材料力学A教学大纲

1、材料力学A一、课程说明课程编号：120704X10课程名称：材料力学 A / Mechanics of Materials A课程类别：学科基础课学时/学分：80/5先修课程：高等数学、大学物理、理论力学适用专业：工程力学教材：材料力学（第一版），主编，武汉大学出版社，2015年 教学参考书：.材料力学I、n （第五版），刘鸿文主编，北京：高等教育出版社. 2010 年.材料力学I、II （第五版），孙训方主编，北京：高等教育出版社.2009 年. Mechanics of Materials（第一版）James M.Gere著,北京：机械工业 出版社，2004年、课程设置的目的意义材料力学A

2、课程是为工程力学专业设立的一门学科基础课， 它是连接基 础课和专业课的桥梁，在工程力学专业的教学计划中占有重要的地位。课程设置 目的是通过学习材料力学 A这门课程，要求学生掌握工程结构中构件的强度、 刚度和稳定性问题的基本概念及必要的基础知识，掌握工程结构中构件的承载能 力分析和计算，培养学生在工程设计中有关力学方面的分析计算能力和解决工程 实际问题的能力；为学生进一步学习后续结构力学、实验力学、弹性 力学等其他技术基础课和专业课提供必要的理论基础，为进一步提高分析问题 和解决问题的能力奠定必要的力学基础。三、课程的基本要求知识：熟练绘制杆件四种基本变形的内力图， 并进行杆件的应力和位移、强

3、度和刚度的计算；掌握应力状态分析和强度理论，掌握组合变形下杆件的强度计 算；熟悉能量法的基本原理，掌握用能量方法计算构件的位移； 掌握简单超静定 问题的求解方法；理解压杆的稳定性概念，掌握轴向受压杆件的临界力计算方法 和压杆稳定性计算；掌握构件作等加速运动、匀速转动及受冲击作用时的应力和 变形计算方法；了解疲劳破坏的特点和基本概念，疲劳极限与影响构件极限的主 要因素。能力：掌握工程结构中构件的承载能力分析计算方法， 培养在工程设计中有 关力学方面的分析计算能力、培养严谨的科学推理、严密的逻辑思维、正确的工第1页/共6页程问题表达，掌握解决工程实际问题的一般方法； 在力学与工程实际问题的结合 中

4、培养创新意识，提高分析问题和解决问题的能力；素质：通过课程的学习、分析、讨论、辩论等环节培养学生与工程技术人员 沟通交流素质，提升对职业道德和责任感的理解，具备较强的专业团队合作精神； 通过课外导学的模式，提升自主学习和终身学习的意识，形成不断学习和适应社 会发展素质。四、教学内容、重点难点及教学设计章节教学内容总 学 时学时分配 讲课 （含研讨）实 践教学重点教学难点教学方案设计 （含教学方法、 教学手段）第1章 绪论材料力学的任务，变 形固体的基本假设， 截面法和内力，应 力、变形、应变，杆 件变形的基本形式。22材的亚基杆的 是学变的心形M 点力乐体WI变叔 重料任固本件基难点是变 形固

5、体的 基本假 设。用力学在工程 中广泛应用的 典型案例讲解 材料力学的重 要意义、材料力 学的任务和研 究内容。第2章 拉伸、压 缩与男 切轴力与轴力图，直杆 横砂面及斜it面的 应力，圣维南原理， 应力集中的概念；材 料拉伸及压缩时的 力学性能，材料的力 学指标；轴向拉压杆 的强度条件，安全因 数及许用应力；轴向 拉压杆的变形，纵向 变形与横向变形，节 点位移计算方法；拉 压杆件的应变能，拉 压超静定问题，温度 应力及装配应力；剪 切与挤压的实用计算。88伸时性的，压度向的， 拉缩学用而拉强轴杆唉才旨 十 料压力向的儿压物 材及的能力轴杆计拉变简单桁架 节点的位 移计算， 拉压静不 定问题求

6、 解，连接 件的受力 分析及剪 切面和挤 压面面积 的计算。教学思路：从外 力-内力-应力- 强度-变形-静不 定为主线进行 讲解.突出强度 计算和静不定 求解的方法，剪 切与挤压实用 计算的特点。教学模式：课外 自学和课上提 问抢答相结合； 课外作 业和课 堂讲解相结合； 专题辩论和分 组讨论相结合。第3章 扭转扭转概念，扭矩及扭 矩图，纯男切，切应 力互等定理，剪切胡 克定律，圆轴扭转的 应力和强度条件，圆轴扭转变形和刚度 条件，圆轴扭转时的 应变能，非圆截面杆的自由扭转简介。44互剪定扭力条扭形条 力h克轴应度轴变度 应叫胡圆的强圆的刚 切等切审转和作转和作圆轴扭转 时的应力 分析，非

7、圆截回杆 的自由扭 转。教学思路：通过 课堂讲授分析 圆轴的强度和 刚度计算方法， 通过课外作业 与分组讨论提 升学生对构件 承载力的分析 能力。教学模式：课外 自学和课上提 问抢答相结合； 课外作 业和课 堂讲解相结合； 典型案例分析 和课堂讨论相 结合。第4章 平面图截面的静矩与形心， 组合截面的静矩与44静矩、惯性 矩、惯性积形心主惯 性矩的计教学思路：以平 面图形的几何第2页/共6页章节教学内容息 学 时字时分配教学重点教学难点教学万条设计 （含教学方法、 教学手段）讲课（含研讨）实 践形的几 何 性质形心计算，惯性矩、 惯性积，极惯性矩， 平行移轴公式，转轴 公式。和轴应 算移的 计

8、行式。 的平公凡算，转轴 公式的应 用。性质量为基础， 通过课堂讲授 与讨论，突出静 矩、惯性矩和惯 性积的计算方 法。教学模式：课前 导学、课堂讲 授、课中提问抢 答、课外作业， 课后答疑讨论.第5章 甯曲内 力平囿肖1曲的概念，男 力方程与弯矩方程， 男力图与弯矩图，男 力、弯矩与载荷集度 之间的关系，利用微 分关系画梁的剪力 图、弯矩图，曲杆、 刚架内力图简介。叠 加原理，用叠加原理 作梁的剪力图和弯 矩图。88求指定截 面上的内 力#算，剪 力、弯矩与 载荷集度 之间的关 系，剪力图 与弯矩图 的绘制。载荷集 度、剪力 和弯矩之 间的微分 关系及其 应用，曲 杆、刚架 的内力图 绘制；

9、教学思路：以静 力平衡方程为基 础，建立剪力、 弯矩方程，建立 剪力、弯矩与载 荷集度之间的关 系，通过课堂讲 授和训练，着重 探讨剪力图、弯 矩图的绘制方 法。教学模式：课前 导学、课堂讲 授、课中提问抢 答、课外作业， 课后答疑讨论.第6章 甯曲应 力弯曲艾形的平囿假 设，弯曲正应力公 式，甯曲正应力的强 度条件，甯曲切应力公式和和切应力强 度条件，提高弯曲强 度的措施，开口薄壁 截面梁的弯曲切应 力流和甯曲中心，两 种材料组合梁的弯 曲正应力分析，梁的 极限弯矩与塑性较。1010应弯力条切，应度 正t,应度加X切强 曲.正强弯小曲的小 弯”曲的作应弯力豺开口薄壁 截面梁的 甯曲切应 力流

10、和弯 曲中心。 两种材料 组合梁的 甯曲正应 力分析， 梁的极限 弯矩与塑 性较。教学思路：通过 弯曲应力公式 的推导，突出梁 的弯曲理论的 本质，强调梁的 弯曲强度的分 析与计算。教学模式：课外 自学和课上提 问抢答相结合； 课前导学和课 堂作业相结合； 一般归纳和重 点解析相结合。第7章 弯曲艾形弯曲艾形的基本概 念，梁的挠曲线近似 微分方程，积分法求 梁变形，叠加法求梁 变形，梁的刚度校 核，提高梁弯曲刚度 的措施，简单超静定 梁求解。66梁的挠曲 线近似微 分方程，叠 加法求梁 的变形，简 章超静定 梁求解。积分法中 利用边界 条件和连 续条件确 定积分常 数；叠加 法中用逐 段刚化法

11、 求梁的挠 度和转 角；教学思路：以梁 的挠曲线近似微 分方程为基础， 突出求梁位移的 积分法和叠加 法，结合梁的变 形计算，强调梁 的刚度计算和静 不定问题求解。 教学模式：课前 导学、文献查 阅、课堂讲授、 课中提问抢答、 课外作业，组织 专题讨论，课后第3页/共6页章节教学内容息 学 时字时分配 讲课 （含研讨）实 践教学重点教学难点教学万条设计 （含教学方法、 教学手段）答疑讨论。第8章 应力状 态分析 和强度 理论应力状态的概念，平 面应力状态分析的 解析法及图解法，三 向应力状态分析，广 义胡克定律，体积应 变，三向应力状态卜 应变能密度、体积应 变能密度、畸变能密 度的概念。强度

12、理论 的概念，取人拉应力 理论，最大拉应变理 论，最大切应力理 论，畸变能理论，莫 尔强度理论。1010态平状的及广定常理应 状，力析法尢克脚度其 力幅应分析解胡四强及。 应削面态解图义#o用论凡三向应力 状态，广 义胡克定 律。断裂 失效准则 和屈服失 效准则教学思路：以埋 论分析方式讲 授应力应变状 态分析、广义胡 克定律；以总结 的方式介绍常 用强度理论；以 实例分析的方 式探讨强度理 论的应用；教学模式：课前 导学、课堂讲 授、课中提问抢 答、课外作业， 课后答疑讨论。第9章 组合变 形组合变形的概念，斜 弯曲，拉压与弯曲的 组合变形，扭转与弯 曲的组合变形，偏心 压缩和截回核心。66

13、组合变形 下杆件的 强度计算， 截面核心 的确定。杆件的受 力分析， 危险截面 和危险点 的确定。教学思路：以分 析方式讲授斜 弯曲、拉弯组 合、弯扭组合和 偏心压缩等；以 实例分析的方 式探讨各种组 合变形的强度 计算；教学模式：课前 导学、课堂讲 授、课中提问抢 答、课外作业， 课后答疑讨论。第10章 压杆稳定压杆稳定的概念，细 长压杆临界载荷的 欧拉公式，杆端/、同 约束的影响，长度系 数，欧拉公式的应用 范围，临界应力、经 验公式、临界应力总图，压杆的稳定校 核，安全因数法，稳 定因数法，提高稳定性的措施。44压杆稳定 的概念，细 长压杆临 界载荷的 欧拉公式， 压杆临界 应力总图，

14、压杆的稳 定性计算。用稳定因 数法进行 压杆的截 面设计。教学思路：通过 典型案例引出 压杆稳定的重 要性；以理论分 析方式讲授柔 度、临界应力、 欧拉公式、经验 公式、临界应力 总图等基本理 论；以例题分析 和讨论的方式 探讨压杆稳定 的校核； 教学模式：课前 导学、课堂讲 授、课外文献查 阅、专题辩论、 课外作业、课后 答疑讨论。第11章 能量法杆件应变能的计算， 功的互等定理、位移88卡氏第二 定理，单位余能定 理，虚功教学思路：以互 等定理、余能原第4页/共6页章节教学内容息 学 时字时分配 讲课 （含研讨）实 践教学重点教学难点教学万条设计 （含教学方法、 教学手段）和静不 定 结构

15、互等定理，余能定 理，卡氏第二定理， 虚功原理简介，单位 载荷法与莫尔定理。 力法正则方程，用力 法解静不定问题。载荷法与 莫尔定理。利用力法 求解静不 定问题。原理。静 定基或相 当系统的 选取。理、虚功原理为 基础，着重探讨 卡氏定理和莫 尔定理，以实例 分析的方式探 讨能量法在静 不定问题求解 中的应用；教学模式：课前 导学、课堂讲 授、课外文献查 阅、专题辩论、 课外作业、课后 答疑讨论。第12章 动载荷构件作等加速运动 和匀速转动时的应 力计算，冲击时的应 力和变形计算，提高 构件抗冲击能力的 措施。44法件速匀时计量冲应形 静构加和动力能行的变 动行等动转应用进时和生 用进作运速的

16、法击力计数移和 母立义 荷怖意MO 动中的计教学思路：以分 析方式讲授构 件作等加速运 动和匀速转动 时的应力计算； 以实例方式讲 授构件冲击时 的应力和变形 计算；教学模式：课前 导学、课堂讲 授、课外文献查 阅、课堂讨论、 课外作业、课后 答疑讨论。第13章 交艾应 力与疲劳 强度疲劳破坏的特点和 基本概念，S-N曲线 及材料的疲劳极限， 影响构件的疲劳极 限的主要因素，构件 的疲劳强度计算。44S-N 曲线 及材料的 疲劳极限， 影响构件 疲劳极限 的主要因 素，构件的 疲劳强度 计算。构件的疲 劳强度计 算。教学思路：将本 章内容分为四 个专题模块，学 生分组课外准 备、课堂分组汇 报与讨论。教学模式：课前 导学、课外文献 查阅、课堂分组 讨论，课堂点