《工程熱學(xué)》課程教學(xué)大綱一、基本信息課程代碼課程名稱工程熱學(xué)B課程類型專業(yè)基礎(chǔ)課中文名稱（B）總學(xué)時48理論學(xué)時48實踐學(xué)時學(xué)分預(yù)修課程《高等物理》、《大學(xué)化學(xué)》適用對象環(huán)境工程專業(yè)課程簡介（200字內(nèi)）《工程熱學(xué)》是為工程類專業(yè)開辦的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，主要研究物體機械運動通常規(guī)律和預(yù)制構(gòu)件承載能力的科學(xué)。其任務(wù)是：為簡單結(jié)構(gòu)的靜力剖析，預(yù)制構(gòu)件的硬度，撓度和穩(wěn)定問題提供最基本的熱學(xué)理論和估算方式。為后續(xù)有關(guān)專業(yè)課的教學(xué)打下良好的熱學(xué)基礎(chǔ)。二、教學(xué)目標(biāo)通過本課程的教學(xué)，應(yīng)使中學(xué)生對本課程的基本內(nèi)容有較系統(tǒng)的理解，并能把握基本概念、基本理論和基本技巧。具體應(yīng)達到下述要求：1．能從簡單機構(gòu)或結(jié)構(gòu)中選定分離體，畫出受力圖。2．能對預(yù)制構(gòu)件進行靜力剖析，并能正確確定約束力。3．能正確應(yīng)用截面法確定內(nèi)力，并勾畫簡單內(nèi)力圖。對撓度剖析的方式有所了解。4．正確把握撓度、應(yīng)力狀態(tài)、變形、位移、應(yīng)變、強度、剛度、穩(wěn)定性等基本概念，并能正確應(yīng)用各類基本公式。5．能剖析和解決簡單受力預(yù)制構(gòu)件的硬度、剛度、穩(wěn)定性問題。6．把握復(fù)雜撓度狀態(tài)下預(yù)制構(gòu)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(guān)概念。三、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)要求導(dǎo)論內(nèi)容要求：了解工程熱學(xué)的任務(wù)，主要內(nèi)容及研究方式。靜力學(xué)篇1．靜力學(xué)的基本概念受力圖內(nèi)容要求：了解力的概念：力的運動效應(yīng)與變型效應(yīng)。質(zhì)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(yù)制構(gòu)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(yīng)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(nèi)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(yīng)用。重點：平面匯交力系合成的解析法、平衡多項式及其應(yīng)用。3．扭力平面質(zhì)心系內(nèi)容要求：了解力對點之距、力偶和形心矩的基本概念，把握質(zhì)心的等效、力偶系的合成和平衡條件。重點：質(zhì)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(nèi)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(jié)果。把握平面任意力系的平衡等式及應(yīng)用。把握簡單物體系統(tǒng)平衡問題的解法，熟悉簡單平面桁架的內(nèi)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(nèi)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(nèi)容要求：理解力在空間座標(biāo)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(yīng)用。了解重心的概念。重點：簡單空間力系的估算。材料熱學(xué)篇材料熱學(xué)總論內(nèi)容要求：了解硬度、剛度、穩(wěn)定性的基本概念；理解變型固體的基本假定；了解預(yù)制構(gòu)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(nèi)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(xué)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(yīng)用，硬度條件及其應(yīng)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(yīng)用。難點：超靜定問題的求解。2．剪切內(nèi)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(shè)計聯(lián)接件規(guī)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(zhuǎn)內(nèi)容要求：了解純剪切變型、剪應(yīng)變、剪撓度互等定律及剪切胡克定律，圓軸扭轉(zhuǎn)時橫截面上的內(nèi)力剖析，圓軸扭轉(zhuǎn)時的撓度和硬度、剛度估算。重點：圓軸扭轉(zhuǎn)時的撓度和硬度、剛度估算。4．彎曲內(nèi)力內(nèi)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(nèi)容要求：了解預(yù)制構(gòu)件彎曲變型，橫截面上正撓度、剪撓度的分布規(guī)律。把握慣性矩的估算，平行散景公式的應(yīng)用，預(yù)制構(gòu)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(nèi)容要求：了解彎曲變型，橫截面的應(yīng)力、轉(zhuǎn)角及應(yīng)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(tài)和硬度理論內(nèi)容要求：理解撓度狀態(tài)概念，主撓度和主平面，把握用解析法剖析平面撓度狀態(tài)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(tài)下一點處的撓曲，四種硬度理論的應(yīng)用。難點：平面撓度狀態(tài)的剖析，強度理論的應(yīng)用。
8．組合變型預(yù)制構(gòu)件的硬度內(nèi)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(wěn)定內(nèi)容要求：理解壓桿彈性平衡穩(wěn)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(jīng)驗公式，臨界撓度總圖。把握壓桿穩(wěn)定性估算、提高壓桿穩(wěn)定性的舉措。重點：壓桿的穩(wěn)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(nèi)容1．實驗教學(xué)目的與要求實驗是本課程的重要教學(xué)環(huán)節(jié)之一。通過實驗?zāi)莒柟毯蜕羁汤斫夤こ虩釋W(xué)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(yǎng)中學(xué)生進行科學(xué)實驗的能力。據(jù)悉，通過對實驗現(xiàn)象的觀察、實驗數(shù)據(jù)的剖析和處理，可以提升中學(xué)生剖析問題和解決問題的能力。中學(xué)生可在工程熱學(xué)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(guān)于實驗現(xiàn)象的思索練習(xí)題，中學(xué)生可通過完成這種練習(xí)題，進一步加深對實驗現(xiàn)象及內(nèi)容的了解。2．實驗項目的設(shè)置與要求序號項目名稱實驗內(nèi)容實驗學(xué)時實驗要求實驗類型每組人數(shù)材料拉伸時的機械性質(zhì)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(xiàn)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(jīng)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(xué)會電測法的原理與技巧。圓軸扭轉(zhuǎn)實驗把握扭轉(zhuǎn)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(nèi)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(nèi)力，并與理論值比較。梁-桁架在不同約束條件下的內(nèi)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(nèi)力。壓桿穩(wěn)定性試驗理解理想壓桿是實際壓桿的一種具象，并正確認(rèn)識三者之間的聯(lián)系與區(qū)別，觀察壓桿的失穩(wěn)現(xiàn)象五、學(xué)時分配本課程計劃52學(xué)時，其中授課48學(xué)時。課程主要內(nèi)容和學(xué)時分配見課程學(xué)時分配表。課程學(xué)時分配表課程內(nèi)容授課習(xí)題課討論課實驗其他合計工程熱學(xué)總論彎曲1010撓度狀態(tài)和硬度理論合計4852六、教學(xué)方式與手段本課程教學(xué)內(nèi)容的選定應(yīng)注意三個方面二力平衡原理適用于變形體，一是精選內(nèi)容以降低與己學(xué)課程《大學(xué)化學(xué)》的重疊現(xiàn)象；二是采用分層次和模塊式的課程結(jié)構(gòu)，講課內(nèi)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(xué)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(xué)先進教學(xué)設(shè)備，舉辦方式多元化、生動、趣味化的教學(xué)方式。研發(fā)或引進課程的多媒體教學(xué)軟件，采用多媒體課程教學(xué)。七、考核形式與要求課程考評內(nèi)容為本大綱規(guī)定內(nèi)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(yè)成績（占10%）和考勤（占10%）組成。八、推薦教材及教學(xué)參考書《工程熱學(xué)》，上海科技學(xué)院、東北學(xué)院編繪，高等教育出版社，1997。參考書：《理論熱學(xué)》，南京工業(yè)學(xué)院理論熱學(xué)教研室編繪，高等教育出版社，2000。《材料熱學(xué)》，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