材料力学教案(全套)
材料力学教案
材料力学教案教案标题：材料力学教案教案目标：1. 理解材料力学的基本概念和原理。
2. 学习力学性能测试方法和实验技术。
3. 分析和解决材料力学问题。
教案步骤：步骤1：导入（5分钟）a. 引入材料力学的概念和重要性。
b. 激发学生对材料力学的学习兴趣。
步骤2：讲解基本概念（15分钟）a. 解释力学的基本原理和定义。
b. 介绍材料力学的相关概念，如力、应力、应变等。
c. 解释不同材料的力学性能和特征。
步骤3：示范实验（20分钟）a. 展示常见的材料力学实验仪器和装置。
b. 演示材料力学实验的步骤和操作技巧。
c. 强调实验安全和正确操作的重要性。
步骤4：实践练习（25分钟）a. 提供一些练习题，让学生应用所学知识解决问题。
b. 指导学生使用适当的公式和方法计算力学性能。
c. 鼓励学生分组合作，共同解决复杂问题。
步骤5：讨论和总结（10分钟）a. 引导学生讨论他们的解决方案和思路。
b. 提供反馈和建议，帮助学生改进解决问题的方法。
c. 总结本节课的重点和要点。
步骤6：作业布置（5分钟）a. 分发相关的阅读材料或作业题目。
b. 强调完成作业的重要性，并确定截止日期。
教案评估：1. 学生参与度：观察学生是否积极参与课堂活动和讨论。
2. 解决问题的能力：评估学生在练习和讨论中解决问题的能力。
3. 完成作业：评估学生是否按时完成作业，并分析其质量。
教学资源：1. 材料力学教材和参考书籍。
2. 材料力学实验仪器和装置。
3. 练习题和作业材料。
教学拓展：1. 引导学生进行小组研究项目，探索和应用材料力学的实际应用。
2. 组织学生参观相关的实验室或企业，了解材料力学的实际应用场景。
备注：以上教案是一个简化版本，可根据实际教学需要进行调整和补充。
32学时《材料力学》教案
目录
第1次课 (1)
第2次课 (4)
第3次课 (7)
第4次课 (9)
第5次课 (13)
第6次课 (16)
第7次课 (19)
第8次课 (22)
第9次课 (24)
第10次课 (27)
第11次课 (30)
第12次课 (33)
第13次课 (36)
第14次课 (39)
第15次课 (42)
第16次课 (45)
第1次课
第2次课
第3次课
第4次课
第5次课
第6次课
第7次课
第8次课
第9次课
第10次课
第11次课
第12次课
第13次课
第14次课
第15次课
第16次课
教学内容及要求：课程重难点分析、考试重难点分析、题型分析及考点分析、答疑。
要求学生按照重难点及考点进行复习。
教学重难点：教学重点是对课程重点及考试重点内容进行复习。
教学难点是弯曲内力、弯曲应力和弯曲变形的掌握以及重要知识点的理解。
教学组织：向学生说明考试的题型及分值分布情况，题型主要包含填空题、选择题、分析论述题、作图题和计算题等题型，其中填空题等客观题型主要考查学生对一些基本的概念及原理的理解和掌握情况，分析论述题、作图题和计算题主要考查学生对知识的掌握以及独立思考设计的能力。
课程思政：让学生理清重难点，制定好复习计划，培养学生分清主次关系，做事要有条有理、精益求精、自主学习和勇于进取的精神。
大学_材料力学教案
教学对象：大学本科一年级学生教学目标：1. 使学生掌握材料力学的基本概念、基本理论和基本方法；2. 培养学生运用材料力学知识解决实际工程问题的能力；3. 培养学生的创新思维和团队协作精神。
教学内容：1. 材料力学的基本概念和基本理论；2. 材料的力学性质；3. 拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲等基本变形；4. 强度、刚度和稳定性分析；5. 材料力学在工程中的应用。
教学重点：1. 材料的力学性质；2. 拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲等基本变形；3. 强度、刚度和稳定性分析。
教学难点：1. 材料力学基本理论的掌握；2. 复杂结构的强度、刚度和稳定性分析。
教学过程：一、导入1. 介绍材料力学的概念、研究内容和意义；2. 通过实际工程案例，引导学生思考材料力学在工程中的应用。
二、基本概念和基本理论1. 介绍材料力学的基本概念，如应力、应变、弹性模量等；2. 讲解材料力学的基本理论，如胡克定律、泊松比等。
三、材料的力学性质1. 介绍材料的力学性质，如强度、刚度、韧性等；2. 讲解材料力学性质的影响因素，如温度、湿度、载荷等。
四、基本变形1. 讲解拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲等基本变形的概念和计算方法；2. 通过实例分析，使学生掌握基本变形的计算方法。
五、强度、刚度和稳定性分析1. 介绍强度、刚度和稳定性的概念和计算方法；2. 讲解不同类型结构的强度、刚度和稳定性分析。
六、材料力学在工程中的应用1. 介绍材料力学在工程中的应用实例；2. 引导学生运用材料力学知识解决实际问题。
七、总结与作业1. 总结本节课的重点内容；2. 布置课后作业，巩固所学知识。
教学评价：1. 课堂表现：观察学生的课堂参与度、提问和回答问题的情况；2. 作业完成情况：检查学生的课后作业完成情况，了解学生对知识掌握的程度；3. 实验报告：检查学生的实验报告，了解学生在实验中的操作能力和数据分析能力。
教学资源：1. 教材：《材料力学》；2. 辅助教材：《材料力学实验》、《材料力学实例分析》；3. 课件、习题、实验指导等教学资料。
材料力学教案(全套)
第一章绪论一、教学目标和教学内容1、教学目标⑴了解材料力学的任务和研究内容；(2) 了解变形固体的基本假设；(3) 构件分类，知道材料力学主要研究等直杆；(4)具有截面法和应力、应变的概念。
2、教学内容(1) 构件的强度、刚度和稳定性概念，安全性和经济性，材料力学的任务；(2)变形固体的连续性、均匀性和各向同性假设，材料的弹性假设，小变形假设；(3)构件的形式，杆的概念，杆件变形的基本形式;(4)截面法，应力和应变。
二、重点与难点重点同教学内容，基本上无难点。
三、教学方式讲解，用多媒体显示工程图片资料，提出问题，引导学生思考，讨论。
四、建议学时1～2学时五、实施学时六、讲课提纲1、由结构与构件的工作条件引出构件的强度、刚度和稳定性问题。
强度：构件抵抗破坏的能力；刚度：构件抵抗变形的能力；稳定性：构件保持自身的平衡状态为。
2、安全性和经济性是一对矛盾，由此引出材料力学的任务。
3、引入变形固体基本假设的必要性和可能性连续性假设：材料连续地、不间断地充满了变形固体所占据的空间；均匀性假设：材料性质在变形固体内处处相同；各向同性假设：材料性质在各个方向都是相同的。
弹性假设：材料在弹性范围内工作。
所谓弹性，是指作用在构件上的荷载撤消后，构件的变形全部小时的这种性质；小变形假设：构件的变形与构件尺寸相比非常小。
4、构件分类杆，板与壳，块体。
它们的几何特征。
5、杆件变形的基本形式基本变形：轴向拉伸与压缩，剪切，扭转，弯曲。
各种基本变形的定义、特征。
几种基本变形的组合。
6、截面法，应力和应变截面法的定义和用法；为什么要引入应力，应力的定义，正应力，切应力；为什么要引入应变，应变的定义，正应变，切应变。
第二章轴向拉伸与压缩一、教学目标和教学内容1、教学目标⑴掌握轴向拉伸与压缩基本概念；⑵熟练掌握用截面法求轴向内力及内力图的绘制；⑶熟练掌握横截面上的应力计算方法，掌握斜截面上的应力计算方法；⑷具有胡克定律，弹性模量与泊松比的概念，能熟练地计算轴向拉压情况下杆的变形；⑸了解低碳钢和铸铁，作为两种典型的材料，在拉伸和压缩试验时的性质。
材料力学教案
第一篇 力学基础§2.2 材料的力学性能教学目标：通过学习材料力学性能使学生能够从各种机械零件或构件最常见的服役条件和失效现象出发，了解时效现象的微观机制，提出衡量材料时效抗力的力学性能指标；掌握各种指标的物理概念、实用意义和测试方法；明确它们之间的相互关系；分析各种因素对力学性能指标的影响，为机械设计与制造过程中正确选择和合理使用材料提供依据， 重点：单向静拉伸力学性能；冲击载荷下的力学性能；应力腐蚀和氢脆。
难点：单向静拉伸力学性能；金属的断裂韧度；复合材料的力学性能。
教学课时：4教学内容：材料的性能包括：物理性能，力学性能，化学性能，和加工工艺性能。
材料的力学性能：指材料在外力作用下在强度和变形方面所表现出的性能。
材料的力学性能是通过力学实验得到的。
四种力学实验：拉伸（压缩）实验；金属的缺口冲击实验；硬度实验；弯曲实验； 1. 低碳钢拉伸时的力学性能含碳量从0.10％至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造, 焊接和切削, 常用於制造链条, 铆钉, 螺栓, 轴等。
碳含量低于0.25％的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。
GB/T228.1-2010：《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》代替了GB/T228 测量对象：金属、非金属、高分子材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切等曲线：力-位移、力-时间、位移-时间、应力-应变曲线低碳钢是指含碳量在0.3%以下的碳素钢。
两端粗—便于装夹、防止在装夹部分破坏。
试验段—中间较细等截面部分。
标准试件圆截面试件: 标距l 与直径d 的比例为，L ＝10d ，L=5d ； d=10mm矩形截面: 标距l 与横截面面积A 的比例为，实验过程：将试件装到试验机上，开动机器，使之受到从零开始逐渐增加的拉力P ，自动绘图仪便绘出P —ΔL 曲线：拉伸曲线或拉伸图。
1）拉伸图（P －ΔL ）由于P —ΔL 曲线与试样的尺寸有关，为了消除试件尺寸的影响，采用应力应变曲线，即σ－ε曲线来代替P —ΔL 曲线。
材料力学教案
材料力学教案材料力学是工程学和材料科学中的重要基础学科，它研究材料在外力作用下的力学性能和变形规律。
本教案将介绍材料力学的基本概念、理论模型和应用技术，帮助学生全面理解材料力学的基本原理和应用方法。
一、材料力学基本概念。
材料力学是研究材料在外力作用下的力学性能和变形规律的学科。
它包括静力学、动力学和弹性力学等内容，主要研究材料的应力、应变、弹性模量、屈服强度、断裂韧性等力学性能。
二、材料力学理论模型。
1. 应力分析。
材料在外力作用下会产生内部应力，主要包括拉伸应力、压缩应力、剪切应力等。
应力分析是材料力学的重要内容，通过分析应力分布规律可以预测材料的破坏形式和破坏条件。
2. 应变分析。
材料在外力作用下会发生变形，主要包括弹性变形和塑性变形。
应变分析是材料力学研究的重点之一，通过分析应变规律可以评估材料的变形能力和变形稳定性。
3. 弹性模量。
材料在受力时会产生弹性变形，弹性模量是衡量材料抗弹性变形能力的重要参数。
不同材料的弹性模量不同，可以通过弹性模量来评估材料的弹性性能。
4. 屈服强度。
材料在受力时会产生塑性变形，屈服强度是衡量材料抗塑性变形能力的重要参数。
不同材料的屈服强度不同，可以通过屈服强度来评估材料的塑性性能。
5. 断裂韧性。
材料在受力时会产生断裂现象，断裂韧性是衡量材料抗断裂能力的重要参数。
不同材料的断裂韧性不同，可以通过断裂韧性来评估材料的断裂性能。
三、材料力学应用技术。
1. 材料力学测试。
材料力学测试是评估材料力学性能的重要手段，包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、冲击试验等。
通过测试可以获取材料的应力-应变曲线和力学性能参数，为材料设计和选择提供依据。
2. 材料力学模拟。
材料力学模拟是预测材料力学性能的重要手段，包括有限元分析、分子动力学模拟、离散元法等。
通过模拟可以预测材料的应力分布、应变分布和破坏形式，为材料设计和优化提供参考。
3. 材料力学设计。
材料力学设计是根据材料力学性能进行工程设计的重要手段，包括材料选择、结构设计、寿命评估等。
材料力学电子教案
材料力学电子教案第一章：材料力学概述1.1 材料力学的定义和研究对象1.2 材料力学的发展简史1.3 材料力学的研究方法1.4 材料力学的应用领域第二章：内力、截面法和剪切力2.1 内力的概念及其计算2.2 截面法的基本原理与应用2.3 剪切力的概念及其计算2.4 剪切强度计算及剪切失效分析第三章：弯曲和扭转3.1 弯曲的基本概念3.2 纯弯曲梁的应力和应变3.3 弯曲强度计算3.4 扭转的基本概念3.5 扭转应力计算及扭转失效分析第四章：材料的基本力学性能4.1 弹性变形与弹性模量4.2 塑性变形与塑性极限4.3 材料的其他力学性能4.4 材料力学性能的测定方法第五章：应力-应变关系与胡克定律5.1 应力与应变的定义及关系5.2 胡克定律的表述及应用5.3 非线性材料的应力-应变关系5.4 弹性模量的测定方法及应用第六章：材料力学中的能量原理6.1 能量原理概述6.2 势能和弹性势能6.3 能量原理在材料力学中的应用6.4 能量原理在弹性问题求解中的应用第七章：材料力学中的强度理论7.1 强度理论概述7.2 强度条件及其应用7.3 安全系数的概念及其计算7.4 材料力学中的失效准则及应用第八章：梁的弯曲与扭转组合8.1 梁的弯曲与扭转组合问题概述8.2 纯弯曲梁的扭转应力8.3 扭转梁的弯曲应力8.4 弯曲与扭转组合问题的求解方法第九章：壳体力学9.1 壳体力学概述9.2 壳体的基本方程及其求解9.3 壳体的弯曲与轴向变形9.4 壳体的稳定性问题及其求解方法第十章：材料力学在工程中的应用10.1 材料力学在结构设计中的应用10.2 材料力学在机械设计中的应用10.3 材料力学在材料加工中的应用10.4 材料力学在其他工程领域的应用重点和难点解析1. 第一章中“材料力学的研究方法”是重点内容，因为它涉及到材料力学的基本研究方法和思维方式。
补充和说明：材料力学的研究方法包括实验研究、理论分析和数值模拟等。
材料力学电子教案
材料力学电子教案一、课程简介1.1 课程性质与目的材料力学是工程技术类专业的一门重要基础课程，主要研究材料在外力作用下的力学行为，包括弹性、塑性、断裂等现象。
通过本课程的学习，使学生掌握材料力学的基本理论、基本知识和基本技能，为后续专业课程的学习以及工程实践打下坚实基础。
1.2 教学内容本课程主要内容包括：绪论、拉伸与压缩、弯曲、剪切与扭转、弹性基础、塑性基础、断裂力学、材料力学性能、复合材料力学和有限元法在材料力学中的应用等。
二、教学目标2.1 知识与技能（1）掌握材料力学的基本概念、基本理论和基本方法；（2）能够运用材料力学知识分析实际工程问题；（3）了解材料力学发展的趋势和新技术。
2.2 过程与方法（1）通过理论教学，使学生掌握材料力学的基本理论；（2）通过实验教学，培养学生的动手能力和实验技能；（3）通过课堂讨论和课后作业，提高学生的分析和解决问题的能力。
2.3 情感、态度与价值观（1）培养学生的科学精神，提高学生的创新能力；（2）培养学生勤奋学习、刻苦钻研的学习态度；（3）培养学生团结协作、积极向上的团队精神。
三、教学方法与手段3.1 教学方法（1）采用启发式教学，引导学生主动思考、积极参与；（2）采用案例教学，使学生更好地理解材料力学的应用；（3）采用互动式教学，促进学生与教师、同学之间的交流。
3.2 教学手段（1）利用多媒体课件，提高教学效果；（2）使用模型和实验设备，增强学生的直观感受；（3）运用网络资源，拓宽学生的知识视野。
四、教学评价4.1 评价方法采用过程评价与终结评价相结合的方法，全面评价学生的知识、技能和素质。
4.2 评价内容（1）课堂表现：发言、提问、讨论等；（2）作业与实验：作业完成情况、实验报告等；（3）考试成绩：期末考试、考查等。
五、教学计划5.1 课时安排本课程共计48课时，其中包括32课时理论教学，16课时实验教学。
5.2 教学进度（1）第1-8周：绪论、拉伸与压缩、弯曲、剪切与扭转等基本内容；（2）第9-12周：弹性基础、塑性基础、材料力学性能等内容；（3）第13-16周：断裂力学、复合材料力学和有限元法在材料力学中的应用等内容。
材料力学教案
材料力学教案(总52页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除第一章绪论及基本概念一、教学目标和教学内容教学目标：明确材料力学的任务，理解变形体的的基本假设，掌握杆件变形的基本形式。
教学内容：○1材料力学的特点○2材料力学的任务○3材料力学的研究对象○4变形体的基本假设○5材料力学的基本变形形式二、重点难点构件的强度、刚度、稳定性的概念；杆件变形的基本形式、变形体的基本假设。
三、教学方式采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。
四、建议学时学时五、讲课提纲1、材料力学的任务材料力学是研究构件强度、刚度和稳定性计算的学科。
工程中各种机械和结构都是由许多构件和零件组成的。
为了保证机械和结构能安全正常地工作，必须要求全部构件和零件在外力作用时具有一定的承载能力，承载能力表现为强度是指构件抵抗破坏的能力。
构件在外力作用下不被破坏，表明构件具有足够的强度。
刚度是指构件抵抗变形的能力。
构件在外力作用下发生的变形不超过某一规定值，表明构件具有足够的刚度。
稳定性是指构件承受在外力作用下，保持原有平衡状态的能力，构件在外力作用下，能保持原有的平衡形态，表明构件具有足够的稳定性。
材料力学的任务：以最经济为代价，保证构件具有足够的承载能力。
通过研究构件的强度、刚度、稳定性，为构件选择合适的材料、确定合理的截面形状和尺寸提供计算理论。
2、材料力学的研究对象：可变形固体均匀连续性假设: 假设变形固体内连续不断地充满着均匀的物质，且体内各点处的力学性质相同。
各向同性假设: 假设变形固体在各个方向上具有相同的力学性质。
小变形假设: 假设变形固体在外力作用下产生的变形与构件原有尺寸相比是很微小的，称“小变形”。
在列平衡方程时，可以不考虑外力作用点处的微小位移，而按变形前的位置和尺寸进行计算。
3、杆件的几何特征轴线：截面形心的连线横截面：垂直于轴线的截面杆的分类：4、杆件变形的基本形式杆件在不同受力情况下，将产生各种不同的变形，但是，不管变形如何复杂，常常是四种基本变形（轴向拉压、剪切、扭转、弯曲）或是它们的组合。
材料力学教案范文
材料力学教案范文一、教学目标：1.认识材料力学的基本概念和基本原理；2.理解材料力学与工程实践的关系；3.掌握材料的力学性质，如强度、刚度、韧性等；4.培养学生分析和解决材料力学问题的能力；5.提高学生的实验能力和数据处理能力。
二、教学内容：1.材料力学的基本概念和基本原理：（1）材料的概念、分类及其应用；（2）力学的基本概念和基本原理；（3）材料力学与工程实践的关系。
2.材料的力学性质：（1）应力与应变的概念和计算方法；（2）材料的强度、刚度、韧性、脆性等性质；（3）材料静力学与动力学的基本原理。
3.材料力学问题的分析和解决方法：（1）材料力学问题的基本分析方法；（2）材料力学问题的解决方法；（3）材料力学问题的实例分析。
4.实验与实践：（1）材料力学实验的基本原理和方法；（2）实验数据的处理和分析。
三、教学方法：1.教师讲授+学生自主学习的方法；2.理论与实验相结合的方法；3.个案研究和问题驱动的教学方法。
四、教学过程：1.导入（10分钟）引导学生回顾前一堂课的内容，并通过一个实例引出本堂课的主题，以激发学生的兴趣。
2.理论授课（30分钟）根据教学内容，向学生讲授材料力学的基本概念和基本原理，并结合实例进行讲解。
重点讲解应力、应变、刚度、强度、韧性等概念，并介绍计算方法和相关公式。
3.问题分析与解决（30分钟）向学生提供一些材料力学问题的案例，并引导学生运用所学知识进行分析和解决。
鼓励学生提出自己的想法和解决方法，并进行讨论和交流。
4.实验操作（40分钟）组织学生进行材料力学实验操作，引导学生掌握实验方法和数据处理技巧。
教师和助教全程指导学生，确保实验安全和数据准确。
5.实验报告和讨论（30分钟）学生撰写实验报告，包括实验目的、原理、方法、数据和结果的分析。
学生向全班展示自己的实验结果，并进行讨论和评价。
六、课堂作业（10分钟）布置与本课内容相关的课堂作业，鼓励学生独立思考和解决问题。
并要求学生在下一次上课前完成作业，并准备分享自己的思考结果。
西南交大材料力学教案
西南交大材料力学教案第一章：材料力学基本概念1.1 材料力学的定义1.2 材料力学的研究对象和内容1.3 材料力学的发展历程及现状1.4 材料力学在工程技术中的应用第二章：内力、应力与应变2.1 内力的概念及其计算2.2 应力的概念及其计算2.3 应变速率与应变的关系2.4 材料的弹性模量与泊松比第三章：材料的力学性能3.1 材料的拉伸性能3.2 材料的压缩性能3.3 材料的剪切性能3.4 材料的其他力学性能第四章：弹性理论基础4.1 弹性方程及其求解方法4.2 弹性问题的基本解法4.3 弹性位移与应变的关系4.4 弹性能量原理及应用第五章：塑性理论基础5.1 塑性的概念及其判据5.2 塑性方程及其求解方法5.3 塑性问题的基本解法5.4 塑性失稳与极限分析第六章：材料力学中的能量方法6.1 能量原理概述6.2 弹性势能与应变能密度6.3 单位体积应变能与弹性模量6.4 能量方法在材料力学中的应用案例第七章：疲劳与断裂力学基础7.1 疲劳现象及其分类7.2 疲劳裂纹的扩展规律7.3 断裂力学的的基本概念7.4 材料韧性、脆性及断裂韧性评价第八章：材料力学在结构分析中的应用8.1 杆件受力分析基础8.2 梁的弯曲与扭转8.3 壳体结构力学分析8.4 结构强度校核与优化设计第九章：材料力学实验9.1 概述9.2 拉伸实验与压缩实验9.3 剪切实验与摩擦实验9.4 弹性模量与泊松比测定实验第十章：现代材料力学研究进展10.1 概述10.2 高温材料力学性能研究10.3 纳米材料力学行为研究10.4 新型复合材料力学性能研究重点和难点解析一、内力、应力与应变：重点关注内力、应力和应变的概念及其计算。
补充说明内力是物体内部由于外力作用而产生的相互抵消的力，应力是单位面积上的内力，应变是物体在受力后形状和尺寸的变化。
二、材料的力学性能：重点关注材料的拉伸性能、压缩性能和剪切性能。
补充说明拉伸性能是指材料在拉伸过程中的性能表现，包括抗拉强度、伸长率等；压缩性能是指材料在压缩过程中的性能表现，包括抗压强度等；剪切性能是指材料在剪切过程中的性能表现，包括剪切强度等。
材料力学电子教案
材料力学电子教案第一章：材料力学概述1.1 课程介绍介绍材料力学的基本概念、研究对象和内容强调材料力学在工程领域的重要性1.2 材料的力学性能介绍材料的弹性、塑性、韧性、硬度等力学性能解释各种力学性能指标的定义和意义1.3 应力与应变定义应力、应变、泊松比等基本概念解释应力-应变关系的图形和特点第二章：弹性变形2.1 弹性理论基础介绍弹性模量、剪切模量等基本弹性参数解释弹性矩阵和弹性方程的定义和应用2.2 拉伸和压缩分析拉伸和压缩试验的应力-应变关系计算拉伸强度、压缩强度等指标2.3 弯曲和扭转分析弯曲和扭转试验的应力-应变关系计算弯曲强度、扭转刚度等指标第三章：塑性变形3.1 塑性理论基础介绍塑性变形的基本概念和特点解释塑性极限、塑性应变等参数的定义和计算方法3.2 拉伸和压缩塑性变形分析拉伸和压缩试验的应力-应变关系计算屈服强度、伸长率等指标3.3 弯曲和扭转塑性变形分析弯曲和扭转试验的应力-应变关系计算屈服强度、挠度等指标第四章：材料的高温力学性能4.1 高温弹性变形介绍高温下材料的弹性性能变化分析高温下弹性模量的变化规律和影响因素4.2 高温塑性变形介绍高温下材料的塑性性能变化分析高温下塑性极限、屈服强度等指标的变化规律和影响因素4.3 高温韧性介绍高温下材料的韧性变化分析高温下韧性的评价方法和指标第五章：材料的疲劳与断裂5.1 疲劳基础介绍疲劳现象和疲劳寿命的概念解释疲劳循环应力、疲劳极限等参数的定义和意义5.2 疲劳强度计算介绍疲劳强度的计算方法和疲劳寿命的预测模型分析影响疲劳寿命的因素和提高疲劳强度的方法5.3 断裂力学基础介绍断裂力学的基本概念和断裂韧性解释应力强度因子、裂纹扩展速率等参数的定义和计算方法第六章：材料力学在结构分析中的应用6.1 梁的弯曲介绍梁的弯曲理论，包括剪力、弯矩和曲率的关系分析梁的弯曲强度和稳定性问题6.2 杆件的拉伸和压缩分析杆件在拉伸和压缩状态下的应力分布计算杆件的拉伸强度和压缩强度6.3 平面应力问题和空间应力问题解释平面应力问题和空间应力问题的概念分析应力转换和应力解的基本原理第七章：材料力学在材料设计中的应用7.1 材料设计的基本原则介绍材料设计的目标和基本原则解释材料设计的基本流程和方法7.2 材料的力学性能设计分析材料的力学性能对材料设计的影响介绍提高材料力学性能的设计方法和策略7.3 新型材料的力学性能研究介绍新型材料的研究和发展趋势分析新型材料在材料力学性能方面的优势和应用前景第八章：实验技能与数据分析8.1 实验设备与方法介绍材料力学实验设备的使用和操作方法解释实验数据的采集和处理流程8.2 材料力学实验项目分析常见的材料力学实验项目及其目的和意义介绍实验结果的评估和分析方法8.3 数据分析与处理介绍数据分析的基本方法和技巧解释数据处理在材料力学研究中的应用和重要性第九章：材料力学在工程中的应用9.1 土木工程中的应用分析材料力学在土木工程中的应用案例介绍材料力学在结构设计、桥梁工程等方面的应用9.2 机械工程中的应用分析材料力学在机械工程中的应用案例介绍材料力学在机械零件设计、材料选择等方面的应用9.3 航空航天工程中的应用分析材料力学在航空航天工程中的应用案例介绍材料力学在飞行器结构设计、航天材料选择等方面的应用第十章：材料力学的未来发展10.1 新型材料的研究与发展介绍新型材料的研究方向和发展趋势分析新型材料在材料力学性能方面的创新和突破10.2 材料力学与其他学科的交叉研究介绍材料力学与其他学科的交叉研究领域分析交叉研究对材料力学发展的影响和意义10.3 材料力学的挑战与机遇分析材料力学面临的挑战和问题探讨材料力学的未来机遇和发展方向重点和难点解析1. 弹性变形和塑性变形的理解和区分。
材料力学电子教案(第一版)
02
材料力学基础
材料力学的定义与重要性
总结词：基本概念
详细描述：材料力学是研究材料在各种力和力矩作用下的行为的科学，它涉及到 材料的强度、刚度、稳定性和疲劳等特性。材料力学在工程领域中具有非常重要 的地位，是许多工程学科的基础。
材料力学的基本假设和基本概念
实例
在桥梁设计中，通过对不同材料的力学性能进行分析，选择合适的材料和结构形式，以满 足桥梁的承载要求和使用寿命；在高层建筑设计中，利用材料力学分析对建筑的抗风、抗 震性能进行评估，提高建筑的稳定性和安全性。
机械零件的材料力学分析
总结词
详细描述
实例
机械零件的强度、刚度和耐久性是决 定机械性能的关键因素，通过材料力 学分析可以优化零件的设计和制造。
$sigma$是应力，$F$是作用在杆件上的力，$A$是杆件的横截面积。
03
应变的计算公式
应变的计算公式是$epsilon = frac{Delta L}{L}$，其中$epsilon$是应
变，$Delta L$是杆件在受力后的伸长或缩短量，$L$是杆件的原长度。
拉伸与压缩的应力分布
均匀分布的应力
总结词
基本假设和基本概念
详细描述
材料力学的基本假设包括连续性假设、均匀性假设、各向同性假设和线性弹性假设。这些假设为材料力学的研究 提供了基础。基本概念包括应力和应变、弹性模量、泊松比等，这些概念是描述材料力学行为的基本参数。
材料力学的基本定理和公式
总结词
基本定理和公式
详细描述
材料力学中有很多重要的定理和公式，如胡克定律、弹性力学基本方程、圣维南原理等。这些定理和 公式是描述材料力学行为的基础，也是解决工程问题的重要工具。
材料力学大学教案
教学目标：1. 理解材料力学的基本概念和理论；2. 掌握材料力学的基本计算方法和应用；3. 培养学生的创新思维和实际操作能力；4. 提高学生的团队协作能力和沟通能力。
教学内容：一、绪论1. 材料力学的定义和发展历程；2. 材料力学的研究内容和应用领域；3. 材料力学的基本假设和模型。
二、材料力学基本理论1. 材料的应力-应变关系；2. 材料的强度理论；3. 材料的疲劳与断裂。
三、材料力学基本计算方法1. 材料的弹性力学分析；2. 材料的塑性力学分析；3. 材料的断裂力学分析。
四、材料力学应用实例1. 梁的弯曲变形与强度计算；2. 圆轴的扭转变形与强度计算；3. 材料的疲劳与断裂分析。
教学过程：一、导入1. 通过实际工程案例，让学生了解材料力学在实际工程中的应用；2. 引导学生思考材料力学的基本问题，激发学习兴趣。
二、基本理论讲解1. 讲解材料力学的定义、研究内容和应用领域；2. 讲解材料力学的基本假设和模型；3. 讲解材料的应力-应变关系、强度理论和疲劳与断裂。
三、基本计算方法讲解1. 讲解弹性力学分析、塑性力学分析和断裂力学分析的基本方法；2. 通过例题讲解，让学生掌握计算方法和步骤。
四、应用实例讲解1. 讲解梁的弯曲变形与强度计算、圆轴的扭转变形与强度计算、材料的疲劳与断裂分析；2. 通过实例分析，让学生了解材料力学在实际工程中的应用。
五、课堂练习与讨论1. 学生进行课堂练习，巩固所学知识；2. 学生分组讨论，提出问题并解答，提高团队协作能力和沟通能力。
教学评价：1. 课堂表现：观察学生在课堂上的学习态度、积极参与程度；2. 作业完成情况：检查学生作业的完成质量，了解学生的学习效果；3. 期末考试：通过考试检验学生对材料力学的掌握程度。
教学反思：1. 教师要关注学生的学习需求，及时调整教学内容和方法；2. 注重培养学生的创新思维和实际操作能力，提高学生的综合素质；3. 加强与学生的沟通，关注学生的心理需求，营造良好的学习氛围。
《材料力学》全套电子教案(12)
关于面试
• 作业、试验、小论文成绩均优秀者可以 申请面试，面试优秀者可免于期末考试
• 面试程序：个人申请——推荐人推荐 ——专家组面试评定
• 面试初定在第18周进行
五、学习建议
1、研究式学习方法 2、开放式思维方式 3、学习与训练相结合 4、读点参考书 5、预习
参考书
工程力学教程 范钦珊主编（21世纪教材）
材料力学（第三版） 刘鸿文主编
材料力学解题指导及习题集 清华
材料力学
单辉祖编（21世纪教材）
参考书
材料力学（第三版） 孙训方主编
材料力学
魏兆正主编
材料力学
铁木辛柯
工程力学
王守新主编
六、作业及答疑
• 作业——每周交一次
飞机结构波形梁优化设计
屈曲、刚度、强度设计，优选波形，减轻重量729%
柴油机机体结构分析和优化
内燃机车车体结构有限元分析
柴油机曲轴强度分析
5万吨集装箱船船体整体结构强度有限元分析
象山铜瓦门大桥结构设计分析
四、考评方法
总分100 = 期末考试70 +试验10 +平时测验20
材料力学
大连理工大学
王守新
材料力学教研室 （力401）
序
一、材料力学与工程
源于工程 用于工程
高层建筑与大型桥梁
海洋石油钻井平台
航空航天器
长 征 三 号 乙 运 载 火 箭 发 射 成
美
国
发
现
号
航
天
飞
机
升
Space Shuttle Discovery
空
和平号空间站
高速列车
二、材料力学的地位
• 性质：技术基础课 • 地位：固体力学的基础；
材料力学电子教案整体版
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第一节 概述 第二节 轴向拉（压）杆的内力 第三节 轴向拉（压）杆截面上的应力 第四节 材料在拉伸和压缩时的力学性能 第五节 轴向拉（压）杆的强度计算 第六节 轴向拉伸或压缩时的变形的应变 第七节 简单拉压超静定问题 第八节 应力集中与圣维南原理 第九节 剪切和挤压的实用计算
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第一节 概述 第二节 外力偶矩 扭矩和扭矩图 第三节 薄壁圆筒的扭转 第四节 圆轴扭转时的应力和强度计算 第五节 圆轴扭转时的变形和刚度计算 第六节 非圆截面杆扭转简介
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第一节 形心和静矩 第二节 惯性矩 惯性半径 惯性积 第三节 平行移轴公式 第四节 转轴公式
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第一节 概述 第二节 剪力和弯矩 第三节 剪力、弯矩与载荷集度间的关系
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第一节 概述 第二节 梁弯曲时横截面上的正应力 第三节 弯曲时梁横截面上的切应力 第四节 薄壁梁横截面切应力流与弯曲中心 第五节 梁的抗弯强度条件 第六节 提高梁弯曲强度的措施
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第一节 概述 第二节 梁的挠曲线微分方程 第三节 用积分法求弯曲变形 第四节 用叠加法求弯曲变形 第五节 简单超静定梁 第六节 梁的刚度条件和提高梁弯曲刚度的措施
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第一节 概述 第二节 二向应力状态分析—解析法 第三节 二向应力状态分析—图解法 第四节 梁的主应力和主应力迹线 第五节 三向应力状态分析 第六节 广义胡克定律 第七节 弹性固体的应变能
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第一节 概述 第二节 四种常用强度理论 第三节 莫尔强度理论
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第一节 概述 第二节 斜弯曲 第三节 弯曲与扭转的组合变形 第四节 拉伸或压缩与弯曲的组合变形 第五节 偏心压缩
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2、教学内容
(1) 轴向拉伸与压缩的概念和工程实例；
(2)用截面法计算轴向力，轴向力图；
(3)横截面和斜截面上的应力；
(4)轴向拉伸和压缩是的变形；
(5)许用应力、安全系数和强度条件，刚度条件；
（3）运用截面法时应注意的问题：力的可移性原理在这里不适用。
图2-2不允许使用力的可移性原理
3、轴向内力及其符号规定
（1）轴向拉（压）杆横截面上的内力——轴向内力，轴向内力FN的作用线与杆件轴线重合，即FN是垂直于横截面并通过形心的内力，因而称为轴向内力，简称轴力。
（2）轴力的单位：N（牛顿）、KN（千牛顿）
②按选定的比例尺，用垂直于轴线的坐标表示横截面上轴力的数值；
③正值画在基线的上侧,负值画在基线的下侧；
④轴力图应画在受力图的对应位置，FN与截面位置一一对应。
（3）轴力图的作用
使各横截面上的轴力一目了然，即为了清楚地表明各横截面上的轴力随横截面位置改变而变化的情况。
（4）注意要点：
①一定要示出脱离体（受力图）；
均匀性假设：材料性பைடு நூலகம்在变形固体内处处相同；
各向同性假设：材料性质在各个方向都是相同的。
弹性假设：材料在弹性范围内工作。所谓弹性，是指作用在构件上的荷载撤消后，构件的变形全部小时的这种性质；
小变形假设：构件的变形与构件尺寸相比非常小。
4、构件分类
杆，板与壳，块体。它们的几何特征。
5、杆件变形的基本形式
第一章 绪论
同济大学航空航天与力学学院 顾志荣
一、教学目标和教学内容
1、教学目标
⑴ 了解材料力学的任务和研究内容；
(2) 了解变形固体的基本假设；
(3) 构件分类，知道材料力学主要研究等直杆；
(4)具有截面法和应力、应变的概念。
2、教学内容
(1) 构件的强度、刚度和稳定性概念，安全性和经济性，材料力学的任务；
基本变形：轴向拉伸与压缩，剪切，扭转，弯曲。
各种基本变形的定义、特征。几种基本变形的组合。
6、截面法，应力和应变
截面法的定义和用法；
为什么要引入应力，应力的定义，正应力，切应力；
为什么要引入应变，应变的定义，正应变，切应变。
第二章 轴向拉伸与压缩
一、教学目标和教学内容
1、教学目标
⑴掌握轴向拉伸与压缩基本概念；
(6)应力集中的概念；
(7) 材料在拉伸和压缩时的力学性能；
(8) 塑性材料和脆性材料性质的比较；
(9) 拉压静不定问题
(10)圆筒形压力容器。
二、重点难点
重点：教学内容中的（1）～（5），（7）～（9）。
难点：拉压静不定问题中的变形协调条件。通过讲解原理，多举例题，把变形协调条件的形式进行归类来解决。讲解静定与静不定问题的判断方法。
(2)变形固体的连续性、均匀性和各向同性假设，材料的弹性假设，小变形假设；
(3)构件的形式，杆的概念，杆件变形的基本形式;
(4)截面法，应力和应变。
二、重点与难点
重点同教学内容，基本上无难点。
三、教学方式
讲解，用多媒体显示工程图片资料，提出问题，引导学生思考，讨论。
四、建议学时
1～2学时
五、实施学时
三、教学方式
采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。
四、建议学时
8学时
五、实施学时
六、讲课提纲
Ⅰ、 受轴向拉伸（压缩）时杆件的强度计算
一、轴向拉（压）杆横截面上的内力
1、内力的概念
（1）内力的含义
（2）材料力学研究的内力——附加内力
2、求内力的方法——截面法
（1）截面法的基本思想
假想地用截面把构件切开，分成两部分，将内力转化为外力而显示出来，并用静力平衡条件将它算出。
受力前：ab、cd为┴轴线的直线
受力后：a’b’、c’d’仍为┴轴线的直线
六、讲课提纲
1、由结构与构件的工作条件引出构件的强度、刚度和稳定性问题。
强度：构件抵抗破坏的能力；
刚度：构件抵抗变形的能力；
稳定性：构件保持自身的平衡状态为。
2、安全性和经济性是一对矛盾，由此引出材料力学的任务。
3、引入变形固体基本假设的必要性和可能性
连续性假设：材料连续地、不间断地充满了变形固体所占据的空间；
（3）轴力的符号规定：
轴向拉力（轴力方向背离截面）为正；
轴向压力（轴力方向指向截面）为负。
4、轴力图
（1）何谓轴力图？
杆内的轴力与杆截面位置关系的图线，即谓之轴力图。
例题2-1 图2-3 ,a所示一等直杆及其受力图，试作其轴力图。
(a)
(b)
图2-3
（2）轴力图的绘制方法
①轴线上的点表示横截面的位置；
②根据脱离体写出平衡方程，求出各段的轴力大小；
③根据求出的各段轴力大小，按比例、正负画出轴力图。
二、轴向拉（压）杆横截面及斜截面上的应力
1、应力的概念
（1）何谓应力？
内力在横截面上的分布集度，称为应力。
（密集程度）
（2）为什么要讨论应力？
判断构件破坏的依据不是内力的大小，而是应力的大小。即要判断构件在外力作用下是否会破坏，不仅要知道内力的情况，还要知道横截面的情况，并要研究内力在横截面上的分布集度（即应力）。
⑵熟练掌握用截面法求轴向内力及内力图的绘制；
⑶ 熟练掌握横截面上的应力计算方法，掌握斜截面上的应力计算方法；
⑷ 具有胡克定律，弹性模量与泊松比的概念，能熟练地计算轴向拉压情况下杆的变形；
⑸ 了解低碳钢和铸铁，作为两种典型的材料，在拉伸和压缩试验时的性质。了解塑性材料和脆性材料的区别。
(6)建立许用应力、安全系数和强度条件的概念，会进行轴向拉压情况下构件的强度计算。
举例：求图示杆件截面m-m上的内力
图2-1截面法求内力
根据左段的平衡条件可得：
ΣFX=0 FN-FP=0 FN=FP
若取右段作为研究对象，结果一样。
（2）截面法的步骤：
①截开：在需要求内力的截面处，假想地将构件截分为两部分。
②代替：将两部分中任一部分留下，并用内力代替弃之部分对留下部分的作用。
③平衡：用平衡条件求出该截面上的内力。
（3）应力的单位
应力为帕斯卡（Pascal），中文代号是帕；
国际代号为Pa，1Pa=1N/M2
常用单位：MPa (兆帕)，1 MPa=106Pa=N/MM2
GPa（吉帕），1 GPa=109Pa
。
2、横截面上的应力
为讨论横截面上的应力，先用示教板做一试验：
图2-4示教板演示
观察示教板上橡胶直杆受力前后的变形：