《材料力学》教学大纲

《材料力学》教学大纲

一、课程基本信息

中文名称：材料力学

英文名称：Mechanics of Materials

课程编码：10D1113B

课程类别：专业核心课程

总学时：48（理论学时42；实验学时6）。

总学分：3学分

适用专业：机械设计制造及其自动化专业

先修课程：高等数学、大学物理、理论力学

开课系部：机电工程系

二、课程性质、课程目标与及其对毕业要求的支撑

1、课程性质

《材料力学》是变形固体力学的重要基础分支之一，是一门为设计工程实际构件提供必要理论基础的重要技术基础课，也是一门理论与实验相结合的课程。

2、课程目标

课程目标1：通过材料力学的学习，让学生掌握将工程实际构件抽象为力学模型的方法；

课程目标2：掌握研究杆件内力、应力、变形分布规律的基本原理和方法；

课程目标3：掌握分析构件的强度、刚度和稳定性等问题的理论与计算；

课程目标4：具有熟练的计算能力以及对常用材料的基本力学性能及其测定方法有初步认识，使学生初步会用材料力学的理论和分析方法，解决一些简单的工程实际问题，为学习机械原理、机

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械设计等有关的后续课程打下基础。

3、课程目标对毕业要求的支撑

三、课程教学基本要求

第一章绪论

[教学内容与要求]

了解材料力学的任务；理解变形固体的基本假设；掌握外力、内力、截面法求内力、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；理解杆件变形的基本形式。

[教学重点]

外力、内力、截面法求内力、应力、位移、变形和应变。

[教学难点]

截面法求内力、应力、变形、应变。

第二章拉伸、压缩与剪切

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[教学内容与要求]

了解拉伸、压缩变形的概念与实例；掌握轴力的概念与轴力图的绘制；掌握直杆横截面和斜截面上的应力计算；了解安全因数和许用应力的确定，熟练进行强度校核、截面设计和许用载荷的计算。掌握胡克定律，了解泊松比，掌握直杆在轴向拉伸与压缩时的横向变形和纵向变形的计算方法，掌握节点位移的计算过程。掌握低碳钢的拉伸试验，应力—应变图，强度指标，塑性指标，冷作硬化现象。了解材料压缩时的应力—应变图。了解静定结构和超静定结构的定义和区别，掌握一次超静定问题的求解方法，了解温度应力和装配应力。掌握应力集中的概念，了解圣维南原理。了解剪切的概念和实例，掌握剪切、挤压的实用计算。

[教学重点]

轴力的概念与轴力图的绘制；直杆轴向拉压的强度计算；胡克定律，变形（位移）计算；超静定问题，变形协调方程的建立；剪切挤压的实用计算；低碳钢的拉伸力学性能。

[教学难点]

直杆轴向拉压的强度计算和变形（位移）计算；超静定问题，变形协调方程的建立；剪切挤压的实用计算。

第三章扭转

[教学内容与要求]

了解扭转的概念和实例；掌握扭转时外力偶矩的换算、内力的计算以及扭矩图的绘制。掌握薄壁圆筒扭转时的切应力计算，掌握切应力互等定理和剪切胡克定律。掌握圆轴扭转的应力和变形计算，熟练进行扭转强度和刚度的计算。了解非圆截面杆扭转。

[教学重点]

扭矩的计算和扭矩图的绘制；切应力互等定理和剪切胡克定律；圆轴扭转应力和变形，建立强度和刚度条件，进行强度刚度计算。

[教学难点]

切应力互等定理；圆轴扭转应力和变形，建立强度和刚度条件，进行强度刚度计算。

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第四章弯曲内力

[教学内容与要求]

了解平面弯曲的概念和实例；了解对称弯曲的概念；掌握梁的计算简图；掌握平面弯曲内力（剪力和弯矩）的求法；掌握利用剪力弯矩方程，利用载荷集度、剪力和弯矩间的关系画剪力弯矩图。

[教学重点]

平面弯曲内力（剪力和弯矩）的求法；利用剪力弯矩方程，利用载荷集度、剪力和弯矩间的关系画剪力弯矩图。

[教学难点]

利用剪力弯矩方程，利用载荷集度、剪力和弯矩间的关系画剪力弯矩图。

第五章弯曲应力

[教学内容与要求]

理解纯弯曲和横力弯曲的概念；掌握纯弯曲和横力弯曲的正应力的大小和分布，掌握矩形截面梁的切应力的大小和分布，熟练进行弯曲强度计算。理解提高弯曲梁强度的依据，掌握提高弯曲强度的措施。

[教学重点]

弯曲正应力的大小和分布；矩形截面梁的切应力；梁的强度计算；提高弯曲强度的各种措施和工程实例。

[教学难点]

弯曲正应力的大小和分布；矩形截面梁的切应力；提高弯曲强度的措施；等强度梁的设计。

第六章弯曲变形

[教学内容与要求]

了解工程中的弯曲变形问题；理解梁的挠度曲线，挠度和转角。掌握梁的挠曲线近似微分方程；掌握积分法和叠加原理求梁的挠度和转角。熟练进行梁的刚度计算。理解提高弯曲刚度的措施，掌4

握一次超静定梁的求解。

[教学重点]

梁的挠度曲线，挠度和转角。梁的挠曲线近似微分方程。积分法和叠加原理求梁的挠度和转角，最大转角和最大挠度。梁的刚度计算。

[教学难点]

梁的挠曲线近似微分方程。积分法和用叠加原理求梁的挠度和转角；最大转角和最大挠度。

第七章应力和应变分析、强度理论

[教学内容与要求]

理解应力状态，主应力和主平面的概念；掌握平面应力状态下应力分析的解析法，理解图解法。了解三向应力状态的概念及主应力、主平面和最大切应力的计算。掌握广义胡克定律，三个弹性常数(E、G、μ)间的关系。了解体积应变、三向应力状态下的变形能密度、体积改变能密度和畸变能密度的概念。理解强度理论的概念；掌握四种常用强度理论及其应用；了解莫尔强度理论。

[教学重点]

平面应力状态下应力分析的解析法；广义胡克定律；四种常用强度理论及其应用。

[教学难点]

四种常用强度理论及其应用。

第八章组合变形

[教学内容与要求]

理解组合变形的概念；掌握拉伸(压缩)与弯曲组合时的应力和强度计算；掌握扭转与弯曲组合时的应力和强度计算。

[教学重点]

扭转与弯曲组合时的应力和强度计算。

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