材料力学课件：材料力学课程（32学时）教学大纲2014.02 （第一章）

1、材料力学课程教学大纲课程名称：材料力学Mechanics of Materials（固体力学基础 Foundation of Solid Mechanics）课程代码：20314800课程学分/学时：2 / 32先修课程：高等数学、线性代数、大学物理开课学院：材料与化学工程学院（03）开课学期：春季一、课程的性质、任务 材料力学是变形体力学的最基础课程。固体力学（即变形体力学）是研究固体材料的变形、流动和断裂的一门科学。它是材料科学专业的一门理论性较强的重要的技术基础课程。本课程的基本任务是为了提高材料工程类专业学生的力学基础素养，使之掌握该专业所必需的固体力学基本概念、基本方法和基

2、础理论，培养学生具备一定的力学分析计算能力和基本的力学实验技能，为学习后续专业课程奠定必要的力学基础。教学的同时注意结合本课程的特点培养学生的辩证唯物主义观点。二、课程的基本要求通过本课程的教学，应使学生达到下列基本要求： 1理论力学静力学是系统学习力学课程的必要基础。因此要求学生理解并掌握理论力学静力学的有关概念和理论。了解几种常见的约束类型的性质及静力学基本公理。较熟练地掌握对物体进行受力分析的方法。 2了解静力学的基本任务。理解并掌握力线的平移定理。熟悉各类平面力系的简化方法和结果。掌握各类平面力系的平衡条件，并能熟练地应用它们去求解物体（或物体系）的平衡问题。简单了解空间力系的简化结果

3、、力对轴之矩的概念及重心的概念。3理解并掌握固体力学的有关基本概念：对固体力学分析问题、解决问题的基本方法和思路有明确的认识。4掌握一维工程构件三种基本变形的内力、应力和变形的分布变化规律、基本分析方法以及计算方法。5清楚了解研究测试固体材料力学性质的意义和方法，对常见固体材料（典型的金属材料和岩石）的力学性质和测定方法有基本认识和掌握。了解电测应力方法的基本原理。6对应力、应力状态、应变、应变、应变状态的概念有较明确的认识。较熟练掌握应力分析理论和应变分析理论。7理解和掌握固体材料弹性变形和塑性变形的主要特征，对屈服函数、主应力空间、屈服面、屈服曲线、屈服条件等概念有较明确认识。熟悉掌握强度

4、理论：最大拉应力理论、最大剪应力理论、形状改变比能理论、莫尔强度理论和库仑-纳维叶剪切强度准则的基本观点、适用范围、表达形式和工程应用。8. 掌握固体材料和构件的强度、刚度和稳定性分析计算的基本理论和基本方法。三、课程基本教学内容第一部分：理论力学静力学第一章 静力学的基本概念1静力学及其任务、刚体、平衡、平衡条件、力及其分类；2静力学基本公理；3约束和约束反力、物体的受力和受力图、力系及其分类。 第二章 平面力系及其平衡条件1平面汇交力系及其平衡条件；2力对点之矩、力偶；3平面力偶系及其平衡条件；4力线的平移定理；5平面一般力系向其平面内一点的简化及其简化结果的讨论；6合力矩定理、平面一般力

5、系的平衡条件、物体系的平衡；7静定和静不定问题的概念。 第三章 摩擦1摩擦现象及其在工程地质中的重要性；2静滑动摩擦、静滑动摩擦定律；3摩擦角和自锁现象；4考虑摩擦时物体的平衡问题。 第四章 空间力系及其平衡条件、重心1力对轴之矩；2空间力系的平衡条件简介；3重心的概念及其公式简介。第二部分：材料力学（弹塑性力学基础）：第一章：绪论及附录 1固体力学的研究对象、方法和任务；2基本假设；3. 张量的概念、下标记号法和求和约定。第二章：应力理论 1应力的概念及其符号；2一点的应力状态、应力张量的描绘与转换；3三维应力状态下的主应力和方向；4应力张量不变量；5三维空间应力圆和最大（最小）剪应力；6应

6、力椭球；7应力张量的分解；8主偏应力和应力偏量不变量；9等倾角上的正应力和剪应力以及等效应力；10平衡微分方程；11边界条件。第三章：变形几何理论 1位移、应变分量、几何方程；2一点的应变状态和应变分量转换方程；3主应变和体积应变；4应变张量的分解；5应变偏量不变量和等效应变；6应变协调方程；7应变速率、应变分量的增量和应变莫尔圆；8物体表面应变测量问题。第四章：本构理论 1弹性变形和塑性变形的主要特点；2塑性力学的附加假设；3弹塑性力学中常用的简化力学模型；4广义虎克定律、弹性应变能函数、弹性常数间的关系；5屈服函数、主应力空间、常用屈服条件；6岩土材料的变形模型与强度准则； 第五章：弹性与

7、塑性力学的基本解法1基本方程；2弹塑性力学问题的提法；3按位移求解弹性力学问题；4按应力求解弹性力学问题；5圣文南原理、叠加原理。第六章：一维工程构件三种基本变形简介1一维工程构件三种基本变形；2构件三种基本变形时的内力、应力和变形分析计算；3构件基本变形时的强度分析和刚度分析；附：实验项目：固体材料轴向拉伸（压缩）试验；四、本课程与其它课程的联系本课程是一门理论性较强的技术基础课，是以高等数学、大学物理等基础课为基础，为学习专业基础课程提供理论基础，培养学生的变形体力学分析和计算的基本能力。五、课程学时分配本课程总学时为56学时，具体学时分配建议如下表所示：章 次教 学 内 容学 时讲 课实 验一引言、静力学基本概念和受力分析2二平面力系及其平衡条件4三空间力系及其平衡条件、重心2四绪论及固体力学基本概念2五应力理论6六应变理论（几何变形理论）4七强度理论、本构理论6八弹塑性力学问题的求解2九构件三种基本变形简介2十固体材料轴向拉压试验2学 时 合 计：3230 + 2 = 32六、教材及教学参考书1. 哈尔滨工业大学理论力学教研室编，简明理论力学，北