材料力学 课程考核大纲

材料力学课程考核大纲
一、适用对象
修读完本课程规定内容的土木工程专业本科学生。

提出并获准免修本课程、申请进行课程水平考核的土木工程专业本科学生。

提出并获准副修第二专业、申请进行本课程水平考核的非土木工程专业的本科学生。

二、考核目的
考核学生对《材料力学》的基本概念、知识、理论的掌握情况，以及灵活应用的能力；
属于水平考试。

三、考核方式和考试时量
1、考核方式：本课程的考核采用期末闭卷考试与平时考查相结合的方式，进行考核与成绩评定。

2、考试时量：期终考试时间为120分钟。

四、课程考核成绩构成
本课程采用100分制进行成绩评定。

考核成绩构成：平时考查（含考勤、听课、作业、实验和平时测验）占30%，期终考试成绩占70%。

五、考试内容和要求
（一）绪论
1、考试内容：
（1）材料力学的主要任务；
（2）杆件基本变形形式。

2、考试要求：
（1）了解材料力学的主要任务；
（2）了解可变形体的性质及基本假设；
（3）了解杆件的几何特征；
（4）知道杆件变形的四种基本形式。

（二）轴向拉伸、压缩
1、考试内容：
（1）轴向拉伸与压缩的概念；
（2）用截面法计算拉（压）杆的内力（轴力），轴力图的绘制；
（3）轴向拉伸或压缩时横截面上的应力；
（4）直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力；
（5）材料拉伸和压缩时的力学性能时的力学性能；
（6）安全因数和许用应力；
（7）拉（压）杆的强度条件及其应用；
（8）轴向拉伸或压缩时的变形，刚度和刚度条件；
（9）轴向拉伸或压缩的应变能.
2、考试要求：
（1）了解轴向拉（压）的概念
（2）会用截面法计算轴力、绘制轴力图；
（3）理解应力的概念；会计算拉压杆横截面，斜截面上的应力；
（4）熟练掌握胡克定律，会计算拉（压）杆的变形；
（5）掌握低碳钢拉伸、混凝土压缩时的力学性能，了解其他材料力学性能；
（6）掌握强度计算中的三种类型：强度校核、截面选取、确定许可荷载。

（7）理解安全因素和许用应力的概念；
（8）熟悉应力集中的概念。

（三）平面图形的几何性质
1、考试内容：
（1）静矩和形心；
（2）惯性矩、惯性积和惯性半径；
（3）平行移轴公式；
（4）转轴公式与主惯性轴、主惯性矩。

2、考试要求：
（1）会计算静矩 、形心、惯性矩、惯性积；
（2）理解主惯性轴的概念并会计算；
（3）会计算主惯性矩。

（四）扭 转
1、考试内容：
（1）扭转的概念；
（2）外力偶矩的计算，扭矩和扭矩图；
（3）圆轴扭转时横截面上的应力；
（4）切应力互等定律、剪切胡克定律；
（4）圆轴扭转时的变形；
（5）非圆截面杆扭转的概念。

2、考试要求：
（1）了解扭转的概念；
（2）掌握剪切胡克定律；
（3）会用截面法求扭矩并绘制扭矩图；
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（4）会计算等直圆杆扭转时，横截面、斜截面上的应力；
（5）掌握切应力互等定理；
（6）会进行扭转杆的强度校核和截面选择；
（7）会计算等直圆杆扭转的变形，能进行刚度校核；
（8）会计算等直圆杆扭转时的应变能；
（9）了解非等直圆杆的应力与变形。

（五）弯曲应力
1、考试内容：
（1）弯曲的概念和实例；
（2）剪力和弯矩、剪力图和弯矩图；
（3）载荷集度、剪力和弯矩间的关系；
（4）纯弯曲时的正应力、强度条件；
（5）弯曲切应力、强度条件；
（6）提高梁弯曲强度的措施。

2、考试要求：
（1）理解梁弯曲的概念，计算简图；
（2）熟练掌握：梁的剪力，弯矩的计算，剪力图，弯曲图；
（3）掌握：梁横截面上的正应力、切应力计算；
（4）梁的正应力、切应力强度条件及相关计算；
（5）理解梁的合理设计。

（六）弯曲位移
1、考试内容：
（1）梁弯曲的挠曲线、挠度和转角的概念；
（2）挠曲线的近似微分方程；
（3）用积分法求弯曲梁的挠度和转角；
（4）用叠加法求弯曲梁的挠度和转角；
（5）简单超静定梁；
（6）提高梁弯曲刚度的措施。

2、考试要求：
（1）理梁弯曲解挠度和转角的概念；
（2）会用积分法求挠曲线方程与转角方程、最大挠度和转角；
（3）会用叠加原理求挠度和转角；
（4）会计算梁弯曲时的应变能；
（5）了解提高弯曲刚度的主要措施。

（七）应力和应变分析、 强度理论
1、考试内容：
（1）应力状态概述；
（2）二向和三向应力状态实例；
（3）二向应力状态分析——解析法；
（4）二向应力状态分析——图解法；
（5）平面应变状态分析；
（6）广义胡克定律；
（7）复杂应力状态的应变能密度；
（8）四种常用强度理论及其应用。

2、考试要求：
（1）掌握平面（二向）应力状态的应力分析，主应力的计算，应力圆；
（2）理解主应力、主平面的概念；
（3）理解空间（三向）应力状态的概念，掌握应力与应变间的关系、广义胡克定律；
（4）理解空间应力状态下的应变能密度；
（5）理解材料破坏类型；
（6）理解强度理论概念，掌握四个常用强度理论及其应用。

（八）组合变形及连接部分的计算
1、考试内容：
（1）组合变形的概念；
（2）叠加原理；
（3）斜弯曲的应力计算，强度条件的建立及应用；
（4）拉伸（压缩）与弯曲组合变形，强度条件的建立及应用；
（5）截面核心；
（6）扭转与弯曲的组合变形，强度条的建立及应用件；
2、考试要求：
（1）理解组合变形的概念；
（2）叠加原理；
（3）会进行组合变形的应力计算；
（4）会计算截面核心；
（5）会连接件的实用计算法；
（6）会铆钉连接的计算。

（九）压杆稳定
1、考试内容：
（1）压杆稳定的概念；
（2）两端铰支细长压杆的临界压力；
（3）其它支座条件下细长压杆的临界压力；
（4）欧拉公式的适用范围，经验公式；
（5）压杆的稳定校核；
（6）提高压杆稳定性的措施。

2、考试要求：
（1）理解压杆稳定的概念，理解长度因数、长细比的概念；
（2）会使用欧拉公式计算压杆的临界力；
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（3）理解欧拉公式的使用范围；
（4）了解临界应力总图；
（5）掌握实际压杆稳定因数的概念及压杆稳定的计算，掌握压杆稳定性校核；
（6）熟悉提高压杆稳定性的措施。

（十）能量方法
1、考试内容：
（1）杆件应变能和余能的概念及计算；
（2）应变能的普遍表达式；
（3）卡氏定理及其应用。

2、考试要求：
（1）掌握杆件应变能、余能的计算；
（2）掌握卡氏定理的应用。

六、样卷
土建学院《材料力学》课程考试试题（样卷）
时量：120分钟，总分100分
一．填空题（每空2 分，26分）
1．材料力学对变形固体的基本假设是___________和___________。

2．塑性材料以_______________极限作为极限应力，脆性材料以_____________极限作
为极限应力。

3．薄壁圆筒扭转，内径为d=190mm, 外径D=200 mm,截面扭矩为5kn.m ，构件横截面
上的切应力为 。

若同样扭矩，圆轴直径为200 mm，横截面最大切应力为 。

4.受压圆杆直径为240mm,截面核心的面积为：，受压方杆横截面边长为300mm，截面核心的面积为：。

5.两端铰支的圆木，直径为d,圆木长为L,在中心受压的情况下，长度因数为 ，长细比为。

6．已知梁的挠曲线方程：
53
1
()()
819
x x
f x x
EI
=−++，
那么对于x=3.0m处的横截面上的转角为：，弯矩为： ，剪力为：。

二．作图题（共14分）
1、已知杆轴力图，试标出相应横截面上的轴力。

（6分）
2、作梁的剪力图和弯矩图。

（8分）
三．计算题（共60分）
1、图示结构中，BC由一束直径为2mm的钢丝组成，若钢丝的许用应力为[]MPa
160
=
σ，
m
KN
q/
30
=。

试求BC需由多少根钢丝组成。

（12分）
2、铸铁制作的悬臂梁，尺寸及受力如图示，图中F＝20kN。

梁的截面为T字形，形心坐标yc=96.4mm。

已知材料的拉伸许用应力和压缩许用应力分别为[σ]+＝40MPa， [σ]－＝100MPa。

试校核梁的强度是否安全。

(15分)
3．曲柄在水平面上，曲柄受竖向力如图所示，F=5.4KN,构件许用应力[б]=100Mpa,曲柄直径为60mm,在图中找到危险点，画该点应力圆，并用第三、第四强度理论校核该点强度。

（15
分）
z
50
C
197
4．由两根拉压刚度为EA 的等直杆组成的结构受力如图所示，处于线弹性范围内，按卡氏第一定理，求节点B 的水平和铅垂位移。

（18分）。