材料力学教学大纲

材料力学教学大纲课程代课程英文名Mechanics ofmaterials B0817Y00码学分4总学时64理论学时56实验/实践学时8课程性课程类别学科基础课必修先修课程高等数学、理论力学质适用专业工程力学开课学院计量测试工程学院

一、课程地位与课程目标（-）课程地位《材料力学》是工程力学专业必修的一门主要基础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）课程目标知识水平教学目标

1.通过本课程的教学，使学生对材料力学的基本概念和基本分析方法有明确的认识，能熟练地作出杆件在基本变形下的内力图，计算其应力和位移，并进行强度和刚度计算对压杆的稳定性概念有明确的认识，会计算轴向受压杆的临界应力，并进行稳定性校核了解低碳钢和灰口铸铁的基本力学性能及其测定方法、应力状态理论和组合变形下杆件的强度计算的基本原理和方法初步掌握材料力学中的能量法，应用能量法解决静不定问题和动载荷问题等能力培养目标

2.培养学生将工程实际问题提炼成力学问题（即力学建模）从而进行求解的能力以及实验技能，利用此课程对学生进行工程力学专业综合教育作用，并为后续课程的学习打下坚实的基础和形成专业的思维方式.素质培养目标3能艰苦奋斗，有踏实的科学精神、积极向上的学风和对工程力学专业知识的喜欢及对社会的奉献精神

二、课程目标达成的途径与方法以课堂教学为主，结合课后作业、课堂讨论、小组大作业、实验教学等课堂教学讲述材料力学的基本概念和基本分析方法，讲解杆件在各基本变形下的内力图的画法，进行应力和位移、强度和刚度的计算等，让学生对相关概念、理论有基本的了解和掌握课后作业材料力学课程理论较多同时与工程实际关系紧密，课后习题可帮助学生加深对相关理论和概念的理解，通过习题训练，培养学生分析解决实际问题的能力课堂讨论材料力学课程中有些内容比较抽象，有些问题可以有多种解决途径，通过安排次课堂讨论调动学生学习的主观能动性，引导学生发散思维，鼓励学生批判精神，培养学生2-3的创新意识和创新能力实验教学材料力学课程非常注重理论与实践的联系，通过拉伸、扭转和弯曲实验，让学生直接观察和感受到材料的变形和破坏形式，加深对相关理论的力学，体会从实践到理论再从理论到实践的科学精神和科学方法同时，实验设备、实验试样的准备以及实验结果的整理分析过程让学生得到科学实验的初步训练

三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标对毕业要求的支撑程度（、、）H M L课程目标毕业要求毕业要求毕业要求589课程目标1H MH课程目标2H MH课程目标3M MH注.支撑强度分别填写、或（其中表示支撑程度高、为中等、为低）1H ML HML

四、课程主要内容与基本要求第一章材料力学概述（学时）2内容要求了解材料力学的任务、变形固体的概念；理解变形固体的基本假设，理解内力和应力概念；掌握杆件变形的基本形式分类；熟练掌握截面法求取内力重点杆件的四种基本变形难点理解变形固体的三个基本假设第二章轴向载荷作用下杆件的材料力学问题（学分）4内容要求

①了解轴向拉伸和压缩的概念、内力的概念及其分类

②掌握轴向拉压内力的计算方法及内力图的绘制；理解拉压应力的分布规律；正确计算横截面的应力及变形计算

③熟悉常见材料在拉伸和压缩时的力学性质；理解拉压变形理论、胡克定律、拉压杆的应变能

④熟悉安全因素和许用应力的概念；掌握拉压杆的强度条件和强度计算

⑤掌握拉压杆变形及位移静不定计算、装配应力温度应力的计算方法；理解应力集中的概念及圣维南原理重点轴向拉压杆内力、应力、变形的计算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第三章常温静载下材料的力学性能（学分）4内容求要了解低碳钢和铸铁两种典型材料拉伸时的力学性能；熟悉和理解两种典型材料压缩时的应力-应变曲线；掌握两种典型材料拉伸时的力学性能；了解混凝土拉伸与压缩时的应力-应变曲线重点低碳钢和铸铁两种典型材料拉伸和压缩应力-应变曲线难点比例极限和弹性极限的区别第四章连接件强度的工程假定计算（学分）2内容求要了解常用连接件形式和特点；掌握剪切强度和挤压强度的实用计算方法重点剪切和挤压强度的实用计算难点剪切面和挤压面的确定第五章圆轴扭转时的强度与刚度设计（学分）6内容要求

①熟悉薄壁圆筒的扭转概念和计算；理解纯剪切的概念及切应力互等定理

②掌握传动轴的外力偶矩的计算，以及扭矩的概念和扭矩图的绘制

③掌握圆杆扭转时的应力、变形计算及强度、刚度条件

④熟悉等直圆杆扭转时的应变能，等直非圆杆自由扭转时的应力和变形；了解密圈螺旋弹簧的应力和变形的计算重点圆轴扭转时的应力和变形计算难点综合考虑圆轴扭转的强度和刚度条件设计轴的直径第六章剪力图与弯矩图（学分）4内容要求了解平面弯曲、对称弯曲的概念及梁的计算简图；掌握梁的剪力方程和弯矩方程；理解载荷集度与剪力、弯矩之间的关系；正确作出梁和平面刚架的剪力图和弯矩图及曲杆的内力图重点剪力方程与弯矩方程；剪力图与弯矩图难点平面刚架的弯矩方程与弯矩图第七章平面弯曲正应力分析与强度计算（学分）6内容要求了解纯弯曲的概念，纯弯曲时横截面的应力的分布规律，了解静矩、惯性矩、惯性积的概念及其特点；掌握平面图形形心的计算方法，掌握惯性矩的计算方法及平行移轴公式，掌握弯曲时截面的正应力及切应力的计算；熟悉弯曲强度计算；理解提高弯曲强度的措施重点弯曲正应力及切应力的计算难点根据弯曲正应力与切应力强度条件进行截面设计第八章弯曲剪应力分析与弯曲中心的概念（学分）2内容要求了解开口薄壁梁的弯曲剪应力分析方法；理解开口薄壁梁弯曲时截面上的剪应力流；掌握实心截面梁的弯曲剪应力公式；掌握薄壁截面梁弯曲时的弯曲中心确定方法重点弯曲剪应力的计算难点弯曲中心计算方法第九章斜弯曲、弯曲与拉伸或压缩同时作用时的应力计算与强度设计（学分）4内容要求了解斜弯曲的概念，了解组合变形的概念；理解叠加原理；掌握斜弯曲的应力计算与强度设计方法；掌握弯曲与拉伸（压缩）及弯曲与扭转同时作用时的应力计算与强度设计重点斜弯曲的应力计算方法，拉伸（压缩）与弯扭组合变形，扭转与弯曲的组合变形难点斜弯曲时中性轴的确定第十章梁的位移分析与刚度问题（学分）6内容要求了解挠度和转角的概念；理解梁的挠曲线近似微分方程；掌握用积分法和叠加法计算梁的转角和挠度，并熟练应用梁的弯曲刚度条件进行刚度校核；熟悉简单超静定梁的计算；理解提高弯曲刚度的措施重点叠加法求梁的转角和挠度难点积分法求梁的转角和挠度第十一章应力状态与应变状态分析（学分）6内容要求了解应力状态的的概念及其分类；掌握二向应力状态的解析法和图解法；了解三向应力状态的应力圆及单元体的表示法，复杂应力状态下的应变能密度重点二向应力状态的解析法和图解法难点应力状态分析的解析法与图解法第十二章一般应力状态下的强度设计准则及其工程应用（学分）2内容要求了解强度理论概念；理解关于脆性断裂的设计准则，理解关于屈服的设计准则；掌握圆轴承受弯曲与扭转共同作用时的强度设计方法，掌握圆柱形薄壁容器强度设计方法重点强度理论难点相当应力概念十三章压杆（柱）的稳定性分析与稳定性设计（学分）4内容要求了解压杆稳定性的概念；掌握各种约束条件下临界力的欧拉公式，经验公式的适用条件及临界力的计算；熟悉提高压杆稳定性计算；理解提高压杆稳定性的措施重点稳定性计算难点正确选择欧拉公式或经验公式第十四章材料力学中的能量方法（学分）6内容要求理解应变能概念；理解功的互等定理、位移互等定理；熟练掌握计算任意一点位移的莫尔方法，掌握单位载荷法，掌握计算直杆莫尔积分的图乘法；了解卡式定理重点互等定理，莫尔方法难点深入理解功的互等定理第十五章简单的静不定系统（学分）2内容要求了解静不定问题的概念；理解力法与正则方程；理解对称性与反对称性在求解静不定问题中的应用；掌握力法计算静不定问题的方法；了解空间静不定结构重点力法和正则方程难点静不定分析第十六章动载荷与动应力概述（学分）2内容要求熟悉动静法；掌握构件作等加速直线运动时、等速转动时及构件受冲击载荷作用时的动应力计算；了解冲击韧性的概念；了解冲击韧性的测试方法重点动应力计算难点动应力计算第十七章疲劳强度与构件寿命估算概述（学分）2内容要求了解交变应力及疲劳破坏的概念；熟悉交变应力的循环特征、应力幅和平均应力的概念及确定方法；了解疲劳强度的测试方法；理解疲劳寿命概念重点疲劳破坏的特点难点疲劳寿命概念理解

五、课程学时安排学时数对应课程目标章节号教学内容学生任务第一章材料力学概述.完成应变计算作业题课程目标2123轴向载荷作用下杆件的材料力学问.完成拉压内力、应力和拉压1第二章课程目标41题静不定作业题7第三章常温静载下材料的力学性能

41.完成拉伸实验报告课程目标

1.完成连接件强度计算作业课程目标11第四章连接件强度的工程假定计算2题课程目标

32.完成扭转内力、应力、强1课程目标1度刚度作业题7第五章圆轴扭转时的强度与刚度设计6课程目标

2.完成扭转实验报告2完成弯曲内力计算、剪力图

1.第六章剪力图与弯矩图课程目标41弯矩图作业题

4.完成弯曲正应力计算、强1课程目标1度计算作业题第七章平面弯曲正应力分析与强度计算86课程目标

2.完成弯曲实验报告

2.完成弯曲剪应力计算作业1题2第八章弯曲剪应力分析与弯曲中心的概念课程目标

21.讨论弯曲剪应力特点和可2能引起的破坏课程目标1斜弯曲、弯曲与拉伸或压缩同时作用L完成弯曲-拉压组合应力计算第九章4课程目标2时的应力计算与强度设计作业2题.完成弯曲变形计算作业16题第十章梁的位移分析与刚度问题课程目标

61.完成弯扭实验报告

2.完成应力应变分析计算作课程目标11第十一章应力状态与应变状态分析6业题课程目标73,完成强度计算作业题15课程目标一般应力状态下的强度设计准则及其1第十二章

2.讨论低碳钢和铸铁扭转破坏2课程目标工程应用2型式压杆（柱）的稳定性分析与稳定性.完成压杆稳定计算作业课程目标131第十三章4设计题课程目标

2.完成互等定理、莫尔方法和1第十四章材料力学中的能量方法课程目标61图乘法作业题

7.完成力法静不定计算作业1第十五章简单的静不定系统课程目标21题2动载荷与动应力概述完成动载荷计算作业题第十六章2L2课程目标

1.完成疲劳计算作业题课程目标第十七章疲劳强度与构件寿命估算概述2123

六、实践环节及基本要求序实验性实验实验项目名称学时基本要求学生任务号质类别低碳钢和铸铁拉伸测定低碳钢的弹性模量数据分析、撰验证性必做12实验E；测定低碳钢的力学性写实验报告数据分析、撰低碳钢和铸铁扭转实测定低碳钢的扭转的弹性验证性必做22写实验报告验模量G矩形、形、工字形梁测定梁在纯弯曲下的弯曲数据分析、撰T验证性必做32纯弯曲正应力试正应力分布规律；写实验报告数据分析、撰测定梁在弯扭组合变形不弯扭组合电测实验验证性必做42自立哈川告能力公布协律注.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；.实验类别指必做、选做等12

七、考核方式及成绩评定占总成绩比例考核内容考核方式评定标准（依据）到课率（满分分）缺课次扣511分；到课率、课堂讨论（其中实验课堂讨论（满分分）积极参与，观点30%3过程考核发言、平时作业和）新颖分，积极参与分，其他分；10%321实验报告平时作业（满分分）每次作业按125期末考核闭卷70考核类别考试成绩登记方式百分制

八、推荐教材与主要参考书（-）推荐教材.材料力学，范钦珊等，清华大学出版社，年月，第三版201410材料力学实验指导书，张竞，中国水利电力出版社，年月,第一版20107

（二）主要参考书.《材料力学》，刘鸿文，高等教育出版社，第六版

12017.7,。