(完整word版)材料力学课程描述

材料力学课程描述

学时：88

学分：5.5

课程性质：

材料力学是变形固体力学入门的学科基础课，用以培养学生在工程设计中有关力学方面的设计计算能力，本课程主要研究工程结构中构件的承载能力问题，通过揭示构件的强度、刚度和稳定性问题的基本概念及必要的基础知识，培养学生解决问题的能力；以理论分析为基础，培养学生的实验动手能力；发挥其它课程不可替代的综合素质教育作用。

课程任务：其主要任务是培养学生：

1.树立正确的设计思想，理论联系实际，解决好经济与安全的矛盾，具备创新精；

2.全面系统地了解构件的受力变形、破坏的规律；

3.掌握有关构件设计计算的基本概念、基本理论、基本方法及其在工程的应用；

4.能将一般构件抽象出力学简图，进行外力分析、内力分析、应力分析、应变分析

、应力和应变分析；

5.掌握材料的力学性能的原理和方法，具有进行实验研究的初步能力；

6.在满足强度、刚度、稳定性的前提下，以最经济的代价，为构件选择合适的形状

设计合理的界面形状和尺寸，为设计提供计算依据；

7.了解材料力学的新理论，新方法及发展趋向；

课程目的：

材料力学课程是高等工科院校中机械类专业一门主干课程，是机械类硕士研究生入学考试的一门专业基础课。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，进行机械工程技术人员所需的基本训练，为学生进一步学习有关专业课程和有目的从事机械设计工作打下基础，因此材料力学课程机械类专业的教学计划中占有重要的地位和作用。

二、教学基本要求：

( 一 ) 课程的基本要求及提高要求：

基本要求：

1.对材料力学的基本概念和基本分析方法有明确的认识。

2.能熟练地做出杆件在基本变形下的内力图，进行应力和位移、强度和刚度计算。

3.掌握应力状态理论，掌握组合变形下杆件的强度计算。

4.掌握简单静不定问题的求解方法。

5.了解能量法的基本原理，掌握一种计算位移的能量方法。

6.了解压杆的稳定性概念，会计算轴向受压杆的临界力与临界应力。

7.了解低碳钢和灰口铁的基本力学性能及其测试方法。

8.掌握电测实验应力分析的基本原理和方法。

提高要求：

1.薄壁杆件扭转，弯曲中心，莫尔强度理论；

2.功互等定理、位移互等定理和虚功原理；

3.拉压杆的弹塑性分析；

4. 综合性、设计性实验。

( 二 ) 实验要求：

材料力学课程是一门实践性，设计性很强的技术基础课，实验教学是培养学生创新精神和实践能力的重要教学环节。共安排 6 次实验。

1. 低碳钢和铸铁的拉伸实验（ 2 学时）；

2. 低碳钢和铸铁的压缩实验，测 E 实验（ 2 学时）；

3. 低碳钢和铸铁的扭转实验，测 G 实验（ 2 学时）；

4. 电测实验 I （ 2 学时）；

5. 电测实验 II （ 2 学时）；

6. 光测实验，冲击，疲劳，动荷实验（ 2 学时）。

以上实验共计 12 学时，课内占 8 学时，课外占 4 学时。力学实验中心为开放实验室，开课后要预约实验。材料力学实验有《材料力学实验指导书》，要求学生上实验课之前要预习《材料力学实验指导书》，并写出预习报告。

实验时每组人数 2 —3 人，每位任课教师要指导一个实验教学班的实验。实验报告要用学校统一印制的实验报告用纸，教师要认真批阅每份实验报告，评出成绩并做好记录。

三、各章节内容及学时分配：

第一章绪论

教学目的与要求

1. 了解构件的强度、刚度和稳定性的概念。

2. 明确材料力学的课程的地位和任务。

3. 理解变形固体的基本假设、条件及其意义。

4. 明确内力的概念初步掌握用截面法计算内力的方法。

5. 建立正应力、切应力、线应变、切应变的基本概念。

6. 了解杆件四种基本变形的受力的特点和变形特点。

教学内容

材料力学的任务、同相关学科的关系，变形固体的基本假设、主要研究对象、研究方法、截面法、内力、应力、和应变的概念，基本变形。

第二章轴向拉伸和压缩

教学目的与要求

1. 了解轴向拉、压的受力特点和变形特点。

2. 熟练掌握轴力计算和轴力图的绘制方法。

3. 了解轴向拉、压时横截面上正应力公式的推倒过程和应用条件。

4. 了解轴向拉、压时斜截面上应力变化规律 , 特别是最大正应力和最大切应变的大小和作用面

5. 掌握轴向拉、压时 , 塑性和脆性材料的力学性质 , 并能分析解释其破坏原因。

6. 掌握工作应力、极限应力许用应力与安全系数的概念。

7. 熟练掌握轴向拉压杆的强度条件和三种强度问题的计算方法。

8. 明确弹性模量 E 波松比μ和抗拉、压刚度 EA 的物理意义 , 熟练运用胡克定律计算拉压

杆变形。

9. 建立轴向拉、压时弹性变形能的概念和计算方法。

10. 熟练掌握一次拉、压静不定的解法 ( 包括温度应变和装配应力 ) 。

11. 了解应力集中的概念。

教学内容

轴力与轴力图，直杆横截面及斜截面的应力，圣维南原理，应力集中的概念。材料拉伸及压缩时的力学性能，应力 - 应变曲线。拉压杆强度条件，安全因数及许用应力的确定。

第三章扭转和剪切

教学目的与要求

1. 了解圆轴扭转时的受力特点和变形特点。

2. 能够根据轴的传递功率和转速计算外力偶矩。

3. 熟练掌握扭矩的符号规定和扭矩图的绘制。

4. 掌握切应力互等定理和剪切胡克定律。

5. 了解圆轴扭转时横截面上的切应力和扭转变形公式的推导过程和应力分部规律。

6. 了解圆轴扭转时斜截面上的应力变化规律 , 特别是最大正应力和最大切应力的大小和作用面。

7. 了解塑性和脆性材料的扭转实验。

8. 熟练掌握圆轴扭转时变形和刚度条件。

9. 熟练掌握建立轴向拉、压时弹性变形能的概念和计算方法。

10. 掌握剪切和挤压的实用计算。

11. 了解非圆截面杆和薄壁杆件的扭转。

教学内容