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初試《工程力學》科目考試大綱

一、考查目標

明確工程力學的研究對象、基本假設；明確工程力學的研究對象-質點、質點系、剛體和剛體系統受力、運動特征及桿件的受力、變形特征；掌握物體平衡的基本規律及其研究方法，掌握研究機械運動的基本概念、基本理論和基本方法，明確求指定截面內力的基本方法，熟練掌握解決工程力學中涉及的工程實際問題的定性與定量分析方法；考核解決工程實際簡單問題的綜合能力。

二、考試形式與試卷結構

（一）試卷滿分及考試時間
滿分為150分，考試時間為3小時。
（二）答題方式
答題方式為閉卷、筆試。
（三）試卷內容結構
內容結構為各部分知識點在試卷中所占的比例。
（四）試卷題型結構
計算題150分。

三、考查內容及要求

（一）靜力學
1、靜力學公理與物體的受力分析
靜力學公理、約束的概念及各種常見約束反力的性質、研究對象的受力圖。
2、平面匯交力系與平面力偶系
力、力矩和力系的基本概念及其性質；計算力在軸上的投影、力對點的矩；力偶、力偶矩和力偶系的基本概念及其性質；平面匯交力系與平面力偶系的平衡問題。
3、平面一般力系
力線平移定理、平面一般力系的簡化方法、簡化結果；力系的主矢和主矩的基本概念、性質及其計算；平面一般力系剛體系統的平衡問題；靜定與靜不定的概念。
4、摩擦
滑動摩擦力的概念及其計算、摩擦角的概念、滾動摩阻的概念；考慮滑動摩擦時單個剛體和簡單剛體系統的平衡問題。
5、空間力系
力在空間直角坐標軸上的投影計算、力對軸（點）矩的概念及其計算、力偶的矢量表示；空間匯交力系、空間力偶系、空間平行力系與空間一般力系的簡化方法、簡化結果；各種力系的平衡條件和平衡方程，單個剛體和簡單剛體系的平衡問題；重心的概念及其重心坐標計算的方法。.
（二）運動學
1、點的運動學
描述點運動的矢量法、直角坐標法和自然坐標法的基本理論；點的運動軌跡、速度和加速度；各種坐標下相互量的轉換關系。
2、剛體的基本運動
剛體平動和定軸轉動的概念及其運動特征、定軸轉動剛體上各點速度和加速度及其矢量表示。
3、點的合成運動
點的合成運動的基本概念；各種速度、各種加速度的概念及計算；速度平行四邊形、加速度矢量圖的概念及其繪制；點的速度合成定理和加速度合成定理。
4、剛體的平面運動
剛體平面運動的概念及其描述；平面運動剛體速度瞬心的概念、求解平面運動剛體速度問題的三種方法；求解平面運動剛體加速度問題的基點法；點的合成運動和剛體的平面運動的綜合問題。
（三）動力學
1、質點運動微分方程
掌握建立質點運動微分方程的三種方法；兩類動力學基本問題的求解方法。
2、動量定理
質心的概念及其計算；質點系與剛體系統的動量、力的沖量；質點系動量定理、質心運動定理及應用。
3、動量矩定理
剛體對軸轉動慣量的計算，剛體慣性積和慣性主軸的概念；質點系與剛體系統對點、對軸的動量矩，沖量矩的概念和計算方法；對固定點和質心的動量矩定理；剛體定軸轉動、剛體平面運動的運動微分方程。
4、動能定理
質點系與剛體的動能，力的功、功率和有勢力的勢能；動能定理，機械能守恒定理。綜合應用動量定理、動量矩定理、動能定理解決剛體系統的動力學問題。
5、達朗貝爾原理
慣性力的概念，平動、定軸轉動、平面運動剛體慣性力系的簡化方法；質點系達朗貝爾原理（動靜法）及應用。了解定軸轉動剛體動約束力的概念及其消除附加動反力的方法。
6、虛位移原理
虛位移和虛功的概念及計算；質點系的自由度、廣義坐標的概念；質點系虛位移原理及應用。
（四）材料力學
1、軸向拉伸與壓縮
軸向拉壓桿的內力、軸力圖，橫截面和斜截面上的應力，軸向拉壓的應力、變形，軸向拉壓的強度計算，軸向拉壓的超靜定問題，軸向拉壓時材料的力學性質。
2、剪切與扭轉
連接件剪切面和擠壓面的判定與計算，切應力和擠壓應力的實用計算與強度分析；切應力互等定理和剪切虎克定律；外力偶矩的計算、扭矩和扭矩圖；圓截面的極慣性矩及抗扭截面模量的計算，橫截面內扭轉切應力的計算及圓軸扭轉的強度分析。
3、彎曲
彎曲內力：剪力和彎矩的計算，根據載荷集度、剪力和彎矩間的微分關系畫出剪力圖和彎矩圖。
彎曲應力：矩形和圓形截面的彎曲慣性矩和抗彎截面系數的計算；直梁橫截面上的正應力、切應力的計算與強度分析，提高彎曲強度的措施。
彎曲變形：撓曲線微分方程，用積分法求解彎曲變形，用疊加法求解彎曲變形，解簡單超靜定梁，梁的剛度條件。
4、應力和應變分析與強度理論
掌握應力狀態，主應力和主平面的概念，以二向應力狀態為主，掌握應力狀態的解析法和圖解法；計算任意斜截面上的應力、主應力和主平面的方位；掌握單元體最大剪應力計算方法；廣義胡克定律；四種常用的強度理論在分析復雜應力狀態時的應用。
5、組合變形
掌握幾種組合變形的變形特征和強度分析與計算方法，1.斜彎曲；2.拉壓（壓縮）與彎曲組合變；3.偏心壓縮；4.扭轉與彎曲組合變形。
6、壓桿穩定
掌握壓桿穩定的概念；常見約束下細長壓桿的臨界壓力；歐拉公式及經驗公式的應用；壓桿臨界應力以及臨界應力總圖；壓桿穩定性的校核計算；提高壓桿穩定的措施。
7、能量方法
桿件以及鋼架變形能的計算方法：掌握卡氏定理、莫爾定理；功的互等定理和位移互等定理；圖形互乘法及其應用；能夠用能量方法解一次超靜定問題。
動載荷：掌握應用動靜法計算簡單的動載荷問題，掌握沖擊載荷的基本概念、分析方法并計算沖擊載荷、沖擊應力和沖擊變形。

四、考試用具說明

考試使用黑色筆作答,考試時需要攜帶計算器、直尺、筆。