1、精品文檔你我共享材料力學課程描述學時： 88學分： 5.5課程性質：材料力學是變形固體力學入門的學科基礎課，用以培養學生在工程設計中有關力學方面的設計計算能力，本課程主要研究工程結構中構件的承載能力問題，通過揭示構件的強度、 剛度和穩定性問題的基本概念及必要的基礎知識，培養學生解決問題的能力；以理論分析為基礎，培養學生的實驗動手能力；發揮其它課程不可替代的綜合素質教育作用。課程任務：其主要任務是培養學生：1. 樹立正確的設計思想，理論聯系實際，解決好經濟與安全的矛盾，具備創新精；2. 全面系統地了解構件的受力變形、破壞的規律；3. 掌握有關構件設計計算的基本概念、基本理論、基本方法及其在工程的

2、應用；4. 能將一般構件抽象出力學簡圖，進行外力分析、內力分析、應力分析、應變分析、應力和應變分析；5. 掌握材料的力學性能的原理和方法，具有進行實驗研究的初步能力；6. 在滿足強度、剛度、穩定性的前提下，以最經濟的代價，為構件選擇合適的形狀設計合理的界面形狀和尺寸，為設計提供計算依據；7. 了解材料力學的新理論，新方法及發展趨向；課程目的 ：材料力學課程是高等工科院校中機械類專業一門主干課程，是機械類碩士研究生入學考試的一門專業基礎課。在教學過程中要綜合運用先修課程中所學到的有關知識與技能，結合各種實踐教學環節，進行機械工程技術人員所需的基本訓練，為學生進一步學習有關專業課程和有目的從事機械

3、設計工作打下基礎， 因此材料力學課程機械類專業的教學計劃中占有重要的地位和作用。二、教學基本要求：(一 )課程的基本要求及提高要求：基本要求：精品文檔你我共享1. 對材料力學的基本概念和基本分析方法有明確的認識。2. 能熟練地做出桿件在基本變形下的內力圖， 進行應力和位移、強度和剛度計算。3. 掌握應力狀態理論，掌握組合變形下桿件的強度計算。4. 掌握簡單靜不定問題的求解方法。5. 了解能量法的基本原理，掌握一種計算位移的能量方法。6. 了解壓桿的穩定性概念，會計算軸向受壓桿的臨界力與臨界應力。7. 了解低碳鋼和灰口鐵的基本力學性能及其測試方法。8. 掌握電測實驗應力分析的基本原理和方法。提高

4、要求：1. 薄壁桿件扭轉，彎曲中心，莫爾強度理論；2. 功互等定理、位移互等定理和虛功原理；3. 拉壓桿的彈塑性分析；4. 綜合性、設計性實驗。( 二 )實驗要求：材料力學課程是一門實踐性，設計性很強的技術基礎課，實驗教學是培養學生創新精神和實踐能力的重要教學環節。共安排6次實驗。1. 低碳鋼和鑄鐵的拉伸實驗（2 學時）；2.低碳鋼和鑄鐵的壓縮實驗，測E實驗（2學時）；3.低碳鋼和鑄鐵的扭轉實驗，測G實驗（2學時）；4. 電測實驗 I （ 2 學時）；5. 電測實驗 II （ 2 學時）；6. 光測實驗，沖擊，疲勞，動荷實驗（2 學時）。以上實驗共計12學時，課內占 8學時， 課外占 4學時。

5、力學實驗中心為開放實驗室，開課后要預約實驗。材料力學實驗有材料力學實驗指導書，要求學生上實驗課之前要預習材料力學實驗指導書，并寫出預習報告。精品文檔你我共享實驗時每組人數2 3 人，每位任課教師要指導一個實驗教學班的實驗。實驗報告要用學校統一印制的實驗報告用紙，教師要認真批閱每份實驗報告，評出成績并做好記錄。三、各章節內容及學時分配：第一章緒論教學目的與要求1. 了解構件的強度、剛度和穩定性的概念。2. 明確材料力學的課程的地位和任務。3. 理解變形固體的基本假設、條件及其意義。4. 明確內力的概念初步掌握用截面法計算內力的方法。5. 建立正應力、切應力、線應變、切應變的基本概念。6. 了解桿

6、件四種基本變形的受力的特點和變形特點。教學內容材料力學的任務、同相關學科的關系，變形固體的基本假設、主要研究對象、研究方法、截面法、內力、應力、和應變的概念，基本變形。第二章軸向拉伸和壓縮教學目的與要求1. 了解軸向拉、壓的受力特點和變形特點。2. 熟練掌握軸力計算和軸力圖的繪制方法。3. 了解軸向拉、壓時橫截面上正應力公式的推倒過程和應用條件。4. 了解軸向拉、 壓時斜截面上應力變化規律 , 特別是最大正應力和最大切應變的大小和作用面5. 掌握軸向拉、壓時 , 塑性和脆性材料的力學性質, 并能分析解釋其破壞原因。6. 掌握工作應力、極限應力許用應力與安全系數的概念。7. 熟練掌握軸向拉壓桿的

7、強度條件和三種強度問題的計算方法。精品文檔你我共享8. 明確彈性模量 E 波松比 和抗拉 、 壓剛度 EA 的物理意義 , 熟練運用胡克定律計算拉壓桿變形。9. 建立軸向拉、壓時彈性變形能的概念和計算方法。10. 熟練掌握一次拉、壓靜不定的解法( 包括溫度應變和裝配應力 ) 。11. 了解應力集中的概念。教學內容軸力與軸力圖， 直桿橫截面及斜截面的應力，圣維南原理，應力集中的概念。材料拉伸及壓縮時的力學性能，應力-應變曲線。拉壓桿強度條件，安全因數及許用應力的確定。第三章扭轉和剪切教學目的與要求1. 了解圓軸扭轉時的受力特點和變形特點。2. 能夠根據軸的傳遞功率和轉速計算外力偶矩。3. 熟練掌

8、握扭矩的符號規定和扭矩圖的繪制。4. 掌握切應力互等定理和剪切胡克定律。5. 了解圓軸扭轉時橫截面上的切應力和扭轉變形公式的推導過程和應力分部規律。6. 了解圓軸扭轉時斜截面上的應力變化規律 , 特別是最大正應力和最大切應力的大小和作用面。7. 了解塑性和脆性材料的扭轉實驗。8. 熟練掌握圓軸扭轉時變形和剛度條件。9. 熟練掌握建立軸向拉、壓時彈性變形能的概念和計算方法。10. 掌握剪切和擠壓的實用計算。11. 了解非圓截面桿和薄壁桿件的扭轉。教學內容精品文檔你我共享扭矩及扭矩圖，切應力互等定理，剪切胡克定律， 圓軸扭轉的應力與變形，扭轉強度及剛度條件， 非圓截面桿扭轉的概念， 密圈圓柱螺旋彈

9、簧的應力和變形簡介， 剪切及擠壓的概念和實用計算。第四章彎曲內力教學目的與要求1. 明確平面彎曲的概念。2. 熟練掌握建立剪力方程、彎曲方程和繪制剪力圖、彎矩圖的方法。3. 掌握平面剛架的內力計算和內力圖的繪制方法。4. 熟練運用載荷集中、剪力和彎矩之間的微分關系繪制或校核剪力圖和彎矩圖的方法。5. 掌握帶梁間鉸靜定梁的內力圖的繪制。6. 了解用疊加原理作彎矩圖的基本方法。7. 了解平面曲桿的彎曲內力計算和內力方程的建立方法。教學內容平面彎曲的內力，剪力、彎矩方程，剪力、彎矩圖，利用微分關系畫梁的剪力、彎矩圖。第五章彎曲強度教學目的與要求1. 明確純彎曲和橫力彎曲的概念。2. 了解梁純彎曲時橫

10、截面上的正應力公式的推導方法和正應力分布規律。3. 熟練掌握彎曲正應力的計算和彎曲正應力的強度條件及其應用。4. 理解矩形截面梁衡截面上彎曲切應力公式的推導過程及切應力的分部規律。5. 掌握常見截面梁衡截面上切應力的計算和彎曲切應力強度條件。6. 建立彎曲中心的概念 , 橫力彎曲時 , 產生平面彎曲的條件。7. 了解提高粱彎曲強度的主要措施。精品文檔你我共享教學內容彎曲正應力公式，彎曲切應力， 彎曲強度條件， 薄壁截面梁的彎曲切應力，彎曲中心的概念，提高彎曲強度的措施。第六章彎曲變形教學目的與要求1. 明確撓曲線、撓度和轉角的概念。2. 理解求解彎曲變形的撓曲線近似非分方程的建立過程及剛度條件

11、。3. 掌握用積分法求彎曲變形及確定積分常數的邊界條件和連續條件。4. 掌握用疊加法求彎曲變形。5. 了解提高粱彎曲剛度的主要措施。教學內容撓曲線及其近似微分方程， 積分法和疊加法求梁的位移， 梁的剛度校核， 提高梁彎曲剛度的措施。第七章應力及應變分析強的計算教學目的與要求1.明確什么叫一點處的應力狀態?為什么要研究一點處的應力狀態?2. 明確主平面、主應力和應力狀態分析。3. 熟練掌握各種組合變形的危險點 ( 或指定點 ) 處原始單元體的截取及各面上的正應力。4. 熟練掌握二向應力狀態分析的解析罰和圖解法及單元體與應力圓之間的一一對應關系。5. 了解三向應力圓的畫法 , 熟練掌握單元體內的最

12、大切應力的計算。6. 了解平面英里狀態下的應便分析。7. 掌握廣義胡克定律及應用。8. 了解復雜應力狀態下的比能、體積改變比能和形狀改變比能。精品文檔你我共享9. 了解什么是強度理論 ? 為什么要建立強度理論 ? 建立強的理論的依據是什么?10. 熟練掌握四種常用強度理論進行強度計算的方法及強度理論的選擇。教學內容應力狀態的概念， 平面應力狀態下的應力分析和應變分析的解析法及圖解法，三向應力狀態的簡介，廣義胡克定律，體積應變，三向應力狀態下應變能、體積改變能、畸變能的概念。第八章組合變形構件的強度計算教學目的與要求1. 了解組合變形機構的強度計算的基本方法和步驟。2. 掌握斜彎曲和拉彎曲組合變

13、形構件的應力和強度計算。3. 熟練掌握圓軸扭轉與其他變形的組合時的應力和強度計算。教學內容強度理論的概念，破壞形式的分析，脆性斷裂和塑性屈服，四個經典強度理論。組合變形的類型， 解決的方法和步驟， 組合變形下桿件的強度計算，截面核心的簡介 （土建類）。第九章 實驗應力分析教學目的與要求1.明確實驗應力的分析的目的和電測法的基本原理。為什么要進行溫度補償?2.熟練掌握測量電橋的接法及其應用。3.掌握二向應力的狀態主方向已知時的應力測定。4.了解二向應力的狀態主方向未知時的應力測定。5.了解電測法的主要優缺點。教學內容電測試驗應力分析的基本原理和方法，應力測定，光測法的基本原理。第十章能量法精品文

14、檔你我共享教學目的與要求1.掌握軸向拉壓、圓軸扭轉、平面彎曲和組合變形時的桿件變形能的計算,了解變形能的特點。2. 掌握計算位移的莫爾積分法。3. 熟練掌握一種計算位移地能量法。如計算莫爾積分的圖形互乘法4. 了解虛功和虛位移互等定理及其應用。教學內容桿件應變能計算，卡氏定理，莫爾定理，用能量法計算位移。第十一章靜不定結構教學目的與要求1. 明確靜不定機構的概念 , 掌握判定靜不定次數的方法。2. 掌握用力法解靜不定的基本步驟。3. 熟練掌握解一次靜不定機構的變形比較法。4.理解力法正則方程的力學意義和建立過程, 并用力法正則方程解靜不定結構。5.掌握利用機構在幾何物理和載荷方面的對稱性和反對

15、稱性, 來簡化靜不定次數的方法。教學內容用力法解簡單靜不定的基本步驟，正則方程，對稱性在解靜不定問題中的應用。第十二章動載荷教學目的與要求1. 掌握勻加速直線運動桿件和勻速轉動圓環的動應力計算。2.理解用能量法求解自由落體和水平沖擊動載荷系數K d公式的推導過程及動荷系數的物理意義。3. 熟練掌握自由落體和水平沖擊時的動載荷、動應力和動變形的計算。4. 了解沖擊實驗和提高構件抗沖擊能力的措施。教學內容精品文檔你我共享構件作等加速運動和勻速轉動的應力計算，沖擊時的應力和變形計算，動、靜異同動應力，動變形的計算。第十三章交變應力教學目的與要求1. 了解疲勞破壞的特點和原因。2. 掌握描述交變應力的

16、參數計算。3. 明確材料的持久極限及其測定。4. 了解影響構件持久極限的主要原因。5. 掌握對稱循環下構件的疲勞強度計算。6. 理解非對稱循環時的材料持久極限曲線及其簡化折線。7. 了解非對稱循環時 , 構件的持久極限簡化折線及其構件的疲勞強度計算。8. 了解在彎扭組合交變應力下構件的疲勞強度計算。9. 了解提高構件疲勞強度的主要措施。教學內容疲勞破壞的概念， S-N 曲線及材料的疲勞極限，影響構件疲勞極限的主要因素，有限壽命簡介，提高構件疲勞強度的措施，交變應力與疲勞破壞，持久極限及其影響因素。第十四章壓桿穩定教學目的與要求1. 明確壓桿穩定和臨界力的概念。2. 理解兩端鉸支細長壓桿臨界力計

17、算公式推導過程。3. 了解長度系數的力學意義 , 掌握四種常見約束下細長壓桿臨界力的計算。4.明確壓桿的柔度和歐拉公式的適用范圍。掌握臨界應力總圖5.掌握壓桿的穩定校核。6. 了解提高壓桿穩定的措施。教學內容精品文檔你我共享壓桿穩定的概念，細長壓桿臨界載荷的歐拉公式，臨界應力、經驗公式、 臨界應力總圖，壓桿的穩定校核，安全因數法，折減系數法（土木建筑類），提高穩定性的措施。附錄 A平面圖形的幾何性質教學目的與要求1.掌握靜矩和形心的概念、性質和計算。2. 掌握慣性矩、慣性半徑、極慣性矩和慣性積的概念、性質和計算。3. 掌握平行移軸公式及組合圖形慣性矩的計算。4. 了解轉軸公式 , 主慣性軸、主

18、慣性矩、形心主軸和形心主慣性矩的概念、性質和計算。教學內容靜矩、形心、慣性矩、慣性積、慣性半徑、積慣性矩、主軸、形心主慣矩、截面二次矩、平行移軸公式、轉軸公式。四、實驗：1. 實驗目的與任務大量與材料力學 相關的產品和科研成果作為材料力學實驗實踐教學的內容，通過參觀圖片實物、 實驗擴展以及學生自己觀察、 分析和動手實踐達到實驗的目的。 實驗課采用開放實驗教學方式， 實驗前學生必須提前到實驗室預約本課程 12 學時實驗要求學生自己動手做， 2 學時實驗為擴展性實驗。要求學生在實驗前預習指導書，指導教師概述實驗的原理和方法及儀器的使用等，并具體操作，由學生獨立完成 5 次實驗報告。2. 實驗教學基本要求（ 1）材料的機械性能測試：材料的各項強項指標，如屈服強度、強度極限、持久極