工程材料力学性能课程教学规范

1、工程材料力学性能课程教学规范课程类别：专业课 课程性质：必修课面向专业：材料科学与工程学院金属材料工程一、 课程的性质、目的和任务 材料力学性能是材料科学学科的一门重要的必修课。该课程是在本科生学完了高等数学、大学物理、工程力学、金属工艺学、机械设计基础、材料科学基础、材料加工基础等课程基础上而开设的。本课程是以宏观强度理论、微观强度理论和断裂强度理论各自研究的成果统一成有机的、完整的科学规律，建成的学科体系，以材料力学性质的物理概念、微观组织结构与宏观力学性能之间的客观规律性联系为基本内容。是材料工程领域联系设计、选材和工艺的纽带。通过学习，使学生能够掌握宏观强度理论、微观强度理论和断裂强度

2、理论的基本规律，明确宏观力学性能是材料性质和微观组织结构的具体体现，能够从各种机器零件或构件最常见的服役条件失效现象出发，了解现象的微观机理，提出衡量材料失效的力学性能指标；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；分析各种内在因素和外在条件对力学性能指标的影响，为机械设计和制造过程中正确选择和合理使用材料提供依据，为研制新材料、改进和开发冷、热加工新工艺，充分发挥材料性能潜力指明方向，并为机器零件或构件的失效分析提供坚实的基础。二、课程的基本要求 本课程的基本内容是材料在各种服役条件下的力学行为、失效现象及其微观机理，各种力学性能指标的物理意义、工程意义、测试方法、

3、相互关系及其影响因素。 本课程的基本要求是：1） 掌握宏观强度理论、微观强度理论和断裂强度理论的基本理论和规律及其研究方法；2） 明确宏观力学性能是材料性质和微观组织结构的具体体现，能从各种机器零件的服役条件和失效现象出发，提出衡量材料失效抗力的正确指标；3） 了解材料力学性能指标的物理意义、工程意义、测试方法及其相互关系，掌握常用性能指标的试验方法；4） 会分析内部因素(成分、组织、冶金质量和缺陷等)和外界条件(温度、加载速度、应力状态、环境介质等)对材料宏观力学行为的影响； 5）为研究非金属材料和复合材料的力学性能打下基础； 6）为正确选择和合理使用材料、提高产品质量提供理论和实验基础。三

4、、教学内容第一章 金属在单向静拉伸下的力学性能 14学时 §11 拉伸力伸长曲线和应力应变曲线 §12 弹性变形 §13塑性变形 §14金属的断裂第二章 金属在其他静加载下的力学性能 4学时 §21 应力状态软性系数 §22 压缩 §23 弯曲 §24 扭转 §25 缺口试样静载荷试验 §26 硬度第三章 金属在冲击载荷下的力学性能 4学时 §31 冲击载荷下金属变形和断裂的特点 §32 冲击弯曲和冲击韧性 §33 低温脆性 §34 影响冲击韧性和韧脆转变

5、温度的因素第四章 金属的断裂韧度 6学时 §41 线弹性条件下金属的断裂韧性 §42 断裂韧度KIC的测试 §43 影响断裂韧性KIC的因素 §44 断裂韧性在工程中的应用第五章 金属的疲劳 6学时 §51 金属疲劳现象及其特点 §52 疲劳曲线及疲劳抗力 §53 疲劳裂纹扩展及疲劳门槛值 §54 疲劳过程及机理 §55 影响疲劳强度的因素 §56 低周疲劳第六章 金属的应力腐蚀和氢脆断裂 3学时 §61 应力腐蚀 §62 氢脆第七章 金属磨损和接触疲劳 5学时 §

6、71 磨损现象和耐磨性 §72 磨损机理 §73 磨损试验方法 §74 提高耐磨性的途径 §75 金属接触疲劳第八章 金属高温力学性能 2学时 §81 金属的蠕变现象 §82 蠕变变形与断裂机理 §83 金属高温力学性能指标及其影响因素 §84 其他高温力学性能第九章 聚合物材料力学性能 3学时 §91 聚合物材料的结构 §92 线性非晶态聚合物的变形 §93 结晶聚合物的变形 §94 聚合物的粘弹性 §92 聚合物的强度和断裂第十章 陶瓷材料力学性能 2学时 &#

7、167;101 陶瓷材料的结构 §102 陶瓷材料的变形与断裂 §103 陶瓷材料的强度 §104 陶瓷材料的硬度和耐磨性 §105 陶瓷材料的疲劳 §106 陶瓷材料的抗热震性第十一章 复合材料的力学性能 3学时 §111 复合材料的定义和性能特点 §112 单向复合材料的力学性能 §113 短纤维复合材料的力学性能 §114复合材料的断裂、冲击和疲劳四、 实验内容 本课程现安排示范教学实验一个，2学时；操作实验两个，4学时。 1、材料的硬度实验 2、系列冲击实验 3、断裂韧度、疲劳和金属的宏观断口示范实验五、推荐教材及主要参考书本课程选择的教材为机械工业出版社2003年7月版，束德林主编金属力学性能课本。 本课程的参考书主要有：1. 刘瑞堂等编 工程材料力学性能 哈尔滨工业大学出版社 20012. 弗里德曼.金属机械性能 机械工业出版社 1982 3. 黄明志等编 金属力学性能 西安交通大学出版社 1998 4. 郑修麟等编 材料力学性能 西工大出版社 1991 5. 哈宽富编 金属力学性质的微观理论 科学出版社 1982 6. 周敬恩 金志浩编 非金属工程材料 西安交通大学 1987 7. Lain le May Princ