材料力学 学位证大纲

材 料 力 学 开 课 系 部： 机电工程 系 机械制造及其自动化 专业 课 程 编 号： 课 程 名 称：材料力学 英 文 名 称：Mechanics of Materials 课 程 层 面: ① 通识教育 ② 专业基础 ③ 专业方向 ④ 专业技能 课 程 性 质：① 必修 ② 选修 课 程 总学时：68 课堂讲授学时：60 实 验 学 时：8（实验学时要求学生完成本课程所需的四个实验） 总 学 分：4 周 学 时：4学时 开 课 学 期：每学年第2学期 推荐使用教材：《材料力学》 教 材 编 者：刘鸿文 出 版 社：高等教育出版社 出版时间版次：2004年第四版 推荐参考材料: 1 《材料力学》刘鸿文，方孝淑，炉耀红编著，上、下册，高等教育出版社 ,1995第三版 2 《材料力学》范钦珊，殷雅俊编著，清华大学出版社 , 2004.9 3 《材料力学》宋子康，蔡文宏主编，同济大学出版社， 2002.1 一、课程简介 材料力学是一门技术基础课，是所有工科学生必修的专业基础课。它是各门力学的基础，又可直接应用于许多工程实际问题，其基本内容是结构力学、机械原理和机械等课程的理论基础。课程研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度和导致各种材料破坏的极限问题。通过本门课程的学习，要求学生对杆件的受力分析、强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念、必要的基础知识、比较熟练的计算能力，初步的力学建模及对简化模型近似性评估的能力，一定的定性与定量分析能力和初步的实验能力。本课程在高级工程技术人才的培养过程中，具有建立专业技术基础，培养开发创新能力的作用。 二、教学对象 教学对象是机械制造及其自动化专业大二学生，要求学生有一定的高等数学、大学物理和理论力学等相关课程的基础。 三、教学目的 本课程介绍处理力学问题的基本思路、基本理论和基本方法；培养学生综合运用数学工具、物理概念、力学理论解决一些简单力学问题的能力；为后续的专业课打基础。 它是结构力学、机械原理等一系列后续课程的基础，也是将来从事科学技术工作的基础。另外这一基础不仅对后续课程有极大的作用，同时它也是学生应具有的重要素质。力学素质是土木、机械等专业学生的重要素质。机械原理和机械设计等课程为理论力学的后续课程。 四、教学安排 授课内容 教学目标 授课 模式 学时 分配 教学 进度 第一章 绪论 第一节 材料力学的任务 第二节 变形固体的基本假设 第三节 外力及其分类 第四节 内力、截面法和应力的感念 第五节 变形与应变 第六节 杆件变形的基本形式 第二章、拉伸、压缩与剪切 第一节 轴向拉伸与压缩的概念和实例 第二节 轴向拉伸或压缩时横截面上的应力 第三节 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力 使学生掌握强度、刚度、稳定性、弹性变形和塑性变形的概念；理解并掌握内力、截面法、应力、应变的概念。 会求轴向拉压截面上的内力、应力 讲授 4学时 第1周 第四节 材料拉伸时的力学性能 第五节 材料压缩时的力学性能 第七节 失效、安全因数和强度计算 掌握材料拉伸压缩的力学性能； 重点掌握轴向拉压的强度条件计算； 讲授 2学时 第2周 拉伸实验 实验 2学时 第八节 轴向拉伸或压缩时的变形 第九节 轴向拉伸或压缩时的应变能 第十节 拉伸、压缩超静定问题 第十一节 温度应力和装配应力 第十二节 应力集中的概念 第十三节 剪切和挤压的实用计算 掌握拉压简单超静定问题的求解方法； 掌握剪切的强度计算。 了解应变能的概念。 讲授 4学时 第3周 弹性模量E及泊松比μ的测定试验 实验 2学时 第4周 第三章 扭转 第一节 扭转的概念和实例 第二节 外力偶矩的计算 扭矩和扭矩图 第三节 纯剪切 重点掌握扭转横截面上内力、应力的求法；理解并掌握纯剪切的概念。 讲授 2学时 第4周 第四节 圆轴扭转时的应力 第五节 圆轴扭转时的变形 第六节 非圆截面杆扭转的概念 拉压、剪切、扭转变形习题课 重点掌握圆轴扭转的变形计算及刚度条件； 了解非圆截面杆扭转的概念。 讲授 4学时 第5周 附录I 平面图形的几何性质 第1节 静矩和形心 第2节 惯性矩和惯性半径 第三节 惯性积 第四节 平行移轴公式 第五节 转轴公式 主惯性轴 了解平面图形的几何性质 讲授 2学时 第6周 第四章、弯曲内力 第一节 弯曲的概念和实例 第二节 受弯杆件的简化 第三节 剪力和弯矩 第四节 剪力方程和弯矩方程 剪力图和弯矩图 重点掌握用内力方程法计算梁弯曲横截面上的内力，能正确绘制内力图。 讲授 2学时 第6周 讲授 2学时 第7周 第五节 载荷集度、剪力和弯矩间的关系 第六节 平面曲杆的弯曲内力 重点掌握用微分关系法求作梁弯曲的内力图；初步掌握平面曲杆内力求法。 讲授 2学时 第7周 第五章、弯曲应力 第一节 纯弯曲 第二节 纯弯曲时的正应力 第三节 横力弯曲时的正应力 重点掌握纯弯曲和横力弯曲横截面上应力的求法及强度条件。 讲授 4学时 第8周 第四节 弯曲切应力 第六节 提高弯曲强度的措施 第六章、弯曲变形 第一节 工程中的弯曲变形问题 第二节 挠曲线的微分方程 第三节 用积分法求弯曲变形 掌握用积分法求梁的弯曲变形。 讲授 4学时 第9周 第四节 用叠加法求弯曲变形 第五节 简单超静定梁 第六节 提高弯曲刚度的一些措施 杆件基本变形习题课 重点掌握用叠加法求梁弯曲变形，会求解一般超静定梁问题。 讲授 4学时 第10周 梁的纯弯曲正应力实验 实验 2学时 第11周 第七章、应力和应变分析 强度理论 第一节 应力状态概述 第二节 二向和三向应力状态的实例 第三节 二向应力状态分析—解析法 第四节 二向应力状态分析—图解法 第五节 三向应力状态 掌握一点的应力状态概念；重点掌握二向应力状态的解析法； 初步掌握二向应力状态的图解法； 了解三向应力状态的概念。 讲授 2学时 第11周 讲授 2学时 第12周 第八节 广义胡克定律定律 第九节 复杂应力状态的应变能密度 第十节 强度理论概述 第十一节 四种常用强度理论 第十二节 摩尔强度理论 掌握广义胡克定律；重点掌握并会运用强度理论。了解摩尔强度理论 讲授 2学时 第12周 2学时 第13周 第八章 组合变形 第一节 组合变形和叠加原理 第二节 拉伸或压缩与弯曲的组合 第四节 扭转与弯曲的组合 掌握用叠加法求解组合变形问题。 讲授 2学时 第13周 4学时 第14周 弯扭组合实验 掌握各种条件压杆稳定问题的临界压力的求解方法 实验 2学时 第15周 第九章 压杆稳定 第一节 压杆稳定的概念 第二节 两端铰支细长压杆的临界压力 第三节 其他支座条件下细长压杆的临界压力 讲授 2学时 第四节 欧拉公式的适用范围 经验公式 第五节 压杆的稳定校核 第六节 提高压杆稳定性的措施 重点掌握各种条件压杆稳定问题的求解方法 讲授 4学时 第16周 第十章 动载荷 第一节 概述 第二节 动静法的应用 第四节 杆件受冲击时的应力和变形 第五节 冲击韧性 了解动静法；掌握动载荷、冲击韧性的概念。 讲授 2学时 第17周 第十一章 交变应力 第一节 交变应力与疲劳失效 第二节 交变应力的循环特征、应力幅和平均应力 第三节 持久极限 第四节 影响持久极限的因素 第五节 对称循环下构件的疲劳强度计算 第六节 持久极限曲线 第十节 提高构件疲劳强度的措施 掌握交变应力、循环特征、应力副的概念，会求一般交变应力的循环特征、应力副和平均应力。理解影响构件持久极限的因素；了解疲劳强度的概念。 讲授 2学时 五、教学目标和要求 1.知识要求：通过本课程的学习，要求学生掌握变形体力学的基本概念、基本理论，掌握分析和解决强度、刚度、稳定性等问题的基本方法；初步掌握运用所学知识，从实际工程问题中提出适当的力学模型的方法；通过本课程分析问题的方法，培养学生严密科学的思维方法和开放的分析解决问题的能力。 2.能力要求：在材料力学学习过程中，实验研究和理论分析同等重要，要求学生必须完成指定的实验并能独立撰写实验报告，为今后的科研和工程实践打下基础。学生应对本学科的最新理论和发展动态有所了解，自觉将所学知识与工程实际问题结合起来。 六、课程考核与成绩评定 本课程按教学学期分为两个考核单元，每学期的学业成绩合格者获得4学分。每学期的成绩由过程性考核成绩和终结性考核成绩构成，每学期过程性考核成绩占课程总成绩的30%，其中课堂表现，出勤等情况占10%，平时测试成绩占10%，实验成绩占10%；每学期终结性考核进行闭卷期末考试，占总成绩的70%。通过填空、选择、判断、作图、计算题的形式考查学生对本学期主要学习内容的掌握情况。 七、学习参考材料 1．必读材料 《材料力学》 刘鸿文，方孝淑，炉耀红编著，上、下册，高等教育出版社 ,1995第三版 2．选读材料 《材料力学》 范钦珊，殷雅俊编著，清华大学出版社 , 2004.9 《材料力学》 宋子康，蔡文宏主编，同济大学出版社， 2002.1