材料力学课程设计
材料力学教案
材料力学教案材料力学是力学的一个重要分支，它研究材料在外力作用下的力学性能和变形规律。
在工程实践中，材料力学的理论知识对于材料的选择、设计和加工具有重要指导作用。
本教案将从材料的应力、应变、弹性模量、屈服强度等基本概念入手，系统介绍材料力学的相关知识，帮助学生掌握材料力学的基本原理和应用技能。
一、材料的应力和应变。
材料在受力作用下会产生应力和应变，应力是单位面积上的力，应变是材料单位长度上的形变。
材料的应力和应变之间存在着一定的关系，可以通过应力-应变曲线来描述。
了解材料的应力和应变特性对于材料的选择和设计至关重要。
二、材料的弹性模量。
材料的弹性模量是衡量材料抵抗变形能力的重要参数，它反映了材料在受力后的变形程度。
不同材料的弹性模量不同，对于工程材料的选择和设计具有重要的指导意义。
学生需要掌握不同材料的弹性模量及其在工程实践中的应用。
三、材料的屈服强度。
材料的屈服强度是材料在受力作用下发生塑性变形的临界应力值，它是衡量材料抗拉伸能力的重要参数。
了解材料的屈服强度有助于合理选择材料并预测材料在受力下的变形情况，对于工程结构的设计和安全具有重要意义。
四、材料的断裂韧性。
材料的断裂韧性是材料抗破坏能力的重要指标，它反映了材料在受力作用下的抗破坏能力。
了解材料的断裂韧性有助于预测材料在受力下的破坏模式，为工程结构的设计和安全提供重要参考。
五、材料的疲劳特性。
材料在长期受到交变应力作用下会发生疲劳破坏，了解材料的疲劳特性对于预防疲劳破坏具有重要意义。
学生需要了解材料的疲劳寿命、疲劳极限等参数，并掌握疲劳寿命预测的方法和技术。
六、材料的应用。
材料力学的理论知识在工程实践中具有广泛的应用，包括材料的选择、设计、加工和使用等方面。
学生需要通过实际案例分析和工程实践来应用所学的材料力学知识，提高解决工程问题的能力。
七、教学方法。
本教案将采用理论讲解、案例分析和实验操作相结合的教学方法，通过理论与实践相结合，帮助学生深入理解和掌握材料力学的相关知识。
材料力学课程设计7.2
材料力学课程设计7.2一、教学目标本节课的学习目标包括：1.知识目标：学生需要掌握材料力学的基本概念、原理和公式，如应力、应变、弹性模量等；了解材料力学在工程中的应用。
2.技能目标：学生能够运用所学知识进行简单的材料力学计算，如计算材料的应力、应变等；能够分析材料力学问题，提出合理的解决方案。
3.情感态度价值观目标：学生能够认识到材料力学在工程中的重要性，培养对材料力学的兴趣和热情；培养学生的团队合作意识和自主学习能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括：1.材料力学的基本概念和原理，如应力、应变、弹性模量等；2.材料力学公式的推导和应用，如应力公式、应变公式等；3.材料力学在工程中的应用案例，如建筑结构、机械设计等；4.材料的力学性能实验，如应力-应变曲线实验等。
三、教学方法本节课的教学方法包括：1.讲授法：讲解材料力学的基本概念、原理和公式；2.案例分析法：分析材料力学在工程中的应用案例，让学生了解材料力学的实际应用；3.实验法：进行材料的力学性能实验，让学生直观地了解材料力学的特性；4.小组讨论法：分组讨论材料力学问题，培养学生的团队合作意识和自主学习能力。
四、教学资源本节课的教学资源包括：1.教材：为学生提供系统的材料力学知识，作为学习的主要参考资料；2.参考书：提供更多的材料力学相关知识，供学生拓展学习；3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，帮助学生直观地理解材料力学概念和原理；4.实验设备：提供实验所需的设备，如万能试验机、应变片等，让学生进行实验操作，巩固所学知识。
五、教学评估本节课的评估方式包括：1.平时表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置相关的材料力学作业，评估学生对知识的理解和应用能力；3.考试：进行材料力学考试，评估学生对知识的掌握程度和解决问题的能力；4.实验报告：评估学生在实验中的操作技能和分析问题的能力；5.小组项目：评估学生在团队合作中的表现和解决问题的能力。
材料力学第二版第Ⅰ册课程设计
材料力学第二版第Ⅰ册课程设计
1. 引言
材料力学是材料科学的基本学科之一，常用于研究材料的结构、性质、变形和破坏行为。
本课程设计主要以材料力学第二版第Ⅰ册为教材，通过实验和分析，帮助学生更深入地了解材料力学的基本知识和理论，并提高学生的实验操作技能和数据处理能力。
2. 实验目的
本次课程设计的主要目的如下：
1.掌握材料的力学性能测试方法；
2.熟练运用力学分析方法，分析材料在受力下的变形和破坏行为；
3.了解材料物理性能和结构对力学性能的影响。
3. 实验内容
3.1 实验一：拉伸试验
3.1.1 实验安排
采用万能试验机进行拉伸试验，通过测试样品的载荷-变形曲线，计算出材料的力学性能参数，如屈服强度、抗拉强度和伸长率等。
3.1.2 实验步骤
1.制作标准试样，并记录试样的尺寸和质量；
2.将试样夹紧在试验机上，并调整试验机的夹具位置；
3.启动试验机进行拉伸试验，并记录试样的载荷-变形曲线；
4.计算出试样的屈服强度、抗拉强度和伸长率等力学性能参数。
1。
材料力学教案
材料力学教案材料力学是工程学和材料科学中的重要基础学科，它研究材料在外力作用下的力学性能和变形规律。
本教案将介绍材料力学的基本概念、理论模型和应用技术，帮助学生全面理解材料力学的基本原理和应用方法。
一、材料力学基本概念。
材料力学是研究材料在外力作用下的力学性能和变形规律的学科。
它包括静力学、动力学和弹性力学等内容，主要研究材料的应力、应变、弹性模量、屈服强度、断裂韧性等力学性能。
二、材料力学理论模型。
1. 应力分析。
材料在外力作用下会产生内部应力，主要包括拉伸应力、压缩应力、剪切应力等。
应力分析是材料力学的重要内容，通过分析应力分布规律可以预测材料的破坏形式和破坏条件。
2. 应变分析。
材料在外力作用下会发生变形，主要包括弹性变形和塑性变形。
应变分析是材料力学研究的重点之一，通过分析应变规律可以评估材料的变形能力和变形稳定性。
3. 弹性模量。
材料在受力时会产生弹性变形，弹性模量是衡量材料抗弹性变形能力的重要参数。
不同材料的弹性模量不同，可以通过弹性模量来评估材料的弹性性能。
4. 屈服强度。
材料在受力时会产生塑性变形，屈服强度是衡量材料抗塑性变形能力的重要参数。
不同材料的屈服强度不同，可以通过屈服强度来评估材料的塑性性能。
5. 断裂韧性。
材料在受力时会产生断裂现象，断裂韧性是衡量材料抗断裂能力的重要参数。
不同材料的断裂韧性不同，可以通过断裂韧性来评估材料的断裂性能。
三、材料力学应用技术。
1. 材料力学测试。
材料力学测试是评估材料力学性能的重要手段，包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、冲击试验等。
通过测试可以获取材料的应力-应变曲线和力学性能参数，为材料设计和选择提供依据。
2. 材料力学模拟。
材料力学模拟是预测材料力学性能的重要手段，包括有限元分析、分子动力学模拟、离散元法等。
通过模拟可以预测材料的应力分布、应变分布和破坏形式，为材料设计和优化提供参考。
3. 材料力学设计。
材料力学设计是根据材料力学性能进行工程设计的重要手段，包括材料选择、结构设计、寿命评估等。
材料力学课程设计报告龙门刨床门架计算
材料力学课程设计计算说明书设计题目：龙门刨床门架学号: 20097601姓名：张浩指导教师：完成时间：1. 设计的目的、任务及要求。
1.1 材料力学课程设计的目的。
本课程设计是在系统学完材料力学课程之后，结合工程实际中的问题，运用材料力学的基本理论和计算方法，独立地计算工程中的典型零部件，以达到综合运用材料力学知识解决工程实际问题的目的。
同时，可以使学生将材料力学的理论和现代计算方法及手段融为一体，即从整体上掌握了基本理论和现代的计算方法，又提高了分析问题、解决问题的能力；既是对以前所学知识的综合运用，又为后续课程的学习打下基础，并初步掌握工程设计思想和设计方法，使实际工作能力有所提高。
具体有以下六项：（1）使所学的材料力学知识系统化、完整化。
（2）在系统全面复习的基础上，运用材料力学知识解决工程实际中的问题。
（3）由于选题力求结合专业实际，因而课程设计可以把材料力学知识与专业需要结合起来。
（4）综合运用以前所学的各门课程的知识，使相关学科的知识有机地联系起来。
（5）初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法。
（6）为后续课程的教学打下基础。
1.2 材料力学课程设计的任务和要求参加设计者要系统复习材料力学课程的全部基本理论和方法，独立分析、判断设计题目的已知条件和所求问题，画出受力分析计算简图和内力图，列出理论依据并导出计算公式，独立编制计算程序，通过计算机给出计算结果，并完成设计计算说明书。
（1）.设计计算说明书的要求设计计算说明书是该题目设计思路、设计方法和设计结果的说明，要求书写工整，语言简练，条理清晰、明确，表达完整。
具体内容应包括：①.设计题目的已知条件、所求及零件图。
②.画出结构的受力分析计算简图，按比例标明尺寸、载荷及支座等。
③.静不定结构要画出所选择的基本静定系统和及与之相应的全部求和过程。
④.画出全部内力图，并标明可能的各危险截面。
⑤.危险截面上各种应力的分布规律图及由此判定各危险点处的应力状态图。
材料力学课程设计后置旅游车底盘车架
材料力学课程设计HZ140TR2后置旅游车底盘车架的静力学分析及强度、刚度计算专业：土木工程（路桥）指导老师：姓名：班级：班学号：目录材料力学课程设计 (1)一、材料力学课程设计的目的 (1)二、材料力学课程设计的任务和规定 (1)1、设计计算说明书的规定 (1)2、分析讨论及说明部分的规定 (2)3、程序计算部分的规定 (2)三、设计题目 (2)1、求支座反力 (4)2、画出车架的内力图 (7)3、画出各截面上弯曲正应力最大值沿轴线方向的变化曲线 (9)4、求出最大绕度的值，画出车架扰曲线的大体形状 (10)5、按等截面梁重新设定截面尺寸 (12)四、程序计算 (13)1、vb程序 (13)2、结构力学求解器程序 (24)五、设计体会 (27)体会 (27)参考文献 (28)一、材料力学课程设计的目的本课程设计的目的是在于系统学习完材料力学之后，能结合工程中的实际问题，运用材料力学的基本理论和计算方法，独立的计算工程中的典型零部件，以达成综合运用材料力学的知识解决实际问题的目的。
同时，可以使学生将材料力学的理论和现代计算方法及手段融为一体。
既从整体上掌握了基本理论和现代的计算方法，又提高了分析问题、解决问题的能力，既是为以前所学知识（高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机和材料力学等）的综合应用，又为后继课程（零件、专业课等）打下基础，并初步掌握工程中的设计思想和设计方法，对实际工作能力有所提高。
具体的有以下六项：1. 使学生的材料力学知识系统化完整化；2. 在全面复习的基础上，运用材料力学知识解决工程中的实际问题；3. 由于选题力求结合专业实际，因而课程设计可以把材料力学知识与专业需要结合起来；4. 综合运用以前所学习的各门课程的知识（高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机和材料力学等），使相关学科的只是有机的联系起来；5. 初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法；6. 为后续课程的教学打下基础。
材料力学课程设计(底盘车架的静力分析及强度、刚度计算)
（5）危险截面上各种应力的分布规律图及由此判定各危险点处的应力状态图。 （6）各危险点的主应力大小及主平面位置。 （7）选择强度理论并建立强度条件。 （8）列出全部计算过程的理论依据、公式推导过程以及必要的说明。 （9）对变形及刚度分析要写明所用的能量法计算过程及必要的内力图和单位力 图。
q 单独作用在 DF 段时：
图 3-17 qdf 单独作用示意图
图 3-18 qdf 单独作用弯矩图 利用图乘法（后述图乘法只给出最终化简结果）：
2qCF
2qCD
2qDF
ql 3
24EI
6l22l3
8l 2
l2 3
4l 2l 24
8l l l 234
3l 3 3
4l 2l 34
2
○6 q 单独作用在 FG 段时：
2
3
43
234
6EI
2
图 3-7 X2 处单位力单独作用示意图
图 3-8 X2 处单位力单独作用弯矩图
○3
F A
单独作用时：
图 3-9 FA 单独作用示意图
图 3-10 FA 单独作用弯矩图
第 9 页 共 39 页
利用图乘法，可以得到：
1FA
1 EI
[FAl1
(l 2
(l
l) 3
2
l ) (l l )2
2F 2FA 2FB 2qCF 2qFG
将上述求得
、
11
、
12
、
21
、
22
、
1F
2F
代入前述力法正则方程，可
得到：
X 1
F c
10516.722N
X 2
《材料力学实验》大班科学教案
《材料力学实验》大班科学教案大班科学教案一、教学目标1.理解材料力学基础知识，学会常见材料的力学行为和性质测试方法；2.掌握实验数据的处理和分析方法，进一步提高实验设计和报告撰写能力；3.培养实验操作技能和团队合作精神，提高实验认真细致及实验安全意识。
二、教学内容1.材料的机械试验方法和设备介绍；2.实验中常见材料的力学行为与性质测试；3.实验数据处理和分析方法；4.实验设计和报告撰写规范。
三、教学过程1.材料机械试验方法和设备介绍了解试验设备的构成、原理和工作方式，熟悉实验室的安全操作规程，了解实验中的常见安全事故及对策。
2.实验中常见材料的力学行为与性质测试通过对材料的拉伸、压缩、剪切等力学行为的测试，了解材料破坏机理的基本规律和特征。
在实验中，可以使用的材料包括金属材料、塑料、橡胶、混凝土等。
3.实验数据处理和分析方法在实验过程中，需要认真记录实验数据，并用计算机对数据进行处理和分析。
需要学习使用常用的计算机统计和分析软件，如Excel、Matlab等，并掌握数据的可视化展示方法。
4.实验设计和报告撰写规范在实验前，需要认真制定实验设计方案，并根据实验结果和分析撰写实验报告。
需要掌握实验报告的格式规范、内容要求和论证方式。
四、教学方法1.讲授与实验相结合的教学方法；2.学生自主探究与教师指导相结合的教学方法。
五、教学效果评估1.实验操作技能和实验数据分析与处理能力方面：根据实验成果和报告，进行评分，同时将实验和分析报告与教学大纲和教学目标进行对比，评估学生的水平；2.实验认真细致及实验安全意识方面：评估学生在实验过程中的纪律性、负责任性和安全意识。
六、教材推荐1.《现代力学实验》；2.《材料力学实验》；3.《大学物理实验指导》。
七、结语通过材料力学实验的学习，不仅可以学到知识，还可以锻炼技能和培养素质。
学生需要具备合理的实验设计和操作，能够准确地搜集和分析数据，制定符合规范的实验报告，掌握实验安全规范，以及团队合作精神。
材料力学课程设计
材料力学课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握材料力学的基本概念，如应力、应变、弹性模量等；2. 培养学生运用材料力学知识分析简单构件受力情况的能力；3. 使学生了解不同材料力学性能的特点，并能进行简单的力学性能比较。
技能目标：1. 培养学生运用材料力学原理解决实际问题的能力；2. 培养学生通过实验、图表等方法收集、分析、处理材料力学数据的能力；3. 提高学生的团队协作能力和沟通表达能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对材料力学的兴趣，激发学生的学习热情；2. 培养学生严谨的科学态度，树立正确的价值观；3. 使学生认识到材料力学在工程领域的应用，增强学生的社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为专业性较强的学科课程，旨在帮助学生建立材料力学的知识体系，培养实际应用能力。
学生特点：学生处于高中阶段，具有一定的物理基础和逻辑思维能力，对专业学科有一定的好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的动手能力和实际问题解决能力。
通过课程目标分解，实现教学设计和评估的针对性，确保学生达到预期学习成果。
二、教学内容1. 应力与应变的概念及其计算方法；2. 弹性模量、剪切模量、泊松比等力学性能指标；3. 材料的弹性、塑性和韧性特点；4. 轴向拉压、扭转、弯曲等基本受力形式及其计算；5. 材料力学实验方法及数据处理；6. 材料力学在实际工程中的应用案例分析。
教学内容安排与进度：第一周：应力与应变的概念及其计算方法；第二周：弹性模量、剪切模量、泊松比等力学性能指标；第三周：材料的弹性、塑性和韧性特点；第四周：轴向拉压、扭转、弯曲等基本受力形式及其计算；第五周：材料力学实验方法及数据处理；第六周：材料力学在实际工程中的应用案例分析。
教材章节关联：1. 《材料力学》第一章：应力与应变；2. 《材料力学》第二章：材料的力学性能；3. 《材料力学》第三章：轴向拉压与扭转；4. 《材料力学》第四章：弯曲；5. 《材料力学》第五章：实验方法与数据处理；6. 《材料力学》第六章：应用案例分析。
材料力学课程设计单缸柴油机曲轴
四、曲轴设计及校核
1.设计曲轴颈直径 d，主轴颈直径 D 主轴颈为弯扭组合变形，根据第三强度理论
r3
1 W
M
2 z3
M
2 y3
M x22
32 D3
219.062 438.122 481.272
代入公式得
Me
9549
P n
9549
17.0 410
395.93N
m
Ft
Me r
395.93 0.07
5656.20N
Fr Ft / 2 2828.10N
l3 1.2r 0.084m
以单缸柴油机曲轴为研究对象，由平衡条件得
Mx 0 My 0 Mz 0 Fx 0 Fy 0 Fz 0
表 1 固定表格
l1 / m l2 / m E / GPa
/ MPa 1 / MPa r
0.11 0.18 150 0.27 120
180 0.05 0.78
要求： 1.画出曲轴的内力图。 2.设计曲轴颈直径 d，主轴颈直径 D。 3.校核曲柄臂的强度。 4.校核主轴颈 H-H 界面处的疲劳强度，取疲劳安全系数 n=2。键 槽为端铣加工，主轴颈表面为车削加工。 5.用能量法计算 A-A 截面的转角 y ， z 。
解平衡方程，代入数据得
Fax 0
Ffx 0
Fay
l2 l1 l2
Fr
0.18 0.11 0.18
4010.58
2489.33N
F fy
l1
l1 l2
Fr
0.11 0.11 0.18
材料力学课程设计
材料力学是1_科院校的一门重要技术基础课。
尤其对机械类专业学‘}来说该门课程至关重要。
高等学校在讲授材料力学时,往往将构件的变形分成儿种基本形式并针对这J七种基本变形在各自范I一山j.j分别独立的给予解答。
这虽然便于学生人门,但学生很难从整体上把握材料力学的全貌使学生难于利用材料力学知识去解决工一程实际问题。
为此我们针对工科院校不同专业的特点和要求在工程实际中选取了一些较为复杂的构件作为学生课程设计的题目。
要求学生从全面的整体的角度进行分析、计算、设士十、完成题目。
这样既可以提高学生学习的主动性和积极性,深化课堂上的知识,使其系统化,同时也培养了学生分析和解决工程实际问题的方法和能力。
使学生所学过的知识(高等数学、工程图学、理论力学、计算机、算法语言、材料力学)系统的综合运用、融会贯通,又为后继课程的学习和设计打下了良好的基础。
我们于1987年率先进行了材料力学课程设计的试点工作。
于1991年通过校级鉴定,并于1993年5月获吉林省优秀教学成果一等奖,得到了校内外专家的充分肯定。
经过不断的完善、提高,现已在产品设计类、热加工等专业全面推开。
已成为提高学生素质的一个重要环节材料力学是1_科院校的一门重要技术基础课。
尤其对机械类专业学‘}来说该门课程至关重要。
高等学校在讲授材料力学时,往往将构件的变形分成儿种基本形式并针对这J七种基本变形在各自范I一山j.j分别独立的给予解答。
这虽然便于学生人门,但学生很难从整体上把握材料力学的全貌使学生难于利用材料力学知识去解决工一程实际问题。
为此我们针对工科院校不同专业的特点和要求在工程实际中选取了一些较为复杂的构件作为学生课程设计的题目。
要求学生从全面的整体的角度进行分析、计算、设士十、完成题目。
这样既可以提高学生学习的主动性和积极性,深化课堂上的知识,使其系统化,同时也培养了学生分析和解决工程实际问题的方法和能力。
使学生所学过的知识(高等数学、工程图学、理论力学、计算机、算法语言、材料力学)系统的综合运用、融会贯通,又为后继课程的学习和设计打下了良好的基础。
简明材料力学第三版课程设计
简明材料力学第三版课程设计一、课程设计背景简明材料力学是材料科学与工程专业的一门基础课程，也是后续课程的基石。
本课程旨在介绍材料的结构、力学和变形行为，以及与之相关的数学和物理概念。
本课程适用于材料科学与工程、机械工程、土木工程、化学工程等专业的本科生。
第三版的简明材料力学在前两版的基础上进行了全面更新和修订，涵盖了更广泛的材料，更深入的理论和更多的应用。
本次课程设计旨在帮助学生深入理解和掌握材料力学的基本概念、原理和应用，并提高自主学习和解决实际问题的能力。
二、课程设计目标本次课程设计旨在达到以下目标：1.掌握材料的基本力学和变形行为；2.理解材料的结构和组织对其性能的影响；3.熟悉常用的材料测试和分析方法；4.熟练运用材料力学知识解决实际问题。
三、课程内容与安排本课程设计主要包括以下内容：第一章引言介绍材料力学的基本概念和研究对象，以及材料力学在工程中的重要性。
第二章材料结构介绍晶体结构和非晶态结构，涵盖原子结构、晶体类型、晶格常数、晶体缺陷和非晶态结构等内容。
第三章应力和应变介绍应力和应变的基本概念和定义，以及应力分析中常用的静力学方法。
第四章弹性力学介绍弹性力学的基本概念和应用，涵盖应变-应力关系、杨氏模量、泊松比、剪切变形和弹性模量计算等内容。
第五章塑性变形介绍金属的塑性变形行为和强化机制，涵盖硬化、断裂、应力松弛、变形加工和冷加工等内容。
第六章粘弹性和断裂力学介绍粘弹性和断裂力学的基本概念和应用，包括粘弹性模型、弹性模量、应变速率效应、断裂机制和断裂韧性等。
第七章材料测试和分析介绍常用的材料测试和分析方法，包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、扭转试验和冲击试验等。
第八章案例分析通过实际案例分析，巩固和应用所学的知识。
根据以上内容，课程设计的安排如下：章节内容学时第一章引言1第二章材料结构4第三章应力和应变5第四章弹性力学6第五章塑性变形8第六章粘弹性和断裂力学7第七章材料测试和分析6第八章案例分析3总计40四、教学方法与活动设计本课程设计采用多种教学方法，包括：1.讲授：通过PPT、教材和板书讲解材料力学的基本概念、理论和方法。
材料力学课程设计分析
材料力学课程设计分析一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握材料力学基本概念，如应力、应变、弹性模量等，并理解其物理意义。
2. 使学生了解不同材料的力学性能，包括金属、非金属和复合材料，并能够比较和分析它们的优缺点。
3. 引导学生掌握材料力学的基本公式及其应用条件，能进行简单的力学计算。
技能目标：1. 培养学生运用材料力学知识解决实际问题的能力，如分析简单结构元件的受力情况。
2. 提高学生运用力学原理进行实验设计和数据处理的能力，能对实验结果进行合理分析。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对材料力学学科的兴趣，激发他们的学习热情，形成积极探索的科学态度。
2. 引导学生关注材料力学在工程领域的应用，认识到材料力学对工程技术发展的重要性，增强社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为专业基础课，以理论教学为主，实验为辅，旨在培养学生掌握材料力学的基本知识和技能。
学生特点：学生处于大学二年级，已具备一定的力学基础，具有较强的逻辑思维能力和实验操作能力。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，提高学生的知识运用能力和实验技能。
通过具体的学习成果分解，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。
二、教学内容本章节教学内容围绕以下三个方面进行组织：1. 材料力学基本概念：- 应力、应变、胡克定律- 弹性模量、泊松比、剪切模量- 教材第二章：基本概念及物理意义2. 材料力学性能：- 金属、非金属和复合材料的力学性能特点- 力-应变曲线、弹性极限、屈服极限- 教材第三章：材料的力学性能及测试方法3. 材料力学基本公式及运用：- 杆件拉伸与压缩、剪切与扭转、弯曲应力与应变- 能量法、力法及其应用- 教材第四章：基本公式及其应用实例教学大纲安排如下：第一周：材料力学基本概念，引入应力、应变等基本概念，讲解胡克定律。
第二周：材料的力学性能，分析不同材料的力学性能特点，学习力-应变曲线。
第三周：基本公式及运用，讲解杆件拉伸、压缩、剪切、扭转和弯曲的应力与应变。
《材料力学》教学大纲
《材料力学》教学大纲一、课程概述材料力学是一门研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度和稳定性等力学性能的学科。
它是工科学生必修的专业基础课程之一，为后续的机械设计、结构力学、工程力学等课程提供必要的理论基础。
通过本课程的学习，学生应掌握材料力学的基本概念、基本理论和基本方法，具备对工程构件进行强度、刚度和稳定性分析的能力，为今后从事工程设计和科学研究工作打下坚实的基础。
二、课程目标1、知识目标掌握材料力学的基本概念，如内力、应力、应变、弹性模量、泊松比等。
理解拉伸、压缩、剪切、扭转和弯曲等基本变形形式下的应力和应变分布规律。
掌握材料在拉伸和压缩时的力学性能，如屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率等。
熟悉梁的弯曲理论，包括弯曲内力、弯曲应力和弯曲变形的计算方法。
了解组合变形和压杆稳定的基本概念和分析方法。
2、能力目标能够对简单的工程构件进行受力分析，绘制内力图。
能够根据材料的力学性能和构件的受力情况，进行强度、刚度和稳定性的计算和校核。
具备运用材料力学知识解决工程实际问题的能力。
培养学生的逻辑思维能力和创新能力。
3、素质目标培养学生严谨的科学态度和认真负责的工作作风。
提高学生的工程意识和创新意识，培养学生的团队合作精神。
三、课程内容1、绪论材料力学的任务和研究对象。
变形固体的基本假设。
内力、截面法和应力的概念。
应变的概念和线应变、切应变的计算。
2、拉伸、压缩与剪切轴向拉伸和压缩的概念。
轴向拉伸和压缩时横截面上的内力和应力计算。
材料在拉伸和压缩时的力学性能，包括低碳钢和铸铁的拉伸试验、应力应变曲线、屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率等。
轴向拉伸和压缩时的变形计算，胡克定律。
剪切和挤压的实用计算。
3、扭转扭转的概念。
圆轴扭转时横截面上的内力——扭矩和扭矩图。
圆轴扭转时横截面上的应力计算。
圆轴扭转时的变形计算，扭转角和单位长度扭转角的计算。
扭转时的强度和刚度条件。
4、弯曲内力弯曲的概念和梁的分类。
材料力学课程设计7.6
材料力学课程设计7.6一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握材料力学的基本概念、基本理论和基本方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解材料力学的基本概念，如应力、应变、弹性模量等。
（2）掌握材料力学的基本理论，如弹性理论、塑性理论等。
（3）熟悉材料力学的基本方法，如实验方法、数值方法等。
2.技能目标：（1）能够运用材料力学的基本理论分析实际问题。
（2）能够运用材料力学的基本方法解决工程问题。
（3）具备一定的科研能力和创新精神。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对材料力学的兴趣和热情。
（2）培养学生勇于探索、严谨治学的科学态度。
（3）培养学生团结协作、积极向上的团队精神。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.材料力学的基本概念，如应力、应变、弹性模量等。
2.材料力学的基本理论，如弹性理论、塑性理论等。
3.材料力学的基本方法，如实验方法、数值方法等。
4.实际工程中的应用案例。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体方法如下：1.讲授法：用于讲解基本概念、基本理论和基本方法。
2.案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生更好地理解材料力学的应用。
3.实验法：学生进行实验，培养学生的实践能力和观察能力。
4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的思维能力和表达能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学，将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《材料力学》等。
2.参考书：提供相关的参考书籍，以便学生课后自主学习。
3.多媒体资料：制作精美的PPT，辅助讲解和展示相关内容。
4.实验设备：准备实验所需的设备，如拉伸试验机、压缩试验机等。
通过以上教学资源的支持，相信能够提高本节课的教学质量，达到预期的教学目标。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本节课将采用多种评估方式相结合的方法。
具体评估方式如下：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和积极性。
材料力学课程设计
材料力学课程设计汽车工程学院420505班一材料力学课程设计的目的1．使学生的材料力学知识系统化，完整化。
2．在系统复习的基础上，运用材料力学的知识解决工程中的实际问题。
3．由于选题力求结合专业实际，因而课程设计可以把材料力学的知识和专业需要结合起来。
4．综合了以前所学的各门课程的知识，是相关学科的知识有机的结合起来。
5．初步了解和掌握工程实际中的设计思想和设计方法。
6．为后续课程的教学打下基础。
二材料力学课程设计的要求1．设计计算说明书的要求设计说明书是该题目的设计思想，设计方法和设计结果的说明，要求书写工整，语言简练，条理清晰，明确，表达完整。
具体内容如下：〈1〉设计题目的已知条件，所求及零件图。
〈2〉画出构件的受力简图，按比例标明尺寸，载荷及支座等。
〈3〉静不定要画出所选择的基本静定系统及与之相关的全部求解过程。
〈4〉画出全部内力图，并标明可能的各危险截面。
〈5〉危险截面上各种应力的分布规律图及由此而判定各危险点处的应力状态图。
〈6〉各危险点的主应力大小及主平面位置。
〈7〉选择强度理论并建立强度条件。
〈8〉列出全部计算过程的理论根据，公式的推导过程以及必要的说明。
〈9〉对变形及刚度分析要写明所用的能量法计算过程及必要的内力图和单位力图。
〈10〉疲劳强度计算部分要说明循环特征。
2．分析讨论及说明部分的要求：〈1〉分析计算结果是否合理，并分析其原因，改进措施。
〈2〉提高改进设计的初步方案及设想。
〈3〉提高强度，刚度及稳定性的措施及建议。
3．程序计算部分的要求：〈1〉程序图框。
〈2〉计算机程序（含必要的语言说明及标识符说明）。
〈3〉打印结果（结果数据要填写到设计计算说明书上）。
设计题目传动轴的材料均为优质碳素结构钢（牌号45），许用应力[ ]=80MPa，经高频淬火处理，σb=650MPa ，σ1-=300MPa ，τ1-=155MPa 。
轴的表面，键的槽均为端铣加工，阶梯轴的过渡圆弧r 为2mm ，疲劳安全系数n=2. 要求：1. 绘出传动轴的受力简图。
材料力学应力课程设计
材料力学应力课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解材料力学中应力的基本概念，掌握应力的定义、计算公式及单位。
2. 学生能掌握弹性模量、屈服强度等材料力学性能参数与应力的关系。
3. 学生能了解不同材料在受力时的应力-应变关系，并掌握其线性弹性区的特点。
技能目标：1. 学生能够运用应力计算公式解决实际工程问题，并正确使用单位。
2. 学生能够运用弹性模量、屈服强度等参数分析材料的受力性能。
3. 学生能够通过实验和数据分析，掌握测定应力-应变关系的方法。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习应力知识，培养对力学科学的兴趣和探索精神。
2. 学生能够认识到材料力学在工程领域的重要性，增强工程意识。
3. 学生在学习过程中，培养严谨的科学态度和团队合作精神。
本课程针对高中年级学生，课程性质为理论联系实际，强调知识的应用。
在教学过程中，考虑到学生的年龄特点和认知水平，课程目标设定为具体、可衡量的学习成果。
通过本课程的学习，使学生不仅掌握材料力学应力的基本知识，还能将所学应用于实际工程问题，培养其解决实际问题的能力。
同时，注重培养学生的科学态度和工程意识，为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 应力基本概念：讲解应力的定义、分类（拉伸应力、压缩应力、剪切应力等），及其在材料力学中的作用。
教材章节：第一章第二节2. 应力计算公式：学习应力计算的基本公式，如胡克定律、应力转换公式等。
教材章节：第一章第三节3. 材料力学性能参数：介绍弹性模量、屈服强度、抗拉强度等参数，分析它们与应力的关系。
教材章节：第二章第一节4. 应力-应变关系：讲解不同材料在受力时的应力-应变曲线，重点掌握线性弹性区的特点。
教材章节：第二章第二节5. 实际工程案例分析：分析典型工程案例中应力的计算与应用，如桥梁、建筑结构等。
教材章节：第三章6. 实验教学：组织学生进行拉伸试验，测定应力-应变关系，培养实验操作能力和数据分析能力。
教材章节：实验部分教学内容按照课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
材料力学课程设计汽车工程学院420505班一材料力学课程设计的目的1．使学生的材料力学知识系统化，完整化。
2．在系统复习的基础上，运用材料力学的知识解决工程中的实际问题。
3．由于选题力求结合专业实际，因而课程设计可以把材料力学的知识和专业需要结合起来。
4．综合了以前所学的各门课程的知识，是相关学科的知识有机的结合起来。
5．初步了解和掌握工程实际中的设计思想和设计方法。
6．为后续课程的教学打下基础。
二材料力学课程设计的要求1．设计计算说明书的要求设计说明书是该题目的设计思想，设计方法和设计结果的说明，要求书写工整，语言简练，条理清晰，明确，表达完整。
具体内容如下：〈1〉设计题目的已知条件，所求及零件图。
〈2〉画出构件的受力简图，按比例标明尺寸，载荷及支座等。
〈3〉静不定要画出所选择的基本静定系统及与之相关的全部求解过程。
〈4〉画出全部内力图，并标明可能的各危险截面。
〈5〉危险截面上各种应力的分布规律图及由此而判定各危险点处的应力状态图。
〈6〉各危险点的主应力大小及主平面位置。
〈7〉选择强度理论并建立强度条件。
〈8〉列出全部计算过程的理论根据，公式的推导过程以及必要的说明。
〈9〉对变形及刚度分析要写明所用的能量法计算过程及必要的内力图和单位力图。
〈10〉疲劳强度计算部分要说明循环特征。
2．分析讨论及说明部分的要求：〈1〉分析计算结果是否合理，并分析其原因，改进措施。
〈2〉提高改进设计的初步方案及设想。
〈3〉提高强度，刚度及稳定性的措施及建议。
3．程序计算部分的要求：〈1〉程序图框。
〈2〉计算机程序（含必要的语言说明及标识符说明）。
〈3〉打印结果（结果数据要填写到设计计算说明书上）。
设计题目传动轴的材料均为优质碳素结构钢（牌号45），许用应力[ ]=80MPa，经高频淬火处理，σb=650MPa ，σ1-=300MPa ，τ1-=155MPa 。
轴的表面，键的槽均为端铣加工，阶梯轴的过渡圆弧r 为2mm ，疲劳安全系数n=2. 要求：1. 绘出传动轴的受力简图。
2. 作扭矩图及弯矩图。
3. 根据强度条件设计等直轴的直径。
4. 计算齿轮处轴的挠度（均按直径φ1的等直径计算）。
5. 对阶梯传动轴进行疲劳强度计算。
（若不满足，采取改进措施使其满足疲劳强度的要求）。
6. 对所取数据的理论根据作必要的说明。
说明：（1） 坐标的选取均按图7-10a 所示。
（2） 齿轮上的力F ，除图7-10a 中的与节圆不相切，其余各图均与节圆相切。
（3） 表7-11中的P 为直径为D 的带轮传递的功率，P1为直径 为D1的带轮传递的 功率。
数据表（第21组数据）：结构简图Z2F 21.结构受力简图2.作扭矩图及弯矩图由已知条件可以求出：M=9549×nP=95499006.9=101.856m N ⋅M1=9549×nP=95499001.19=202.651m N ⋅根据扭矩平衡可得：MF=M-M1 解得：MF=100.795m N ⋅ 由于M=F2*2D M1=T1*21D MF=αcos 22D F 根据所给的已知数据可解得：F=931.1N ，F1=1447.5N ，F2=291N求支反力：设两支座处分别产生的支反力为：F1y ，F2y ，F1z ，F2z,方向如图所示，根据结构受力简图可以列出以下方程：F1y=G1+G2+3F1-Fcos-F2yF2y=0.2[3(G1+3F1)+4G2-Fcos] F1z=Fsin-3F2-F2z F2z=0.2(Fsin-12F2) 由已知条件可解得：F1y=1342N F2y=3144.24N F1z=198N F2z=-605.3N 作出扭矩图和弯矩图 扭矩图：弯矩图：a）结构在XOY平面内的受力图为：XOY平面内的弯矩图为：My(x)= ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-+--48.628824.314446.524814.249454.322356.21481342x x x)54()43()3()0(a x a a x a a x a a x <≤<≤<≤<≤b ） 结构在XOZ 平面内的受力图为：XOZXOXOZ 平面内的弯矩图为：Mz(Mz(x)= ⎪⎩⎪⎨⎧-+-6.12103.60522.18655.267198x x x)53)3)0a x a a x a a x <≤<≤<≤（（（3.设计等直杆的直径根据前面的弯矩图和扭矩图可以知道Ｄ点的合成弯矩比较大 Ｄ点的合成弯矩：Md＝22My Mz +＝1280.81m N ⋅ Ｄ1点的合成弯矩：Md1＝22My Mz +＝2259.47m N ⋅Ｄ点的扭矩：Mxd＝101.856m N ⋅ Ｄ1点的扭矩：Mxd1＝-100.795m N ⋅由于Ｄ1点的合成弯矩和扭矩都最大，所以Ｄ1点的弯矩扭矩平方和也最大，Ｄ1点可能是危险点。
采用第三强度理论[][]6222x 232x 23r 108014.3795.10047.225932M M 32d M M W 1⨯⨯+=+≥⇒≤+=σπσσ mm d 047.66≥,即mm 047.661≥φ。
根据622.49,584.54043.60,047.661.14321433221====⇒===φφφφφφφφφφ， 根据要求φ取偶数，所以取mm mm mm mm 50,5662,684321====φφφφ，。
4.计算D2轮处的挠度（1）.求y 方向上的挠度a.在3F1+G1单独作用下D2处的挠度应用图乘法：b.在G2单独作用下D2处的挠度应用图乘法：c.c.在Fcos α单独作用下D2处的挠度应用图乘法：在单位力作用下的弯矩图：根据课本157156-P 上的公式及结构在XOY 平面内的受力图可知：I 893.3132.0*208*I 96115I 16.39632.0*4.2228*I 1825I 043.5532.0*016.258*I 3523cos 11E a E f E a E f E a E f G G F F ====-=-=+α2113cos G G F F xoy f f f f ++=+α=I01.373E E=200GPa ，644D I π==1049.5558*109- ，所以y f =2.004885mm(2).求Z 方向上的挠度a.在Fsin α单独作用下D2处的挠度应用图乘法：b.在3F2单独作用下D2处的挠度应用图乘法：在单位力作用下的弯矩图：23sin F F xoz f f f +=αI835.4232.0*36.279*I 96115I787.3132.0*149*I 3523sin E a E f E a E f F F -=-===α所以mm 05267.0048.11-==EIf z 合成挠度mm f f f z y 005576.222=+=5.对传动轴进行疲劳强度计算（要校核如图所示的8个点）由传动轴的工作特点知，其为弯扭组合交变应力状态，其中，弯曲正应力按对称循环变化，当轴正常工作时扭转切应力基本不变，但由于及其时开时停，所以扭转应力时有时无，故扭转切应力可视为脉动循环。
首先计算轴的工作应力：对于弯曲正应力max σ，min σ和循环特征r 计算如下：max σ=-min σ=WM max，r=-1 对于剪应力及其循环特征如下：,max max t W M =τ其中2,0,16max min 3ττττπ====m a t d W r=0，于是，在综合计算各直径数值并结合给出的数据通过查表确定各点的有效应力系数：ψ,,,,,βεετστσK K 。
计算弯曲工作安全系数mk n k n ττβετσβεστατττσσσψ+==--1max1,计算弯扭组合交变应力下轴的工作安全系数;22τστσστn n n n n +=如果均大于2，我们就认为轴是安全的。
初始应力 集中系数尺寸系数表面质量系数 β敏感系数τψ 所用直径)(mm d iσkτkσετε1 1.70 1.40 0.84 0.78 2.4 0.1 502 1.75 1.44 0.81 0.76 2.4 0.1 563 1.80 1.47 0.78 0.74 2.4 0.1 62 4 1.80 1.47 0.78 0.74 2.4 0.1 625 1.70 1.40 0.84 0.78 2.4 0.1 506 1.82 1.62 0.81 0.76 2.4 0.1 567 1.82 1.62 0.78 0.74 2.4 0.1 68 81.821.620.810.762.40.156由前面的数据可以知道第1，5点是对称循环，其余都是弯矩和扭矩共同作用。
可知以上八点均满足疲劳强度要求,轴是安全的。
6.C 语言程序：1.求支反力与挠度程序：#include <stdio.h> #include <math.h> void main() {floatp,p1,M,M1,M2,t,F,F1,F2,D,D1,D2,a,Fy1,Fy2,Fz1,Fz2,T,H0,H1,H2,H3,H4,H5,f1,f2,f3,f4,f5,f xy,fxz,f;int n,G2,G1; double EI;printf("input data:\n");scanf("%f%f%d%f%f%f%d%d%f%f",&p,&p1,&n,&D,&D1,&D2,&G2,&G1,&a,&t); T=t/180*3.1415926;M=9549*p/n; F2=2*M/D;M1=9549*p1/n;F1=2*M1/D1;M2=fabs(M-M1);F=2*M2/D2/cos(T);Fy2=1.0/5*((G1+3*F1)*3+4*G2-F*cos(T));Fy1=G1+G2+3*F1-F*cos(T)-Fy2;Fz2=1.0/5*(F*sin(T)-12*F2);Fz1=F*sin(T)-3*F2-Fz2;H0=0.32;EI=209911.1644;H1=1.2*0.8/2*(3*F1+G1);H2=0.4*1.6/2*G2;H3=0.4*1.6/2*F*cos(T);H4=0.4*1.6/2*F*sin(T);H5=1.6*0.4/2*3*F2;f1=1000*1.0/EI*25.0/18*a*H1*H0;f2=1000*1.0/EI*115.0/96*H2*H0;f3=-1000*1.0/EI* 5.0/3*a*H3*H0;fxy=f1+f2+f3;f4=1000*1.0/EI*5.0/3*a*H4*H0;f5=-1000*1.0/EI*115.0/96*a*H5*H0;fxz=f4+f5;f=sqrt(fxy*fxy+fxz*fxz);printf("Fy1=%f,Fy2=%f,Fz1=%f,Fz2=%f\n",Fy1,Fy2,Fz1,Fz2);printf("f=%fmm\nfxy=%fmm\nfxz=%fmm\n",f,fxy,fxz);}2.疲劳强度校核程序：#define PI 3.1415926#include<math.h>float d[8]; float am[8]; float tm[8]; float na[8]; float nt[8]; float n[8]; float baita=2.4;float Fai=0.1;float sigma=3.0e8;float tao=1.55e8;float Ka[8]={1.70,1.75,1.80,1.80,1.70,1.82,1.82,1.82};float Kt[8]={1.40,1.44,1.47,1.47,1.40,1.62,1.62,1.62};float Ea[8]={0.84,0.81,0.78,0.78,0.84,0.81,0.78,0.81};float Et[8]={0.78,0.76,0.74,0.74,0.78,0.76,0.74,0.76};float Mxy[8]={271.3,966.8,1827.59,1766.69,640.366,542.61,2259.47,1280.81}; float Me[8]={0,100.795,100.795,101.856,0,100.795,100.795,101.856};main(){int i;printf("input the diameter of the test point:\n");for(i=0;i<8;i++)scanf("%f",&d[i]);for(i=0;i<8;i++){if(d[i]!=0)am[i]=32*Mxy[i]/(PI*pow(d[i],3));tm[i]=16*Me[i]/(2*PI*pow(d[i],3));}for(i=0;i<8;i++){if(tm[i]!=0&am[i]!=0){na[i]=sigma*Ea[i]*baita/(Ka[i]*am[i]);nt[i]=tao/(Kt[i]*tm[i]/(Et[i]*baita)+Fai*tm[i]);n[i]=na[i]*nt[i]/sqrt(na[i]+nt[i]*nt[i]);}else if(tm[i]==0&am[i]!=0){n[i]=sigma*Ea[i]*baita/(Ka[i]*am[i]);}else if(am[i]==0&tm[i]!=0){n[i]=tao/(Kt[i]*tm[i]/(Et[i]*baita)+Fai*tm[i]);}}for(i=0;i<8;i++){printf("n[%d]=%3.2f\n",i,n[i]);}}构件设计结果分析：在整个传动轴的强度，刚度及疲劳强度计算工作结束后可以看出：对于传动轴强度与刚度得提高的改进措施与方法是分多的。