材料力学课程 教学大纲

1、材料力学课程教学大纲一、课程的性质和任务材料力学是一门技术基础课。通过材料力学的学习，要求学生对杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念、必要的基础理论知识、比较熟练的计算能力、一定的分析能力和实验能力。本课程在高级工程技术人才的培养过程中，具有建立专业技术基础，培养开发创新能力的作用。二、课程的基本内容第一章、绪论材料力学的任务，本课程的特点与应用、发展变形固体的基本假设，外力及其分类，内力、截面法和应力的概念，变形与应变，杆件变形的基本形式。重点掌握截面法、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。第二章、拉伸、压缩与剪切轴向拉伸与压缩的概念与实例，轴向拉伸或压

2、缩时横截面上内力和应力，直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力，材料在拉伸时的力学性能，材料在压缩时的力学性能，温度和时间对材料力学性能的影响，失效、安全系数和强度计算，轴向拉伸或压缩时的变形，轴向拉伸或压缩时的变形能，拉伸、压缩静不定问题，温度应力和装配应力，应力集中的概念，剪切和挤压的实用计算。掌握拉（压）杆的内力、应力、位移、变形和应变概念。掌握单向拉压的胡克定律，掌握材料的拉、压力学性能，了解测试方法。掌握强度条件的概念，会进行拉压强度和刚度计算。建立应力集中的概念。掌握剪切、挤压的概念和实用计算。第三章、扭转扭转的概念和实例，外力偶矩的计算，扭矩和扭矩图，纯剪切，圆轴扭转时的应力，圆轴扭

3、转时的变形，圆柱形密圈螺旋弹簧的应力和变形，非圆截面杆扭转的概念，薄壁杆件的自由扭转。掌握纯剪概念，剪切胡克定律，切应力互等定理。掌握轴的内力，圆轴扭转应力和变形，建立强度和刚度条件，会进行扭转强度和刚度的计算。了解非圆截面杆扭转。第四章、弯曲内力弯曲的概念和实例，受弯杆件的简化，剪力和弯矩，剪力方程和弯矩方程，剪力图和弯矩图，载荷集度、剪力和弯矩间的关系，平面曲杆的弯曲内力。掌握平面弯曲内力，能够计算较复杂受载下的内力，列内力方程，利用载荷集度、剪力和弯矩间的关系画内力图。第五章、弯曲应力纯弯曲，纯弯曲时的正应力，横力弯曲时的正应力，弯曲剪应力，关于弯曲理论的基本假设，提高弯曲强度的措施。掌

4、握对称与非对称截面梁的弯曲正应力，弯曲切应力，进行弯曲强度计算。掌握弯曲中心的概念。第六章、弯曲变形工程中的弯曲变形问题，挠曲线的微分方程，用积分法求弯曲变形，用叠加法求弯曲变形，简单静不定梁，提高弯曲刚度的一些措施。掌握弯曲变形有关概念，包括挠度、转角、挠曲线的微分方程，会用积分法求弯曲变形和用叠加法求弯曲变形。建立静不定梁的解题思路。第七章、弯曲的几个补充问题非对称弯曲，开口薄壁杆件的剪应力，弯曲中心，用奇异函数求弯曲变形，有限差分法。掌握非对称弯曲和弯曲中心等概念，了解开口薄壁杆件的剪应力，用奇异函数求弯曲变形，有限差分法等内容。第八章、应力和应变分析强度理论应力状态概述，二向和三向应力

5、状态的实例，二向应力状态分析解析法，二向应力状态分析图解法，三向应力状态，位移与应变分量平面应变状态分析，广义胡克定律，复杂应力状态的变形比能，强度理论概述，四种常用强度理论，莫尔强度理论，构件含裂纹时的断裂准则。这是本课程的重点和难点。要求很好掌握平面应力状态下的应力分析方法，掌握三向应力状态下的主应力和最大切应力的概念。正确理解广义胡克定律，熟练运用。掌握各向同性材料的关系。正确理解常用强度理论及其应用。第九章、组合变形组合变形和叠加原理，拉伸或压缩与弯曲的组合，偏心压缩和截面核心，扭转与弯曲的组合，组合变形的普遍情况。掌握组合变形下杆件的强度计算，会进行复杂受载下杆件强度的分析。第十章、

6、能量方法能量方法的概述，杆件变性能的计算，变形能的普遍表达式，互等定理，卡氏定理，虚功定理，单位载荷法，莫尔积分，计算莫尔积分的图乘法。掌握外力功与弹性应变能的概念，会用能量方法（卡氏定理或单位力法）计算位移。第十一章、静不定结构静不定结构概述，用力法解静不定结构，对称及反对称性质的利用，连续梁及三弯矩方程。掌握静不定结构的分析方法，会计算一次超静定问题。第十二章、动载荷概述，动静法的应用，强迫振动的应力计算，杆件手冲击时的应力和变形，冲击韧性。掌握动载荷的惯性问题和冲击应力的有关概念，理解动态问题的特殊之处。第十三章、交变应力交变应力与疲劳失效，交变应力的循环特征、应力幅和平均应力，持久极限

7、，影响持久极限的因素，对称循环下构件的疲劳强度计算，持久极限曲线，不对称循环下构件的疲劳强度计算，弯扭组合交变应力的强度计算，变幅交变应力，提高构件疲劳强度的措施。掌握交变应力与疲劳失效，交变应力的循环特征、应力幅和平均应力，持久极限，影响持久极限的因素，对称循环、不对称循环等概念，会进行简单的疲劳强度计算。第十四章、压杆稳定压杆稳定的概念，两端铰支细长压杆的临界压力，其他支座条件下细长压杆的临界应力，欧拉公式的适用范围，经验公式，压杆的稳定校核，提高压杆稳定性的措施，纵横弯曲的概念。掌握稳定性概念，掌握轴向受压杆的临界力与临界应力、压杆的柔度的概念。会进行压杆稳定性校核。附录、平面图形的几何

8、性质静矩和形心，惯性矩和惯性半径，惯性积，平行移轴公式，移轴公式，主惯性轴。掌握截面几何性质，重点掌握静矩、惯性矩、惯性积等概念和平行移轴、转轴公式。三、课程应达到的要求1、对材料力学的基本概念和基本分析方法有明确的认识。2、具有将一般杆类构件简化为力学简图的初步能力。3、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。4、对应力状态理论与强度理论有明确的认识，并能将其应用于组合变形下杆件的强度计算。5、熟练掌握简单一次超静定问题的求解方法。6、对能量法的有关基本原理有明确的认识，并能熟练地掌握一种计算位移能量方法。7、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。8、对低碳钢和灰口铸铁的基本力学性能及其测试方法有初步认识。9、对于电测实验应力分析的基本原理和方法有初步认识。四、几点说明1、本大纲适用于多学时类的航空主机、土建等专业。2、在材料力学教学中，实验是一个重要环节。要单独设