材料力学(本科)教学大纲

材料力学(本科)教学大纲

课程编号：

课程类型：专业基础课

课程教学：讲授

适用专业：土木工程及相关专业

授课总学时：90学时（5学分）

一、课程的性质、作用和任务

材料力学是一门技术基础课。通过本门课程的学习，要求学生对杆件的受力分析、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，初步的力学建模及对简化模型近似性评估的能力，一定的定性与定量分析能力和初步的实验能力。它的任务是在保证构件既安全适用又经济的前提下，为构件选择合适的材料，确定合理的的截面形状和尺寸，提供必要的计算方法和实验技术。它为学生学习结构力学、弹性力学等后继课程奠定基础，把它应用于工程，即可对杆类构件或零件进行强度、刚度和稳定性设计。

二、课程内容、基本要求及学时分配（总学时90）

第一部分绪论

讲授2 学时。

1、基本内容

材料力学的任务，变形固体的概念及其基本假设，外力，截面法，内力和应变的概念，位移和应变的概念，杆件变形的基本形式。

2、基本要求

1）理解外力、内力、应变等基本概念。

2）熟练掌握杆件变形的基本形式。

3、重点

力的基本概念及杆件变形的几种基本形式。

第二部分拉伸和压缩

讲授6 学时，习题课2 学时，试验2学时，共10学时。

1、基本内容

轴向拉、压概念，轴向拉压时横截面上的内力和应力，斜截面上的应力；许用应力及强度条件；轴向拉、压时的变形；

2、基本要求

1）了解许用应力及强度条件的概念。

2）掌握轴向拉压时横截面上的内力和应力，斜截面上的应力；虎克定律的应用条件。

3）掌握低碳钢的拉伸试验及其试验特点。

4）熟练掌握应力集中，安全系数等基本概念。

3、重点

轴向拉压时横截面上的内力和应力，斜截面上的应力。

第三部分剪切

讲授2学时。

1、基本内容

剪切的概念，纯剪切，剪应力互等定理，剪切虎克定律，剪切弹性模量。

2、基本要求

1）了解剪切的概念。

2）掌握纯剪切状态的受力特性，剪应力互等定理。

4）理解胡克定律的应用条件及适用范围。

3、重点

纯剪切状态的受力特性，剪应力互等定理。

第四部分扭转

讲授4 学时，习题课2 学时，试验2学时，共8 学时。

1、基本内容

扭转的概念，外力偶矩的计算，扭矩和扭矩图；圆轴扭转时的应力和变形，强度和刚度条件；抗扭刚度，极惯性矩，抗扭截面模量。

2、基本要求

1）理解扭转的概念。

2）会计算外力偶矩，扭矩和扭矩图；圆轴扭转时的应力和变形。

3）熟练掌握强度和刚度的校核计算。

4）了解抗扭刚度，极惯性矩，抗扭截面模量。

3、重点

扭矩和扭矩图；圆轴扭转时的应力和变形。

第五部分平面图形的几何性质

讲授2学时，习题课0 学时，共2 学时。

1、基本内容

静矩，轴惯性矩，惯性积和惯性半径；平行移轴公式；转轴公式；组合图形的惯性矩和惯性积的计算；主形心轴和形心惯性矩。

2、基本要求

1）了解组合图形的惯性矩和惯性积的计算。

2）会求静矩，轴惯性矩，惯性积和惯性半径；平行移轴公式；转轴公式。

3、重点

静矩，轴惯性矩，惯性积和惯性半径；平行移轴公式；转轴公式。

第六部分弯曲

讲课12学时，习题4学时，实验2学时。共18学时。

1、基本内容

弯曲内力平面弯曲概念，梁的计算简图；剪力和弯矩，剪力图和弯矩图，q、Q、M间的积分关系及应用，弯曲应力纯弯曲时的正应力公式，抗弯刚度；抗弯截面模量，弯曲变形梁的变形和位移，挠度和转角；梁的挠曲线近似微分方程；用积分法求梁的挠度和转角。

2、基本要求

1）理解弯曲内力、平面弯曲、弯曲应力、抗弯刚度、抗弯截面模量的概念，。

2）掌握梁的计算简图；剪力和弯矩，剪力图和弯矩图，q、Q、M间的积分关系及应用，弯曲应力纯弯曲时的正应力公式。

3）了解弯曲变形梁的变形和位移，挠度和转角；梁的挠曲线近似微分方程。

4）了解积分法求梁的挠度和转角。

3、重点

剪力图和弯矩图。

第七部分应力、应变分析基础

讲授2 学时，习题课0学时，共2 学时。

1、基本内容

应力状态，主应力和主平面，最大剪应力；广义虎克定律，二向应力状态下的应力分析——解析法和图解法。

2、基本要求

1）理解应力状态，主应力和主平面，最大剪应力的概念。

2）了解广义虎克定律。

3）了解二向应力状态下的应力分析——解析法和图解法。

3、重点

应力状态，主应力和主平面，最大剪应力的概念。

第八部分强度理论

讲授2学时，习题课2学时，共4学时。

1、基本内容

强度理论的概念；破坏形式分析；脆性断裂和塑性流动；四个常用强度理论，相当应力概念；莫尔强度理论介绍。

2、基本要求

1）理解强度理论的概念，破坏形式分析；脆性断裂和塑性流动，掌握四个常用强度理

论。

2）掌握相当应力的概念。

3）了解莫尔强度理论。

第九部分组合变形下的强度计算

讲授4学时，习题课2学时，共6学时。

1、基本内容

组合变形的概念，斜弯时的应力和强度计算，拉（压）弯组合时应力和强度计算；弯扭组合时应力和强度计算。

2、基本要求

1）理解组合变形的概念。

2）掌握拉（压）弯组合时应力和强度计算。

3）了解斜弯时的应力和强度计算，弯扭组合时应力和强度计算。

3、重点

拉（压）弯组合时应力和强度计算。

第十部分能量法

讲授4学时，习题课0学时，共4学时。

1、基本内容

虚功原理，单位载荷法，图乘法；功的互等定律和位移互等定理。

2、基本要求

1）理解虚功原理的概念。

2）掌握功的互等定律和位移互等定理。

3）了解单位载荷法，图乘法。

3、重点

虚功原理的概念，功的互等定律和位移互等定理。

第十一部分静不定系统

讲授4学时，习题课2学时，共6学时。

1、基本内容

静不定系统的概念，用力法解静不定梁，用力法正则方程解简单静不定问题。

2、基本要求

1）理解静不定系统的概念。

2）掌握用力法解静不定梁。

3）了解力法正则方程解简单静不定问题。

3、重点

静不定系统的概念，力法解静不定梁。