2011-材料力学A-课程教学大纲(80+16)
《材料力学》教学大纲
工程硕士专业课《材料力学》考试大纲一、课程名称:材料力学(Mechanics of Materials)二、学分学时:4学分/64学时三、使用教材:《材料力学》孙训方等编. 高等教育出版社.《材料力学》刘鸿文等编. 高等教育出版社四、课程属性:课程类别:学科基础;课程性质:必修五、先修课程:高等数学、物理学、理论力学六、教学目标:使学生初步建立分析和解决杆件力学问题的思维方法,初步具有进行力学实验的能力。
七、课程要求:材料力学是土木工程类专业重要的基础课程。
通过本课程的学习,使学生对杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念并掌握基本分析方法,具有必要的材料力学性能知识和比较熟练的计算分析能力。
掌握构件在各种基本变形和组合变形下的强度条件和强度计算;掌握构件在各种基本变形和组合变形下的刚度条件和变形计算;掌握典型压杆的临界力计算和稳定安全校核;了解动荷载下的强度近似计算,了解疲劳破坏的本质和特征及影响疲劳寿命的主要因素。
八、教学内容本课程主要由以下内容组成第一章绪论.基本概念⏹知识要点:材料力学的任务,变形固体的概念及假设,截面法,内力和应力、变形和应变的概念。
第二章轴向拉伸和压缩⏹知识要点:拉、压杆件的内力、应力、变形,胡克定律,材料的力学性质,拉、压杆件的强度、刚度计算,应力集中概念。
第三章扭转⏹知识要点:圆轴扭转的内力、应力、变形,剪切胡克定律,切应力互等定律,截面几何性质,圆轴的强度、刚度计算。
第四章弯曲内力⏹知识要点:剪力、弯矩,剪力方程、弯矩方程,剪力图、弯矩图,剪力、弯矩与荷载集度的微分关系。
第五章弯曲应力⏹知识要点:梁横截面上的正应力、切应力,梁的强度计算。
第六章弯曲变形⏹知识要点:挠度和转角,挠曲线近似微分方程,用积分法、、叠加法计算梁的变形,刚度计算,简单超静定梁。
第七章应力状态和应变状态分析⏹知识要点:平面应力状态分析,应力圆,广义胡克定律。
第八章强度理论⏹知识要点:强度理论的概念,常用的强度理论,强度理论的应用。
材料力学A教学大纲
材料力学A教学大纲《材料力学A》教学大纲英文名称:Material Mechanics 课程编号:191990030 课程类别:公共课课程性质:必修课学分:学分学时:72学时适用专业:机械设计制造及自动化本科专业开课部门:土木工程与建筑学院一、本课程教学目的和课程性质本课程是为机械设计制造及自动化专业本科生开设的必修课。
材料力学是一门技术基础课程,是基础理论课过渡到设计课程的专业基础课。
主要通过材料力学的学习,要求学生初步了解材料的机械性能,熟悉材料力学实验的基本知识和操作技能,掌握等直杆件的强度、刚度的计算等,了解受压构件的稳定性,能运用强度、刚度及稳定性条件对杆件进行校核、截面设计及载荷确定等简单计算工作,为结构力学、混凝土结构、钢结构等后续课程的学习打下坚实的基础。
二、本课程与相关课程的关系本课程需先修《高等数学》《物理》《理论力学》。
该课程主要针对工科类相关专业。
三、课程的主要内容及基本要求第一单元绪论[知识点] 材料力学的任务及研究对象;变形固体及基本假设;内力及截面法;应力,应变的概念;杆件变形的基本形式[重点] 变形固体及基本假设;内力及截面法;应力和应变的概念[难点] 内力,应力和应变的概念[基本要求]1、识记:材料力学研究的内容2、领会:变形固体基本假设;内力,应力和应变的概念3、简单应用:工程实例中的构件变形属于何种基本变形;工程构件失效的 1 形式4、综合应用:应用截面法对杆件内力求解第二单元拉伸、压缩与剪切[知识点] 轴向拉伸和压缩时横截面上的内力及应力;轴向拉伸及压缩的强度计算,许用应力,安全系数;轴向拉伸及压缩时斜截面上的应力;材料拉伸时的力学性能;材料压缩时的力学性能;轴向拉伸及压缩时的变形;剪切和挤压的实用计算[重点] 轴向拉压内力及应力;轴向拉压强度计算;轴向拉压变形计算[难点] 轴向拉压变形计算;轴向拉压强度计算[基本要求] 1、识记:内力,应力,变形的基本概念;应力集中的概念;材料拉伸时的机械性质;2、领会:内力及应力的求解;轴向拉压强度条件;连接件剪切与挤压3、简单应用:利用截面法求解内力;应力公式的应用;变形计算4、综合应用:利用强度条件求解各类强度问题;根据变形公式计算杆系结构结点位移第三单元扭转[知识点] 扭转的概念;外力偶矩的计算;扭矩及扭矩图;圆轴扭转的应力及扭转强度计算;圆轴扭转的变形及刚度计算;圆柱形密圈螺旋弹簧的计算[重点] 扭矩计算;扭矩图绘制;扭转应力及强度计算;扭转变形及刚度计算[难点] 圆轴扭转的应力及强度计算;圆轴扭转变形及刚度计算[基本要求] 1、识记:扭转的概念;扭转应力和扭转变形的概念;外力偶矩计算;2、领会:扭转杆件横截面上切应力的计算;切应力的分布规律;切应力互等定理3、简单应用:扭矩计算;扭矩图绘制;扭转切应力计算;扭转变形计算4、综合应用:扭转强度和刚度计算第四单元弯曲内力[知识点] 2 弯曲概念;剪力和弯矩;剪力图和弯矩图;载荷集度、剪力和弯矩之间的微分关系;根据微分关系作剪力图和弯矩图[重点] 剪力和弯矩计算;剪力图和弯矩图;载荷集度、剪力和弯矩之间的微分关系;根据微分关系作剪力图和弯矩图[难点] 载荷集度、剪力和弯矩之间的微分关系;根据微分关系剪力图和弯矩图[基本要求] 1、识记:弯曲的概念;静定梁的基本形式;2、领会:剪力和弯矩;剪力图和弯矩图,剪力方程和弯矩方程3、简单应用:用截面法求剪力和弯矩;简单载荷作用下剪力图和弯矩图;4、综合应用:利用微分关系作剪力图和弯矩图第五单元弯曲应力[知识点] 纯弯曲的概念;截面几何性质;纯弯曲时梁横截面上的应力;横力弯曲时梁横截面上的正应力;梁弯曲剪应力;梁弯曲的强度条件及强度计算;提高弯曲强度的措施[重点] 梁弯曲横截面上的正应力及分布规律;梁弯曲横截面上切应力及分布规律;梁弯曲强度计算[难点] 梁弯曲横截面上切应力及分布规律;梁弯曲强度计算[基本要求] 1、识记:截面几何性质;纯弯曲概念;提高弯曲强度的措施2、领会:梁横截面上的正应力及强度条件;梁横截面上的切应力及强度条件3、简单应用:计算梁横截面上的正应力及切应力;分析弯曲变形梁横截面上的应力分布规律4、综合应用:计算梁强度问题第六单元弯曲变形[知识点] 弯曲变形基本概念;挠度曲线近似微分方程;积分法求解梁的弯曲变形;叠加法求梁的弯曲变形;梁刚度计算;提高梁弯曲刚度的措施[重点] 3 挠曲线近似微分关系;积分法求梁的弯曲变形;积分常数的确定;叠加法求梁的弯曲变形;梁的刚度条件[难点] 积分法求梁的弯曲变形;梁弯曲刚度计算[基本要求] 1、识记:弯曲变形相关概念;提高梁弯曲刚度的主要措施2、领会:挠度和转角的关系;挠曲线近似微分方程;积分常数的确定3、简单应用:利用位移边界条件及连续光滑条件确定积分常数4、综合应用:积分法求梁的弯曲变形;弯曲刚度计算第七单元应力和应变分析[知识点] 应力状态相关概念;二向应力状态实例;平面应力状态分析——解析法;平面应力状态分析——图解法;三向应力状态的概念;广义胡克定理;强度理论的概念;常用的四种强度理论[重点] 应力状态的概念;平面应力状态分析的解析法和图解法;四种常用强度理论[难点] 平面应力状态分析的解析法;广义胡克定理;四种常用强度理论[基本要求] 1、识记:应力状态的概念;三向应力状态的概念;强度理论的概念2、领会:平面应力状态解析法求解;常用的四种强度理论;3、简单应用:四种常见强度理论的应用4、综合应用:解析法和图解法求解平面应力状态问题第八单元组合变形[知识点] 组合变形的概念;斜弯曲;拉与弯组合变形;弯扭组合变形[重点] 轴向拉与弯曲组合;扭转与弯曲组合[难点] 轴向拉与弯曲组合;扭转与弯曲组合[基本要求] 1、识记:组合变形的概念4 2、领会:组合变形的分析方法3、简单应用:斜弯曲,轴向拉与弯曲组合4、综合运用:扭转与弯曲组合,拉弯扭组合第九单元压杆稳定[知识点] 压杆稳定的概念;细长压杆的临界压力;欧拉公式的应用;压杆稳定校核;提高压杆稳定性的措施[重点] 压杆临界压力;欧拉公式应用;压杆稳定校核[难点] 欧拉公式应用;压杆稳定校核[基本要求] 1、识记:压杆稳定相关的概念;提高压杆稳定性的措施2、领会:压杆的临界压力, 欧拉公式适用范围;临界应力总图3、简单应用:细长压杆临界载荷的欧拉公式的应用4、综合运用:压杆稳定校核计算[学时分配] 知识单元第一单元绪论第二单元拉伸、压缩与剪切第三单元扭转第四单元弯曲内力第五单元弯曲应力第六单元弯曲变形第七单元应力和应变分析,强度理论第八单元组合变形第九单元压杆稳定合计理论学时4 12 8 8 8 8 8 8 8 72 四、教学方法与手段1、启发式教育,加强学生理论与实际相结合的能力,培养学生分析和解决问题的能力2、注重归纳比较,引导学生科学思维3、通过习题训练,加强学生能力培养4、采用多种教学手段,加深理解和记忆。
材料力学A教学大纲
材料力学A教学大纲一、课程概述《材料力学A》是材料科学与工程专业的一门基础课程,主要介绍材料的力学性质、应力应变关系、变形和破坏等内容。
通过本课程的学习,学生将掌握材料力学的基本理论和方法,为进一步研究材料的性能和力学行为奠定基础。
二、教学目标1.理解材料的内力、应力、应变和变形的基本概念和原理;2.掌握应力应变关系的数学表达和计算方法;3.能够分析和解决各种应力状态下的力学问题;4.了解材料的破坏机理和断裂行为。
三、教学内容1.引力与应力研究物体受到外力时的力学响应,理解内力、应力和压力的概念,介绍应力的应变状态;研究普通应力与垂直应力之间的关系,掌握轴向应力的计算方法。
2.应变与变形介绍应变的概念及应力与应变之间的关系,学习不同方向应变的计算方法;研究线性应力-应变关系,探究应变能的计算和材料的弹性变形行为。
3.弯曲与剪切研究梁的弯曲和剪切行为,掌握应力与弯曲曲率之间的关系;学习弯曲变形的数学表达和计算方法,了解不同形状截面的弯曲性能。
4.破坏与断裂介绍断裂的基本概念和破坏机理,讲解不同类型的破坏模式;分析与设计材料的破坏强度,学习断裂韧性的计算与评估方法。
四、教学方法1.理论授课:通过讲授基本概念和理论知识,建立学生对材料力学基础的理解。
2.实验演示:通过实验演示展示材料的应力应变关系和变形行为,帮助学生更好地理解课程内容。
3.课堂讨论:进行案例分析和问题讨论,鼓励学生积极参与课堂互动,提高问题解决能力。
4.课外作业:布置课外作业,加强学生对所学知识的巩固和应用。
五、教材六、考核方式1.平时成绩:包括课堂表现、作业完成情况和参与度等评价指标,占40%权重。
2.期中考试:考察学生对课程内容的理解和应用能力,占30%权重。
3.期末考试:全面评价学生对课程的掌握程度和综合能力,占30%权重。
4.课程设计:组织学生进行小型科研项目或工程实践,综合考察学生的创新能力和团队协作能力。
七、教学资源1.实验室:提供材料力学实验场地和设备,支持教学实践活动。
《材料力学A》教学大纲
《材料力学A》教学大纲一、课程基本信息开课单位机械与运载工程学院课程代码ME04004课程名称材料力学A 英文名称MECHANICS OFMATERICALS A 课程性质学科基础必修课学分 4总学时96先修课程高等数学开课学期2013-2014-2 适应专业机自、热能二、课程描述中文:这是一门针对工科学生开设的专业平台课,该门课程主要讲授固体材料及其制成构件承受各种荷载时的强度、刚度和稳定性等力学性能。
该课程是航空航天、机械工程、土木工程和材料工程等专业的一门重要专业基础课程,是相关专业的学生学习后续课程、掌握土木和机械工程设计技术所必备的理论基础,也是相关专业硕士研究生入学考试指定的考试科目之一。
通过《材料力学》课程的学习,学生能够掌握杆件的强度、刚度和稳定性问题的基本概念、基础知识和一定的分析能力,能够具有比较熟练的计算能力和一定的实验能力。
英文:This is an important professional basic course for majors of engineering, such as aerospace, mechanical engineering, civil engineering and materials engineering, introducing the strength, stiffness and stability of solid materials and their components subjected to various loads. As one of the subjects for Graduate Entrance Examination, this course is a necessary theoretical basis for the professional follow-up course for students learning to civil engineering and mechanical engineering technology. The main contents of this course are the basic concepts, approaches and knowledge of strength, stiffness and stability of solid materials and their components. The study of this course develops the basic analysis capability, computing power and capacity ofa certain experiment.三、课程内容(一)课程教学目标学生通过材料力学的学习,对构件的强度、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,一定的分析能力和初步的实践能力。
《材料力学》课程教学大纲
《材料力学》课程教学大纲《材料力学》课程教学大纲二、课程简介材料力学课程是一门用以培养学生在工程检验与设计中有关力学方面设计与计算能力的技术基础课,本课程主要研究工程结构中构件的承载能力问题。
通过材料力学的学习,能够对构件的强度、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,一定的分析能力和初步的实践能力。
材料力学课程是高等工科院校中土木工程专业一门主干专业课程。
在教学过程中要综合运用先修课程中所学到的有关知识与技能,结合各种实践教学环节,进行土木工程毕业生所需的基本训练,为学生进一步学习有关后续专业课程和有目的从事工程检验与设计工作打下基础。
因此材料力学课程在土木工程专业的教学计划中占有重要的地位和作用。
三、课程目标材料力学是由基础理论课过度到专业课程的技术基础课。
通过该课程的学习,要求学生对杆件的强度、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、一定的分析能力和初步的实验能力。
四、教学内容及要求第一章绪论及基本概念(2课时)内容: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;应力的概念;线应变和剪应变;杆件变形的基本形式。
重点讲解:内力、应力和应变的概念和胡克定律。
介绍本课程重点内容及学习方法。
第二章轴向拉伸与压缩(6课时)内容:轴向拉伸和压缩的基本概念和实例;截面法、轴力和轴力图;直杆横截面和斜截面上的应力,最大剪切应力;低碳钢和铸铁的拉伸试验及拉伸时材料的力学性质;低碳钢和铸铁的压缩试验及压缩时材料的力学性质;许用应力,强度条件;圣维南原理;轴向拉伸和压缩时的变形;应变能、比能;应力集中的概念。
重点讲解轴向拉(压)杆内力、应力以及强度计算的概念,截面法在求解拉(压)杆内力中的具体应用。
详细介绍材料在拉伸与压缩时的力学性能。
重点讲解轴向拉(压)杆的应变和变形计算公式。
对拉压应变能作一般性介绍。
对斜截面上的应力、应力集中的概念及连接部分的强度计算作一般性介绍。
《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》教学大纲
《材料力学》教学大纲(64学时)一. 课程的地位及其任务材料力学是一门由基础理论课过渡到专业课的技术基础课。
其任务是研究杆件在载荷作用下的强度、刚度和稳定性的问题,为工程有关零构件设计提供必要的基础知识和计算方法。
二.课程的基本要求(1)基本掌握将一般工程零部件或结构简化为力学简图的方法。
(2)牢固树立四种基本变形及组合变形的概念,熟练掌握直杆的受力分析。
(3)熟练掌握杆件在基本变形下的内力、应力、位移及应变的计算,并能应用强度.刚度条件进行计算。
(4)了解平面几何图形的性质,能计算简单图形的静矩、形心、惯性矩、惯性半径和圆截面的极惯性矩。
能用平行移轴公式求简单组合截面的惯性矩。
会应用型钢表。
(5)熟练掌握求解简单超静定问题的基本原理和方法,正确建立变形条件,掌握用变形比较法解轴向拉压超静定问题及简单超静定梁。
(6)掌握应力状态和强度理论,并能进行拉(压)弯、斜弯曲、弯扭组合变形下杆件的强度计算。
(7)掌握常用金属材料的力学性质及测定方法。
(8)理解剪切的概念,能进行剪切和挤压的实用计算。
(9)正确理解弹性稳定平衡的概念,确定压杆的临界载荷和临界应力,并进行压杆稳定性计算。
三.教学内容及学时分配1.绪论及基本概念(2学时)材料力学的任务及研究对象;变形固体的概念及基本假设;内力与截面法。
应力与应变的概念。
2.杆件的内力与内力图(10学时)轴向拉压杆的轴力及轴力图。
功率.转速与外力偶矩的关系。
扭转杆的扭矩及扭矩图。
梁的计算简图。
平面弯曲梁的剪力和弯矩。
弯矩方程和剪力方程。
剪力图和弯矩图。
弯矩、剪力与分布荷载集度间的关系及其应用;简易法作梁的内力图。
组合变形杆件的内力与内力图。
3.轴向拉压杆件的强度与变形计算(8学时)轴向拉压杆横截面和斜截面上的应力。
轴向拉压杆的纵向变形和横向变形计算。
拉(压)刚度。
弹性模量和泊松比。
胡克定律。
轴向拉压杆的强度条件和强度计算。
安全系数与许用应力。
简单拉压超静定问题。
材料力学课程教学大纲
材料力学课程教学大纲一、课程的性质和任务材料力学是一门技术基础课。
通过材料力学的学习,要求学生对杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念、必要的基础理论知识、比较熟练的计算能力、一定的分析能力和实验能力。
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、课程的基本内容第一章、绪论材料力学的任务,本课程的特点与应用、发展变形固体的基本假设,外力及其分类,内力、截面法和应力的概念,变形与应变,杆件变形的基本形式。
重点掌握截面法、内力、应力、位移、变形和应变的概念,建立材料力学分析问题的思想。
第二章、拉伸、压缩与剪切轴向拉伸与压缩的概念与实例,轴向拉伸或压缩时横截面上内力和应力,直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力,材料在拉伸时的力学性能,材料在压缩时的力学性能,温度和时间对材料力学性能的影响,失效、安全系数和强度计算,轴向拉伸或压缩时的变形,轴向拉伸或压缩时的变形能,拉伸、压缩静不定问题,温度应力和装配应力,应力集中的概念,剪切和挤压的实用计算。
掌握拉(压)杆的内力、应力、位移、变形和应变概念。
掌握单向拉压的胡克定律,掌握材料的拉、压力学性能,了解测试方法。
掌握强度条件的概念,会进行拉压强度和刚度计算。
建立应力集中的概念。
掌握剪切、挤压的概念和实用计算。
第三章、扭转扭转的概念和实例,外力偶矩的计算,扭矩和扭矩图,纯剪切,圆轴扭转时的应力,圆轴扭转时的变形,圆柱形密圈螺旋弹簧的应力和变形,非圆截面杆扭转的概念,薄壁杆件的自由扭转。
掌握纯剪概念,剪切胡克定律,切应力互等定理。
掌握轴的内力,圆轴扭转应力和变形,建立强度和刚度条件,会进行扭转强度和刚度的计算。
了解非圆截面杆扭转。
第四章、弯曲内力弯曲的概念和实例,受弯杆件的简化,剪力和弯矩,剪力方程和弯矩方程,剪力图和弯矩图,载荷集度、剪力和弯矩间的关系,平面曲杆的弯曲内力。
掌握平面弯曲内力,能够计算较复杂受载下的内力,列内力方程,利用载荷集度、剪力和弯矩间的关系画内力图。
《材料力学》理论课程教学大纲(定稿)
成都理工大学工程技术学院《材料力学》理论课程教学大纲自动化工程系机械工程教研室编2011年5月2日一、目的和任务1 目的和任务《材料力学》是机械工程类专业的一门重要的专业技术基础课,它以理论力学为基础,并未后续课程提供基本的力学知识。
通过本课程的学习,让学生对工程设计中有关构件的强度、刚度、稳定性等问题有了明确的概念,掌握了必要的基础理论,同时具有一定的计算能力,从而为后续课程和工程设计打下坚实的基础。
2 完成培养方案中哪项基本素质要求和业务培养要求材料力学是机械工程类专业学生的专业技术基础课,通过本课程的学习,使学生掌握力学的各种准则,为后续专业课程的学习提供必备的力学基础以及设计的准则。
二、课程学时分配表总体安排:理论教学28学时,实验教学28学时。
课程主要教学内容及学时分配分别见下表:三、课程教学内容和教学基本要求第一章绪论本章理论教学2学时,实验教学0学时,共2学时。
教学重点:建立构件的强度、刚度、稳定性等基本概念;变形固体的基本假设;弹性变形和塑性变形的概念;内力、截面法、应力、应变的概念。
教学难点:内力、截面法、应力、应变的概念。
主要教学内容及要求:1、了解课程的性质、任务和研究对象;2、建立变形固体概念,理解并牢记基本假设;3、了解材料弹性变形和塑性变形的基本特征;4、掌握材料力学的基本假设及小变形假设。
第二章轴向拉压应力与材料的力学性能本章理论教学10学时,实验教学4学时,共14学时。
教学重点:拉压杆的内力、内力图和应力的概念及计算;材料在拉伸和压缩时的力学性质;许用应力的概念和强度条件,强度方面的三类问题;教学难点:材料力学性质的实验测量及工程应用。
主要教学内容及要求:1、掌握杆件受拉或受压特点,熟练掌握用截面法求其轴力的方法及轴力图的绘制;2、了解平面假设及圣维南原理,要求能分析轴向拉伸或压缩时横截面的内力或应力,并会计算直杆轴向拉压时斜截面的应力;3、掌握碳钢或铸铁拉伸或压缩时的力学性能,熟练掌握σs(σ0.2) σb,δ和ψ等力学指标的力学意义及测试方法;4、熟练掌握σ计算,明确许用应力[σ]的概念,会建立构件拉伸或压缩的强度条件公式,理解安全系数。
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《材料力学A》课程教学大纲
一、课程说明
1、课程代码:0124016
2、课程名称:材料力学A/ Mechanics of Materials A
3、学时学分:80学时理论教学,16学时实验教学,5.5学分
4、适用专业:工程力学、理论及应用力学、土木工程、港海、水利等专业
5、开课学院:土木建筑学院
6、课程负责人:陈燕
二、课程地位
本课程是工程力学、理论及应用力学、土木工程、港海、水利等专业的重要专业基础课。
先修课程有《高等数学》和《理论力学》,后续课程有《结构力学》、《结构设计原理》和《弹性力学》等。
三、课程教材与参考资料
1、基本教材
孙训方编,《材料力学》(第5版),高等教育出版社,2009
2、教学参考资料
①范钦珊编,《工程力学教程》,高等教育出版社,1998
②龚志钰、李章政编,《材料力学》,科学出版社,1999
四、课程目的与任务
本课程目的是通过课堂讲授、课外作业和实验等教学环节使学生掌握材料力学的基本理论,熟悉强度、刚度及稳定性的计算方法,为完成各专业后续课程学习打下坚实的基础。
本课程任务是通过本课程学习,要求学生:
①了解材料的力学性能,并具有一定的实验分析能力。
②掌握各种基本变形的内力、变形的基本概念和分析方法。
③掌握应力分析、强度理论的基本概念和分析方法。
④掌握压杆稳定性的计算方法。
五、课程基本要求
1、了解材料力学的基本概念及材料的基本假设。
2、了解材料的力学性能,并具有一定的实验分析能力。
3、熟练掌握杆件的内力计算及内力图的绘制。
4、掌握各种基本变形形式下杆件的强度计算。
5、理解截面的几何性质,能正确计算截面的各种几何量。
6、理解变形、位移的计算和刚度计算。
7、理解应力状态分析及强度理论。
8、理解各种组合变形的分析方法。
9、掌握压杆的稳定性计算方法。
10、了解简单超静定结构的内力计算问题。
六、课程主要内容
1、绪论
材料力学的任务和研究对象,变形固体的性质及基本假设,杆件变形的基本形式及材料力学研究问题的方法。
2、轴向拉伸和压缩
截面法求轴力并熟练绘制轴力图,应力、正应力、切应力的基本概念,直杆横截面及斜截面上的应力计算,圣维南原理,一点应力状态的概念,拉(压)杆的变形计算,线应变,虎克定律,弹性模量,抗拉(压)刚度,拉(压)杆的变形能,应变能密度。
低碳钢的拉伸图,应力-应变图及其特征点:弹性极限、比例极限、屈服极限、强度极限,弹性变形,塑性变形,冷作硬化,延伸率,断面收缩率。
其它材料拉伸时的力学性质,规定非比例伸长应力。
压缩时材料的力学性质,压缩时的应力-应变图。
应力集中的概念。
安全系数、许用应力,拉、压杆的强度计算。
3、扭转
外力偶矩,扭矩和扭矩图,圆轴扭转时的应力和变形,极惯矩,抗扭截面模量,扭转刚度,纯剪切,切应变,剪切弹性模量,剪切虎克定律,切应力互等定理,E、G、 三个弹性常数之间的关系。
扭转变形的强度计算及刚度计算,纯剪时的最大正应力,扭转变形能,密圈螺旋弹簧,矩形截面杆自由扭转。
4、截面的几何性质
静矩、惯性积、惯性半径的计算,惯性矩的计算方法及平行移轴公式,主惯性轴与主惯性矩,形心主惯性轴与形心主惯性矩等概念,转轴公式。
5、弯曲应力
平面弯曲的概念及梁的计算简图,剪力和弯矩的求解及其方程的建立,梁的剪力图和弯矩图,弯矩、剪力和荷载集度间的关系,叠加法作弯矩图。
纯弯曲时横截面上正应力的计算,抗弯截面模量,弯曲刚度,横力弯曲的正应力计算,梁的正应力的强度计算,弯曲切应力强度计算,梁的合理截面,等强度梁。
6、梁弯曲时的位移
梁的挠曲线近似微分方程,积分法求梁的变形,用叠加法求梁的转角和挠度及梁的刚度校核,提高梁刚度的措施,变截面梁的变形,弯曲变形能。
7、简单超静定问题
简单超静定问题求解方法。
8、应力状态和强度理论
应力状态的概念,主应力及主平面的概念,平面应力分析的数解法和图解法,空间应力状态及三向应力圆,最大切应力的求解及广义虎克定律,体积应变,弹性应变能密度,体积改变能密度及形状改变能密度,平面应力状态的应变分析。
有关强度理论的基本概念,最大拉应力理论,最大伸长线应变理论,最大切应力理论,形状改变能密度理论,莫尔强度理论,各种强度理论的适用范围及其应用。
9、组合变形及连接部分的计算
组合变形的概念及实例,斜弯曲、拉(压)与弯曲组合、偏心压缩(或拉伸)、弯扭组合等组合变形的计算,截面核心的概念及其求解。
剪切和挤压的实用计算。
10、压杆稳定
稳定的概念,细长压杆临界力的欧拉公式,杆端不同约束对临界力的影响及长度系数,欧拉公式的适用范围,超过比例极限时压杆的临界应力及临界应力总图,
压杆的稳定计算,提高压杆稳定性的措施。
11、材料力学实验
①金属材料的拉伸实验2学时
②金属材料的弹性模量E测定1学时
③金属材料的压缩实验1学时
④金属材料的扭转破坏实验1学时
⑤金属材料的剪切弹性模量G测定1学时
⑥电阻应变片粘贴技术2学时
⑦电阻应变仪接桥练习和电阻应变仪的操作练习 2学时
⑧纯弯曲梁正应力实验 2学时
⑨薄壁圆筒的组合变形实验 2学时
⑩用电测法测量材料的弹性模量E和泊松比μ 2学时七、课程学时计划
闭卷笔试占70%,实验占10%,平时成绩占20%。
大纲制定者:陈燕,韩勇,杨庆国大纲审定者:陈世民
编制时间:2011年10月18日。