《工程熱學》課程教學大綱一、基本信息課程代碼課程名稱工程熱學B課程類型專業基礎課中文名稱（B）總學時48理論學時48實踐學時學分預修課程《高等物理》、《大學化學》適用對象環境工程專業課程簡介（200字內）《工程熱學》是為工程類專業開辦的一門專業基礎課，主要研究物體機械運動通常規律和預制構件承載能力的科學。其任務是：為簡單結構的靜力剖析，預制構件的硬度，撓度和穩定問題提供最基本的熱學理論和估算方式。為后續有關專業課的教學打下良好的熱學基礎。二、教學目標通過本課程的教學，應使中學生對本課程的基本內容有較系統的理解，并能把握基本概念、基本理論和基本技巧。具體應達到下述要求：1．能從簡單機構或結構中選定分離體，畫出受力圖。2．能對預制構件進行靜力剖析，并能正確確定約束力。3．能正確應用截面法確定內力，并勾畫簡單內力圖。對撓度剖析的方式有所了解。4．正確把握撓度、應力狀態、變形、位移、應變、強度、剛度、穩定性等基本概念，并能正確應用各類基本公式。5．能剖析和解決簡單受力預制構件的硬度、剛度、穩定性問題。6．把握復雜撓度狀態下預制構件硬度基本理論。7．把握拉壓、彎組合變型和彎、扭組合變型的硬度估算。
8．了解交變撓度、疲勞極限有關概念。三、教學內容與教學要求導論內容要求：了解工程熱學的任務，主要內容及研究方式。靜力學篇1．靜力學的基本概念受力圖內容要求：了解力的概念：力的運動效應與變型效應。質心與變型體。加減平衡力系原理，力的可傳性及限制。了解平衡的概念：二力預制構件與二力平衡條件，三力平衡條件。把握約束的概念與約束力剖析：幾種典型約束及相應的約束力。把握靜力剖析的基本方式：分離體與受力圖。重點：分離體的選定，典型約束和約束反力。難點：典型約束和約束反力。2．平面匯交力系內容要求：了解平面匯交力系合成的幾何法與平衡的幾何條件。把握平面匯交力系合成的解析法、平衡多項式及其應用。重點：平面匯交力系合成的解析法、平衡多項式及其應用。3．扭力平面質心系內容要求：了解力對點之距、力偶和形心矩的基本概念，把握質心的等效、力偶系的合成和平衡條件。重點：質心的等效、力偶系的合成和平衡條件。難點：利使勁偶平衡條件解題，約束反力方向的確定。4．平面通常力系內容要求：理解力的平移定律。理解平面任意力系的簡化及簡化結果。把握平面任意力系的平衡等式及應用。把握簡單物體系統平衡問題的解法，熟悉簡單平面桁架的內力估算。
重點：力線平移定律；求解平衡問題的方式步驟；平衡條件與平衡多項式；靈活求解物系的平衡問題。難點：靈活求解物系的平衡問題。5．磨擦內容要求：把握靜滑動磨擦力的估算，考慮磨擦的平衡問題估算；理解磨擦角及自鎖的概念。重點：考慮磨擦的平衡問題估算；磨擦角及自鎖的概念。難點：考慮磨擦的平衡問題估算。6．空間力系重心內容要求：理解力在空間座標軸上的投影，力對軸之矩。把握空間力系的平衡多項式及其應用。了解重心的概念。重點：簡單空間力系的估算。材料熱學篇材料熱學總論內容要求：了解硬度、剛度、穩定性的基本概念；理解變型固體的基本假定；了解預制構件四種基本變型方式。重點：變型固體的基本假定。1．軸向拉伸和壓縮內容要求：理解軸向拉伸與壓縮的概念，許用撓度概念，低碳鋼和鑄鐵的熱學性能；把握截面法、軸力與軸力圖，橫截面和斜截面上的撓度估算，虎克定律的應用，硬度條件及其應用，一次靜不定問題的求解。重點：截面法，軸力圖的畫法，硬度條件及其應用。難點：超靜定問題的求解。2．剪切內容要求：了解剪切、擠壓概念。把握剪切面積，有效擠壓面積及剪撓度、擠壓撓度估算。會設計聯接件規格與硬度校核。重點：剪撓度、擠壓撓度估算。難點：剪撓度、擠壓撓度估算。
3．扭轉內容要求：了解純剪切變型、剪應變、剪撓度互等定律及剪切胡克定律，圓軸扭轉時橫截面上的內力剖析，圓軸扭轉時的撓度和硬度、剛度估算。重點：圓軸扭轉時的撓度和硬度、剛度估算。4．彎曲內力內容要求：了解彎曲變型的基本概念，把握彎矩和剪力的估算及彎矩圖和撓度圖的畫法。重點：彎矩圖和撓度圖的畫法。難點：彎矩圖和撓度圖的畫法。5．彎曲撓度內容要求：了解預制構件彎曲變型，橫截面上正撓度、剪撓度的分布規律。把握慣性矩的估算，平行散景公式的應用，預制構件彎曲變型時橫截面上正撓度與剪撓度的估算方式及硬度條件。重點：梁彎曲時的強度估算。難點：組合截面慣性矩的估算。6．彎曲變型靜不定梁內容要求：了解彎曲變型，橫截面的應力、轉角及應力線等基本概念。把握積分法，疊加法估算梁的變型，梁的撓度校核，簡單超靜定梁估算。重點：疊加法求梁的變型，梁的撓度校核。7．撓度狀態和硬度理論內容要求：理解撓度狀態概念，主撓度和主平面，把握用解析法剖析平面撓度狀態下一點處的撓曲，主撓度和最大剪撓度表達式，常用的四種硬度理論，了解廣義虎克定律。重點：主平面、主撓度的概念，解析法剖析平面撓度狀態下一點處的撓曲，四種硬度理論的應用。難點：平面撓度狀態的剖析，強度理論的應用。
8．組合變型預制構件的硬度內容要求：理解組合變型研究思路，把握拉壓與彎曲組合變型估算，腹桿組合變型估算。重點：拉壓與彎曲組合變型估算，腹桿組合變型估算。難點：撓曲組合變型估算。9．壓桿穩定內容要求：理解壓桿彈性平衡穩定性的概念。把握狹長壓桿的臨界荷載－歐拉公式、超過比列極限時壓桿的臨界力—經驗公式，臨界撓度總圖。把握壓桿穩定性估算、提高壓桿穩定性的舉措。重點：壓桿的穩定估算。難點：歐拉公式的適用范圍中、小柔度桿的臨界撓度。四、實踐內容1．實驗教學目的與要求實驗是本課程的重要教學環節之一。通過實驗能鞏固和深刻理解工程熱學的基本理論，把握實驗的基本操作技能和方法，熟悉常用儀器的工作原理和方式，培養中學生進行科學實驗的能力。據悉，通過對實驗現象的觀察、實驗數據的剖析和處理，可以提升中學生剖析問題和解決問題的能力。中學生可在工程熱學實驗室完成實驗，并按要求填寫實驗報告。每個實驗后還配有關于實驗現象的思索練習題，中學生可通過完成這種練習題，進一步加深對實驗現象及內容的了解。2．實驗項目的設置與要求序號項目名稱實驗內容實驗學時實驗要求實驗類型每組人數材料拉伸時的機械性質把握油壓式萬能試驗機的使用，測定低碳鋼的屈服撓度、強度極限、延伸率和斷面收縮率，觀察低碳鋼拉伸過程中的各類現象。
梁(純彎曲)的正撓度測定通過梁純彎曲正撓度電測實驗,驗證經過簡化得出純彎段橫截面上正撓度估算公式的正確性,并學會電測法的原理與技巧。圓軸扭轉實驗把握扭轉試驗機的工作原理及使用方式，測定低碳鋼的剪切屈服極限和剪切硬度極限。撓曲組合變型薄壁圓筒撓度與內力的測定測定薄壁圓筒四個指定點上的主撓度大小和主方向，同時測定指定截面上的3個內力，并與理論值比較。梁-桁架在不同約束條件下的內力測定測定梁-桁架混和模型在鉸接、固接和有裝配撓度時各桿的內力。壓桿穩定性試驗理解理想壓桿是實際壓桿的一種具象，并正確認識三者之間的聯系與區別，觀察壓桿的失穩現象五、學時分配本課程計劃52學時，其中授課48學時。課程主要內容和學時分配見課程學時分配表。課程學時分配表課程內容授課習題課討論課實驗其他合計工程熱學總論彎曲1010撓度狀態和硬度理論合計4852六、教學方式與手段本課程教學內容的選定應注意三個方面二力平衡原理適用于變形體，一是精選內容以降低與己學課程《大學化學》的重疊現象；二是采用分層次和模塊式的課程結構，講課內容安排由廣而深二力平衡原理適用于變形體，由易到難；三是新增目前工程上常用的新型材料的熱學性能剖析，與時代保持同步。
變革原有考試制度，使一成不變的閉卷式考試多元化。充分借助中學先進教學設備，舉辦方式多元化、生動、趣味化的教學方式。研發或引進課程的多媒體教學軟件，采用多媒體課程教學。七、考核形式與要求課程考評內容為本大綱規定內容，期終考試形式為閉卷考試。課程總評成績=30%平常成績+70%期終考試題面成績。平常成績由實驗成績（占10%）、課外作業成績（占10%）和考勤（占10%）組成。八、推薦教材及教學參考書《工程熱學》，上海科技學院、東北學院編繪，高等教育出版社，1997。參考書：《理論熱學》，南京工業學院理論熱學教研室編繪，高等教育出版社，2000。《材料熱學》，劉鴻文編繪，高等教育出版社，2001。大綱擬定人：大綱審定人：教研室組長：系（部）部長：制訂日期：2013年月日