求：把握静滑动磨擦力的估算，考虑磨擦的平衡问题估算；理解磨擦角及自锁的概念。重点：考虑磨擦的平衡问题估算；磨擦角及自锁的概念。难点：考虑磨擦的平衡问题估算。6．空间力系重心内容要求：理解力在空间座标轴上的投影，力对轴之矩。把握空间力系的平衡多项式及其应用。了解重心的概念。重点：简单空间力系的估算。材料热学篇材料热学总论内容要求：了解硬度、刚度、稳定性的基本概念；理解变型固体的基本假定；了解预制构件四种基本变型方式。重点：变型固体的基本假定。1．轴向拉伸和压缩内容要求：理解轴向拉伸与压缩的概念，许用挠度概念，低碳钢和铸铁的热学性能；把握截面法、轴力与轴力图，横截面和斜截面上的挠度估算，虎克定律的应用，硬度条件及其应用，一次静不定问题的求解。重点：截面法，轴力图的画法，硬度条件及其应用。难点：超静定问题的求解。2．剪切内容要求：了解剪切、挤压概念。把握剪切面积，有效挤压面积及剪挠度、挤压挠度估算。会设计联接件规格与硬度校核。重点：剪挠度、挤压挠度估算。难点：剪挠度、挤压挠度估算。
3．扭转内容要求：了解纯剪切变型、剪应变、剪挠度互等定律及剪切胡克定律，圆轴扭转时横截面上的内力剖析，圆轴扭转时的挠度和硬度、刚度估算。重点：圆轴扭转时的挠度和硬度、刚度估算。4．弯曲内力内容要求：了解弯曲变型的基本概念，把握弯矩和剪力的估算及弯矩图和挠度图的画法。重点：弯矩图和挠度图的画法。难点：弯矩图和挠度图的画法。5．弯曲挠度内容要求：了解预制构件弯曲变型，横截面上正挠度、剪挠度的分布规律。把握惯性矩的估算，平行散景公式的应用，预制构件弯曲变型时横截面上正挠度与剪挠度的估算方式及硬度条件。重点：梁弯曲时的强度估算。难点：组合截面惯性矩的估算。6．弯曲变型静不定梁内容要求：了解弯曲变型，横截面的应力、转角及应力线等基本概念。把握积分法，叠加法估算梁的变型，梁的挠度校核，简单超静定梁估算。重点：叠加法求梁的变型，梁的挠度校核。7．挠度状态和硬度理论内容要求：理解挠度状态概念，主挠度和主平面，把握用解析法剖析平面挠度状态下一点处的挠曲，主挠度和最大剪挠度表达式，常用的四种硬度理论，了解广义虎克定律。重点：主平面、主挠度的概念，解析法剖析平面挠度状态下一点处的挠曲，四种硬度理论的应用。难点：平面挠度状态的剖析，强度理论的应用。
8．组合变型预制构件的硬度内容要求：理解组合变型研究思路，把握拉压与弯曲组合变型估算，腹杆组合变型估算。重点：拉压与弯曲组合变型估算，腹杆组合变型估算。难点：挠曲组合变型估算。9．压杆稳定内容要求：理解压杆弹性平衡稳定性的概念。把握狭长压杆的临界荷载－欧拉公式、超过比列极限时压杆的临界力—经验公式，临界挠度总图。把握压杆稳定性估算、提高压杆稳定性的举措。重点：压杆的稳定估算。难点：欧拉公式的适用范围中、小柔度杆的临界挠度。四、实践内容1．实验教学目的与要求实验是本课程的重要教学环节之一。通过实验能巩固和深刻理解工程热学的基本理论，把握实验的基本操作技能和方法，熟悉常用仪器的工作原理和方式，培养中学生进行科学实验的能力。据悉，通过对实验现象的观察、实验数据的剖析和处理，可以提升中学生剖析问题和解决问题的能力。中学生可在工程热学实验室完成实验，并按要求填写实验报告。每个实验后还配有关于实验现象的思索练习题，中学生可通过完成这种练习题，进一步加深对实验现象及内容的了解。2．实验项目的设置与要求序号项目名称实验内容实验学时实验要求实验类型每组人数材料拉伸时的机械性质把握油压式万能试验机的使用，测定低碳钢的屈服挠度、强度极限、延伸率和断面收缩率，观察低碳钢拉伸过程中的各类现象。
梁(纯弯曲)的正挠度测定通过梁纯弯曲正挠度电测实验,验证经过简化得出纯弯段横截面上正挠度估算公式的正确性,并学会电测法的原理与技巧。圆轴扭转实验把握扭转试验机的工作原理及使用方式，测定低碳钢的剪切屈服极限和剪切硬度极限。挠曲组合变型薄壁圆筒挠度与内力的测定测定薄壁圆筒四个指定点上的主挠度大小和主方向，同时测定指定截面上的3个内力，并与理论值比较。梁-桁架在不同约束条件下的内力测定测定梁-桁架混和模型在铰接、固接和有装配挠度时各杆的内力。压杆稳定性试验理解理想压杆是实际压杆的一种具象，并正确认识三者之间的联系与区别，观察压杆的失稳现象五、学时分配本课程计划52学时，其中授课48学时。课程主要内容和学时分配见课程学时分配表。课程学时分配表课程内容授课习题课讨论课实验其他合计工程热学总论弯曲1010挠度状态和硬度理论合计4852六、教学方式与手段本课程教学内容的选定应注意三个方面二力平衡原理适用于变形体，一是精选内容以降低与己学课程《大学化学》的重叠现象；二是采用分层次和模块式的课程结构，讲课内容安排由广而深二力平衡原理适用于变形体，由易到难；三是新增目前工程上常用的新型材料的热学性能剖析，与时代保持同步。
变革原有考试制度，使一成不变的闭卷式考试多元化。充分借助中学先进教学设备，举办方式多元化、生动、趣味化的教学方式。研发或引进课程的多媒体教学软件，采用多媒体课程教学。七、考核形式与要求课程考评内容为本大纲规定内容，期终考试形式为闭卷考试。课程总评成绩=30%平常成绩+70%期终考试题面成绩。平常成绩由实验成绩（占10%）、课外作业成绩（占10%）和考勤（占10%）组成。八、推荐教材及教学参考书《工程热学》，上海科技学院、东北学院编绘，高等教育出版社，1997。参考书：《理论热学》，南京工业学院理论热学教研室编绘，高等教育出版社，2000。《材料热学》，刘鸿文编绘，高等教育出版社，2001。大纲拟定人：大纲审定人：教研室组长：系（部）部长：制订日期：2013年月日