土木工程专业材料力学教学大纲

《材料力学》教学大纲

课程名称: 材料力学

英文名称：mechanics of materials

学分: 6学分

总学时: 56学时，其中理论学时48，实验学时8学时

适用专业: 土木工程

先修课程: 高等数学、大学物理、理论力学

执笔人:

审订人:

一、课程的性质、地位和任务

《材料力学》是工科大学一门重要的专业主干课。材料力学在工程专业培养过程中处于由学习基础理论过渡到工程专业设计课程的地位，构筑作为工程技术根基的知识结构；通过这门课程的学习要求培养学生对工程设计中构件的有关强度、刚度以及稳定性等问题有必要的基础知识、明确的基本概念，具有较熟练的计算能力和一定的实验能力。材料力学是变形固体力学入门的专业基础课。发挥其他课程不可替代的综合素质教育作用。并为学生后继课程学习、以及从事工程技术工作打下坚实的力学基础。

二、课程教学的基本要求

通过材料力学课程的学习，使学生达到下列要求：

1.熟练掌握材料力学的基本概念和基本分析方法，培养分析问题、自学查阅、解决问题的能力。

2.掌握将一般零部件和结构构件简化为力学简图的初步能力。

3.熟练掌握杆件基本变形(拉或压、剪切、扭转、弯曲)下的内力分析，并作出相应的内力图

4.熟练掌握构件的各种基本变形形式下的应力和位移、强度和刚度的理论计算方法。掌握运用强度、刚度和稳定性条件对构件进行校核验算的方法。

5.掌握简单超静定问题的求解方法

6.理解应力状态理论和组合变形杆件的强度计算。

7.了解压杆的稳定性概念，会计算细长受压杆的临界力与临界应力。

8.了解常用材料如低碳钢和灰口铸铁的基本性能及其测试方法。

三、教学学时数安排

四、理论教学内容与学时分配

第1章绪论4学时教学目的和要求：了解材料力学任务和研究对象、同相关学科的关系，杆件的变形形式，变形固体的基本假设。

重点：杆件的四种基本变形形式

难点：杆件的四种基本变形形式

第一节材料力学的任务 0.5学时第二节材料力学的基本假设 0.5学时

第三节内力及截面法 1学时第四节内力的集度-应力 1学时第五节杆件变形的基本形式 1学时第二章轴向拉伸和压缩8学时教学目的和要求：理解轴向拉伸和压缩的概念. 掌握轴力的计算和轴力图. 了解圣维南原理，应力集中的概念. 掌握拉压杆的变形, 弹性模量，胡克定律, 泊松比,拉压杆的强度校核,铸铁在拉伸压缩时的力学性能及其它材料的力学性能

重点：轴力的计算和轴力图, 拉压杆的变形计算, 拉压杆的强度校核, 铸铁在拉伸压缩时的力学性能及其它材料的力学性能

难点：轴力的计算和轴力图, 拉压杆的变形计算, 拉压杆的强度校核。(拉压杆的强度条件，安全系数，许用应力的确定。)

第一节拉伸与压缩变形的概念及工程实例 0.5学时第二节轴向拉伸与压缩时横截面的内力 1.5学时第三节轴向拉伸和压缩时的应力及强度条件 2学时第四节轴向拉伸和压缩时的变形及刚度条件 2学时第五节材料的力学性能安全系数和许用应力

1.低碳钢拉伸时的力学性能 1学时

2.其他材料拉伸时的力学性能 0.5学时

3.材料压缩是时的力学性能 0.5学时

第三章剪切2学时教学目的和要求：掌握剪切与挤压的概念和实用计算。掌握剪切、挤压强度条件

重点：剪切与挤压的实用计算,剪切、挤压强度条件

难点：剪切与挤压的实用计算,剪切、挤压强度条件

第一节剪切变形的概念及工程实例 0.5学时第二节切应力的常用性质 0.5学时第三节剪切与挤压的实用计算 1学时

第四章扭转6学时教学目的和要求：掌握扭矩的计算及扭矩图,剪切胡克定律。理解剪应力互等定理。掌握圆截面轴扭转时内力、应力和变形计算以及扭转强度条件和刚度条件。

重点：扭矩的计算及扭矩图,圆截面轴扭转时内力、应力和变形计算以及扭转强度条件

和刚度条件。

难点：扭矩图, 轴扭转时内力、应力和变形计算以及扭转强度条件和刚度条件。

第一节扭转变形的概念及工程实例 0.5 学时第二节杆受扭转时的内力计算 1.5学时

1.外加扭转力偶矩与功率、转速之间的关系

2.截面法确定圆轴横截面上的扭矩

3.扭矩的正负号规则

4.扭矩图

第三节圆轴扭转时横截面上的应力及强度条件 2学时第四节圆轴扭转时的变形和刚度计算 2学时

第五章弯曲内力 8学时教学目的和要求：了解梁的弯曲内力；掌握剪力方程，弯矩方程,剪力图、弯矩图，会利用微分关系画梁的剪力图和弯矩图。

重点：剪力方程弯矩方程剪力图、弯矩图弯曲强度条件挠曲线微分方程

难点：剪力图、弯矩图

第一节弯曲变形的概念和工程实例 1学时第二节梁的计算简图及分类 1学时第三节剪力方程与弯矩方程、剪力和弯矩图 2学时第四节剪力、弯矩和分布载荷集度间的关系 2学时第五节按叠加原理作弯矩图 2学时

第六章弯曲应力4学时教学目的和要求：了解对称截面梁的弯曲正应力。掌握弯曲强度条件，提高梁弯曲强度的措施。

重点：弯曲强度条件

难点：斜弯曲的应力计算

第一节弯曲正应力及强度条件 3学时第四节提高梁抗弯强度的措施 1学时

第六章弯曲变形6学时教学目的和要求：掌握挠曲线微分方程，会用积分法和叠加法计算梁的位移；会进行梁的刚度校核，掌握提高梁弯曲刚度的措施。

重点：梁的刚度校核

难点：叠加法确定梁的挠度与转角

第一节梁变形时的挠度和转角 2学时

第二节积分法计算梁的变形 2学时

1.梁的挠度曲线微分方程

2.积分法计算梁的变形

第三节叠加法确定梁的变形、刚度条件 2学时

1.叠加法应用于多个载荷作用的情形

2.叠加法应用于间断性分布载荷作用的情形