材料力学课程教学大纲

材料力学课程教学大纲课程编号：09151080课程名称：《材料力学》／MechanicsofMaterials学时：60学时学分：3.5适用专业：机械设计制造及其自动化开课学期：4开课部门：物理科学与工程技术学院先修课程：《高等数学》、《普通物理学》、《理论力学》、《机械制图》等考核要求：考试使用教材及主要参考书：①刘鸿文主编，《简明材料力学》第3版，高等教育出版社，2015.6②范钦珊主编，《材料力学》，北京:清华大学出版社，2015③顾志荣等，《材料力学学习方法及解题指导》，同济大学出版社，2014④《材料力学》[美]S.铁摩辛柯科学出版社出版⑤单辉祖编著，《材料力学》，Ⅰ、Ⅱ册，机械工业出版社.2015⑥刘鸿文主编，《材料力学》第五版，Ⅰ、Ⅱ册，高等教育出版社，2014⑦毕谦等主编，《材料力学》，重庆大学出版社，2013一、课程的性质和任务1、课程的性质：必修类学科主干课程。2、课程的目的和任务材料力学是一门技术基础课。它为工程设计提供了有关强度、刚度和稳定性计算的理论和方法。通过对《材料力学》的学习，使学生掌握应用材料力学知识解决实际工程问题的能力。二、教学目的与要求1、通过本课程的各个教学环节，达到以下基本要求：（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）具有对一般结构或超静定杆件结构在受力情况下进行应力和位移、强度和刚度的计算的能力；（3）会对各类受力杆件结构进行应力状态分析，且会用强度理论解决一些复杂的材料力学问题2、通过学习本课程，应具备以下能力：（1）对材料力学中的基本概念、假设和结论有正确理解的能力；（2）基本了解材料力学应用的工程背景，具有将一般构件简化为力学简图的分析能力；（3）具有处理杆类构件强度、刚度及稳定性等力学问题的基本方法的能力；（4）对金属材料的力学性能有所了解，具有一定的计算能力与设计能力。三、学时分配章节课程内容学时1绪论主要介绍：材料力学的的基本任务，对研究对象变形固体作出基本假设，介绍一些基本概念，介绍四种杆件变形的基本形式22轴向拉伸与压缩本章介绍：轴向拉杆的概念，截面法求轴力，轴向拉压杆的应力及强度计算，轴向拉压杆的变形及刚度计算，简单超静定情况求解83材料在拉伸和压缩时的力学性能自学4剪切主要介绍连接件的实用计算，包括剪切与拉压计算25扭转扭转变形的概念，截面法求扭矩，扭转变形轴的应力及强度计算，扭转轴的变形及刚度计算，简单超静定情况求解66弯曲时的内力本章介绍弯曲变形的概念，截面法求解弯曲内力-剪力，弯矩，介绍快速作图法47弯曲时的应力介绍平面弯曲横截面上的正应力及剪应力求解，弯曲梁的强度计算，截面惯性矩计算48梁的变形及简单超静定梁介绍积分法，叠加法求解弯曲梁的变形-挠度，转角，梁的刚度计算，简章超静定梁的计算49能量法自学10应力状态和强度理论应力状态分析的概念，要领，平面应力状态下的应力计算，复杂应力状态分析，广义虎克定律，介绍强度理论的概念，强度理论解决复杂应力状态下的应力计算问题811组合变形拉压弯组合变形，弯扭组合变形412压杆的稳定压杆临界载荷与临界应力选择计算213动载荷有加速度的动荷，冲击载荷，交变载荷2复习总结2四、教学中应注意的问题1、主要教学方法与手段课堂教学主要以讲授为主，自学、讨论、演练相结合，采用启发式、问题探讨式、引探式教学。如教学条件许可，采用不同教学手段如电视录象、教具模型、CAI课件等进行演示。2、课外自学要求为更好地使学生掌握基本理论、基本知识和基本技能，培养学生的独立工作能力，安排一定的自学内容，进行分析讨论，进一步引导学生巩固和加强所学知识，并纠正学生在学习过程中所易发生的错误。《材料力学》课程涉及的概念较多，解题方法灵活多样，对于一些工程实际问题，更需要分析和解决问题的能力，因此必须通过做练习题来加深对概念的理解和掌握，熟悉基本公式、基本方法的运用，从而达到理解、掌握所学知识的目的。因此独立完成作业是学好本课程的重要手段。作业分为必做和选做两类。必做作业是基本教学所要求的，每个学生都要认真完成；选做作业涉及提高部分的内容，供不同层次的学生选做。每次课后布置2-5题作业。五、教学内容第一章绪论1．基本内容1.1材料力学的任务1.2变形固体的基本假设1.3内力、应力和截面法1.4位移、变形与应变1.5杆件变形的基本形式2．教学基本要求理解内力应力，应变的概念，会用截面法求解内力，会计算简单的应变3．教学重点难点本章为一般介绍，了解即可4．教学建议使用课件，实体受力模拟教学第二章轴向拉伸与压缩1．基本内容2-1概述2-2轴力和轴力图2-3轴向拉、压杆横截面上的应力2-4轴向拉、压杆斜截面上的应力2-5轴向拉、压杆的强度条件及其应用2-6轴向拉、压杆的变形2-7简单静不定问题2．教学基本要求会画轴力图会计算轴向拉压的强度问题能求解简单的一次超静定问题会应用胡克定律求解变形问题3．教学重点难点【本章重点】(1)轴向拉伸与压缩时横截面上的内力和应力；(2)轴向拉伸或压缩时的变形；(3)胡克定律；【本章难点】静不定问题及其求解思路和方法。4．教学建议使用课件，多布置作业第四章剪切1．基本内容4-1概述4-2连接件的实用计算2．教学基本要求了解连接件的剪切破坏与挤压破坏问题的计算②掌握连接件的剪切破坏与挤压破坏问题的计算3．教学重点难点【本章重点】连接件的剪切与挤压现象的分析与计算【本章难点】连接件的剪切面的分析，理解挤压面与挤压计算面积的异同之处4．教学建议多练习第五章扭转1．基本内容5-1概述5-2外力偶矩的计算扭矩和扭矩图5-3薄壁圆筒的扭转5-4圆轴扭转时的应力和强度计算5-5圆轴扭转时的变形和刚度计算2．教学基本要求理解圆轴扭转变形的要领②掌握圆轴扭转变形时的强度，刚度计算③会求解简单的圆轴扭转静不定问题3．教学重点难点【本章重点】(1)圆轴扭转时的应力公式的推导及其应用；(2)圆轴扭转时的扭转角和单位扭转角的计算；(3)圆轴扭转时的强度与刚度的计算。【本章难点】圆轴扭转时的静不定问题及其求解。4．教学建议使用课件，多练习第六章弯曲内力1．基本内容6-1概述6-2梁的计算简图6-3剪力和弯矩6-4剪力图和弯矩图6-5弯矩、剪力和分布载荷集度间的关系2．教学基本要求①理解弯曲内力的概念②理解载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系的几何意义③会应用载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系绘制剪力图及弯矩图④了解刚架结构的内力图绘制3．教学重点难点【本章重点】(1)弯曲的内力：剪力和弯矩；(2)梁和刚架的剪力图和弯矩图的绘制；(3)利用载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系的几何意义直接绘制剪力图和弯矩图。【本章难点】利用载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系的几何意义直接绘制剪力图和弯矩图。4．教学建议使用课件，多布置作业第七章弯曲应力1．基本内容7-1概述7-2平面弯曲时梁横截面上的正应力7-3惯性矩计算·平行移轴公式7-4梁的剪应力7-5弯曲时的强度条件7-6提高梁强度的措施2．教学基本要求理解纯弯曲时应力概念会分析简单截面的正应力分布会计算弯曲正应力强度掌握提高弯曲强度的一系列措施3．教学重点难点【本章重点】(1)纯弯曲时的正应力计算公式；(2)弯曲时的正应力强度条件；(3)几种常见提高弯曲强度的措施。【本章难点】(1)弯曲剪应力计算公式；(2)弯曲剪应力强度条件。4．教学建议使用课件，多练习第八章弯曲变形1．基本内容8-1概述8-2挠曲线的近似微分方程及其积分8-3用叠加法求梁的变形8-4梁的刚度条件和提高梁刚度的措施8-5简单超静定梁的解法2．教学基本要求掌握积分法及叠加法求解梁的变形了解提高梁弯曲变形刚度的措施会用比较变形法求解简单超静定梁的变形问题3．教学重点难点【本章重点】(1)挠曲线的微分方程的建立；(2)对挠曲线的微分方程进行积分。【本章难点】简单静不定梁求解的思路和方法。4．教学建议多练习第十章应力状态和强度理论1．基本内容10-1应力状态概述10-2向应力状态分析10-3三向应力状态，下的最大应力10-4广义虎克定律·三向应力状态下的弹性比能10-5强度理论的概念10-6常用的四个强度理论10-7强度理论的应用2．教学基本要求掌握应力圆法及解析法求解二向应力状态问题理解应力圆的概念会画应力圆理解广义胡克定律会应力广义胡克定律求解实际问题理解四个常用的强度理论3．教学重点难点【本章重点】(1)二向应力状态分析——解析法；(2)应力圆的绘制及其应用；(3)广义胡克定律；(4)四种常用强度理论。【本章难点】应力圆的绘制及其应用。4．教学建议使用课件，采用模拟教学法第十一章组合变形1．基本内容11-1概述11-2拉伸（压缩）与弯曲组合变形时的强度计算11-3扭转与弯曲组合变形时的强度计算2．教学基本要求会选用不同的强度理论解决问题掌握拉（压）弯组合变形求解掌握扭弯组合变形求解理解扭弯组合变形的原理3．教学重点难点【本章重点】(1)求解拉伸或压缩与弯曲的组合的原理和方法；(2)求解扭转与弯曲的组合的原理和方法。【本章难点】求解扭转与弯曲的组合的原理和方法。4．教学建议多练习第十二章压杆稳定1．基本内容12-1概述12-2细长压杆的临界力12-3欧拉公式的适用范围中、小柔度杆的临界应力12-4压杆稳定的实用计算2．教学基本要求掌握临界应力总图的应用理解欧拉公式的应用范围了解提高压杆稳定的措施3．教学重点难点【本章重点】(1)两端铰支细长压杆的临界压力；(2)其它支承条件细长压杆的临界压力(3)用安全系数法进行压杆稳定性的校核。【本章难点】用安全系数法进行压杆稳定性的校核。4．教学