材料力学教学教育详细方案资料(模版)

\\教 案2018～2019学年第一学期学院(系、部)课程名称授课班级主讲教师感谢阅读职 称使用教材

机电工程学院材料力学级机械设计制造及自动化本科班XXXXXX《材料力学》北航出版社2014版机电工程学院课程名称类别任课教师授课对象基本教材和主要参考资料教学目的要求教学重点难点

\\课程概况课程编号总计：材料力学48学分学时讲课：必修课（√）选修课（）理论课（）实验课（）44学时实验：4学时XXX职称XXX上机：学时专业班级：16级机械设计制造及自动化、材料、汽服本科共个班1、基本教材：基本教材：北航出版社2014版《材料力学》精品文档放心下载2、主要参考资料：主要参考资料：刘鸿文编《材料力学》谢谢阅读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，必要的基础知识，比较熟练的计算能力，一定的分析能力和初步的实验能力。同时为《机械设计》、《机械制造》等专业课的学习打下必要的基础。感谢阅读重点：（1）内力，应力的概念，求内力的基本方法----截面法。感谢阅读（2）内力方程及内力图的绘制。（3）材料力学的一般分析方法，即综合考虑构件静力平衡关系，变形几何关系和物理这三个方面的方法。感谢阅读（4）明确胡克定律的内容及适用范围。（5）正确建立强度条件进行强度计算。（6）掌握压杆稳定的概念，欧拉公式的建立及其适用范围，并对压杆进行稳定校核。精品文档放心下载难点：（1）对超静定问题的分析及解法；（2）应力状态与应变状态分析；（3）强度理论的概念，如何正确选择和运用强度理论。\\课程教案授课时间第1周周第节课次1授课方式理论课(√)讨论课□实验课□习题课□其他□课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：绪论主要教学方法与手段本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：谢谢阅读了解课程的主要内容和学习任务，理解变形固体的基本假设，分析构件的基本变形。谢谢阅读教学重点及难点：重点：构件强度、刚度和稳定性的概念难点：应力、位移和应变教学基本内容及过程一．材料力学研究的主要内容：研究构件的强度、刚度和稳定性。感谢阅读1．构件：工程结构或机械的各组成部分（如建筑物的梁和柱，机床的轴等）统称为构件。当工程结构或机械工作时，构件一般都承受一定的外力或重物的重量（如建筑物的梁受自身重力和其它物体（楼板）的重力作用，机床主轴受传动力和切削力的作用）这些外力和重量称为载荷（或荷载）。为保证工程结构或机械安全、正常地工作，构件应有足够的能力负担起应当承受的载荷（又简称承载能力），因此应当满足下列要求：感谢阅读（1）强度要求构件的强度是指构件抵抗破坏的能力。（在规定的载荷作用下，构件当然不应破坏）精品文档放心下载（2）刚度要求构件的刚度是指构件抵抗变形的能力。（在载荷作用下，构件即使有足够的强度，但变形过大，仍不能正常。（如房屋的楼板梁、机床主轴等书例）感谢阅读（3）稳定性要求构件的稳定性是指构件保持其原有平衡形态的能力。（本书以压杆为例）精品文档放心下载一般说来，构件满足上述三方面要求，构件就能安全、正常地工作，（但对具体构件又往往有所侧重，如储气罐—强度，车床主轴—刚度，受压直杆—稳定性。）（此外还有相反的要求：防超载—安全销先破坏，缓冲作用—车辆的缓冲弹簧应较大变形。）二．构件的力学模型及基本假设(变形固体的基本假设)精品文档放心下载工程构件一般由固体材料制成，如金属与合金、工业陶瓷、聚合物等。（材料的四大家族：金属、陶瓷、塑料、（高分子材料）结合已学过的《机械工程材料》课讲授。）精品文档放心下载在载荷作用下，一切构件都将发生变形，所以构件一般都是变形固体。而变形体在外力作用下产生的变形分为弹性变形与塑性变形。弹性变形是指作用在变形体上的外力去掉后可完全消失的变形，如果外力去掉后，变形不能全部消失而留存残余变形，此残余变形称为塑性变形。精品文档放心下载固体有多方面的属性，研究角度不同侧重面各不一样，在静力学中将固体抽象为刚体。在材料力学中研究对象是变形固体，在研究构件的强度、刚度和稳定性时，同样为精品文档放心下载为抽象出力学模型，掌握与问题有关的主要属性，略去一些次要因素，对变形体作如感谢阅读\\下的基本假设：1）连续、均匀性假设连续是指构件材料内部没有空隙，（物质毫无空隙地充满了固体的体积，空隙与构件尺寸相比极其微小）均匀性是指材料的力学性质各处都一样，（金属晶粒位向、数量极多且无规则排列—统计平均值）感谢阅读2）各向同性假设认为材料沿不同方向具有相同的力学性质。（单个晶粒不同，极多且无规则排列——沿各个方向接近相同）感谢阅读总之，研究构件受力后其内部的力学响应时，除非有特别提示（如非均匀介质材料、各向异性材料、含宏观缺陷及裂纹材料等）一般将材料看成是由连续、均匀、各向同性的介质组成。因此，从构件中任意取出一小部分（单元体）时，它的力学性质（力学性能）和力学行为可以代表此构件内任何部分的力学性质和力学行为。感谢阅读附加：小变形假设：工程中大多数构件在载荷作用下其几何尺寸的改变量（变形量）与构件本身的尺寸相比通常是很微小的，这类变形称为小变形，材料力学研究的问题限于小变形的情况，假设构件的变形与其原始尺寸相比很小，由于变形很小，因而在分析构件的平衡关系时，可以不考虑外力作用点由于构件变形所产生的位移而按构件的原有形状和尺寸计算，这种方法称为“原始尺寸原理”，其结果一般都能与实验结果较好地吻合。（例：悬臂梁自由端作用一集中力，求固定端反力偶时可不考虑梁弯曲时引起的力矩计算时力臂的改变，仍按直梁计算—原始尺寸原理。）精品文档放心下载三，应力1）外力和内力 外力：主动力+反力=载荷内力：物体因外力作用而变形，其内部各部分之间因相对位置改变而引起的相互作用力就是内力，它与构件所受的外力密切相关，随着外力变化而变化，即随外力增大而增大，（随外力消失而消失）当达到某一极限值时，就会引起构件破坏，因而它与构件的强度密切相关的。感谢阅读为了进行构件的强度计算，必须由已知的外力确定未知的内力，而内力对整体而言为作用力和反作用力不出现，为此，用一平面（常用横截面）假想地把构件截开分成两部分，取其中一部分，以显示并确定内力，这种方法称为截面法，它是求内力的方法也是材料力学中的基本方法之一，在材料力学中占有非常重要的地位。感谢阅读（结合教材图2-1讲授截面法的步骤：一截二代三平衡）谢谢阅读结论：（1）根据连续性假设，截面上应是分布（内）力系，截面上的内力是该分布力系的合力或合力偶。感谢阅读（2）杆件原是平衡的，截开后的分离体也应保持平衡，据此，截面上的内力总是和截面一侧的外力平衡的，可列平衡方程确定内力类型和内力的大小。谢谢阅读2）应力：受力构件内一点处分部内力的集度（P3）。（密集程度）精品文档放心下载应用截面法，可求得杆件的内力，但还不能判断杆件的强度，例如相同材料的两根杆，一根较粗，一根较细，在相同拉力的作用下细杆先被拉断，显然，具有相同内力的两杆，它们抵抗破坏的能力并不相同，这表明杆件的强度不仅与内力有关，而且与杆件横截面尺寸有关，即杆的强度取决于内力在横截面上分布的密集程度。（集度）谢谢阅读作图1-1，演示应力的数学意义。得式（1-1）（极限-微积分）（总应力）谢谢阅读分解为两个分量：正应力σ；切应力τ。国际单位；帕斯卡常用兆帕列出帕与牛/面积关系。谢谢阅读四．位移和应变 变形→点的位移（线位移），面的位移（角位移）精品文档放心下载\\应变线应变ε切应变γ描述物体内一点处变形的两个基本量。精品文档放心下载五．杆件变形的基本形式构件的几何模型（了解和熟悉）工程中的实际构件的形状多种多样，按其三维尺寸的比例，大致可简化归纳为杆件、板壳类和块体。谢谢阅读（1）杆（件）：长度远大于横向尺寸的构件—“长”。工程中很多构件可简化为杆（包括典型的常见杆、可简化为杆的齿轮轮齿、曲轴的轴颈等）所以杆是工程中最基本的构件，材料力学研究的主要对象是杆件。感谢阅读杆件的几何要素是其“横截面”与“轴线”。轴线——截面形心的连线。 （截——剖）（直杆、曲杆等按轴线形状定义）谢谢阅读横截面——和轴线垂直的平面。（等截面杆，变截面杆）精品文档放心下载本课程重点研究等直杆。（2）板、壳：厚度方向尺寸远小于其它两个方向尺寸的构件，包括板和壳。感谢阅读说明并图示：板（平面，如课桌面），壳（曲面，如家见锅盖）（1）块体：长、宽、高三个方向尺寸为同一量级的构件—见“方”。精品文档放心下载杆件变形的基本形式（结合教材图1-4简介）轴向拉伸或压缩，（剪切），扭转，弯曲及组合变形学习基本思路提示：谢谢阅读作业和思考题：习题1-1～1-6课堂解析1-9感谢阅读课后小结：\\课程教案授课时间第1周周第节课次2授课方式理论课（√）讨论课□实验课□习题课□其他□课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：轴向拉伸和压缩的强度计算（第2章第1节—第5节）精品文档放心下载主要教学方法与手段本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：感谢阅读掌握直杆在拉伸或压缩时的受力和变形特点，内力及截面法、应力和强度计算。谢谢阅读教学重点及难点：重点：内力及其求法、内力图难点：应力和强度计算教学基本内容及过程一，基本概念轴向拉压 外力：作用线与杆轴线重合。（轴向力）变形：杆件沿杆轴伸长或缩短，同时横向尺寸缩小或增大二，内力和应力感谢阅读1）内力—轴力（图2-2）正负规定：拉正压负（背向截面正，指向截面负。）谢谢阅读（大小等于截面一侧轴向外力的代数和，拉正压负。）用轴力图表示轴力与截面位置关系的曲线。（例2-1）谢谢阅读2）应力（一）横截面（三关系法）①几何关系→平面假设（图2-4）②物理关系③静力学关系 得计算公式（2-1）公式应用条件及圣维南原理 解析例2-2、2-3（二）斜截面公式（2-3）、（2-4）及结论三．（2。4）材料在拉伸、压缩时的力学性质应力应变曲线分析→重要的几个力学性能指标→胡克定律→塑性材料与脆性材料的力学特性感谢阅读四，强度计算（2。5）1）极限应力（实验测得）、工作应力（计算所得）、许用应力（安全因数）的概念。感谢阅读2）强度条件式（2-9），（2-10）及解决的三类强度问题。谢谢阅读解析本小节强度计算例题。布置本课作业题：2-19、2-12\\作业和思考题：课后小结：\\课程教案授课时间第2周周第节课次3授课方式理论课（√）讨论课□实验课□习题课□其他□课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：轴向拉压杆的变形，胡克定律（2.6-2.8）谢谢阅读主要教学方法与手段本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：精品文档放心下载掌握胡克定律，掌握线应变、横向变形系数等概念，熟练地计算轴向拉压杆的变形谢谢阅读教学重点及难点：重点：应变、杆件的抗拉刚度、弹性模量、胡克定律难点：位移、变形、应变的概念及计算方法，静不定问题的解法谢谢阅读教学基本内容及过程一．基本概念及变形计算（作P26图2—22、23）1）变形的几何关系变形形式及其度量：轴向变形：△L=L1-L横向变形 △B=Ｂ1-B（绝对变形）谢谢阅读轴向线应变ε=△L/L横向线应变ε′=△B/B（相对变形）（无量纲量，变形程度的度量，正负总是相反）横向变形系数v=|ε′/ε|泊松比精品文档放心下载变形与力的物理关系胡克定律σ=Eε（由实验表明：当拉压杆的正应力不超过某一极限（即比例极限）时，其应力与应变成正比σ=Eε，这就是著名的胡克定律，是变形体力学中的重要定律，是材料力学的理论基础和计算原理的重要基础）谢谢阅读（其中E是材料的弹性模量，与σ同单位，实验测定，可查手册，见表2-3它表征材料抵抗拉压变形的能力。（刚度指标））精品文档放心下载3）变形计算（将应力、应变计算式代入胡克定律可得式（2-11），其中EA称为杆件的抗拉（压）刚度，它表示杆件抵抗拉伸（压缩）变形的能力。（联想：设计时不仅要正确选材，还要设计合理的截面形状和尺寸）谢谢阅读当直杆受多个轴向外力作用时杆的总变形等于各分段变形量的代数和精品文档放心下载解题时须画轴力图，各段变形量的正负号取决于该段轴力的正负号，以便代数计算选例解析（杆件的变形导致结构的特征点的位移）感谢阅读二，拉压杆内的应变能弹性体在外力作用下，因变形而储存的能量称为变形能三，拉伸、压缩的超静定问题（三关系法）精品文档放心下载1）列静力平衡方程（静力关系）2）列变形协调方程（变形几何关系）→补充方程3）列物理方程（物理关系）（胡克定律）→补充方程联立求解例2-9感谢阅读布置作业：习题2-12\\课程教案授课时间第3周周第节课次4授课方式理论课（√）讨论课□实验课□习题课□其他□课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：拉压杆联接件的强度计算（剪切）（2。9-2。11）精品文档放心下载主要教学方法与手段本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：感谢阅读掌握剪切、挤压的概念及其强度计算了解应力集中的概念，理解温度应力和装配应力谢谢阅读教学重点及难点：重点：剪切、挤压的概念及实用计算法难点：联接件强度的实用计算法教学基本内容及过程一，基本概念1）构件+（联接件：销钉、螺栓、铆钉）构件=机构（机器）谢谢阅读2）图2-27铆接为例剪切外力-作用线相距很近的横向力变形联接件沿作用线间平面（剪切面）发生相对错动。感谢阅读3）强度计算-实用计算名义应力；简化后的实用计算（工作应力）谢谢阅读容许应力：破坏试验计算极限应力除安全因数得。二．铆接接头强度计算1）剪切强度计算2）挤压强度计算3）拉伸强度计算铆钉群接头例2-10三．①温度应力温度变化→构件热胀（伸长）冷缩（缩短）→温度应力→超静定结构必须十分注意。感谢阅读②装配应力杆件制造误差→超静定结构内力→装配应力四．（2.11）应力集中的概念精品文档放心下载作业：习题2-16\\课程教案授课时间第4周周第节课次6授课方式理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：扭转的强度计算（3.1—3.4）谢谢阅读主要教学方法与手段本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：谢谢阅读了解实心圆轴承受扭转变形时的受力及变形特点，掌握扭转的内力、应力和强度计算。谢谢阅读教学重点及难点：重点：扭转的内力、应力和强度计算。难点：三关系法推导应力计算公式。教学基本内容及过程一．基本概念扭转：外力-作用面垂直于杆轴线的力偶；变形-各横截面绕轴线相对转动，（度量相对扭转角）。以扭转变形为主的构件-轴。（主要研究圆轴）谢谢阅读二．外力、内力的计算①外力偶矩的计算见公式3-1，特别强调注意功率的单位千瓦和马力。②内力（作图3-4）扭矩T正负号规定-右手螺旋法则；大小等于截面一侧全部外里偶矩的代数和。（右手法则定正负）用类似轴力图的画法画扭矩图。（例3-2）精品文档放心下载三．纯剪切基本概念、切应力互等定理；切应变、剪切胡克定律。感谢阅读四．等直圆杆扭转时的应力；试验及平面假设；公式推导（三关系法）：几何、物理、静力关系推得公式（3-2）.强调极惯性矩和抗扭截面模量的概念及计算。感谢阅读强度条件；式（3-6）可计算三方面问题。祥析例题3-4（安全经济）谢谢阅读说明从强度考虑，空心轴优于实心轴。于是，飞机、轮船、汽车等运输机械普遍采用空心轴，以减轻自重，提高运载能力。精品文档放心下载布置作业：习题3-11（备注：第三周第五次课为拉伸实验课）\\课程教案授课时间第5周周第节课次7授课方式理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：扭转的变形计算（3.5—3.8）感谢阅读主要教学方法与手段本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：感谢阅读掌握圆轴扭转的变形计算和刚度条件教学重点及难点：重点：圆轴扭转的变形计算和刚度条件难点：等直非圆杆自由扭转的应力和变形教学基本内容及过程一.圆轴的扭转变形公式由推导应力公式(3-1)导得式（3-13）、（3-14）并比较轴向拉伸压缩的变形计算公式，说明刚度指标。谢谢阅读二.圆轴扭转刚度条件及单位换算式详解析例3-6说明空心轴与实心轴的优劣；详解析例3-7，说明设计传动轴设计时传动轮位置的合理设置。精品文档放心下载三.等直圆杆扭转时的应变能-用功能原理说明；圆柱形密圈螺旋弹簧的应力和变形-结合专业课讲授。谢谢阅读四.等直非圆杆自由扭转时的应力和变形①自由扭转和限制扭转；②矩形截面轴扭转；切应力分布规律及计算方法。（该小节重在概念）感谢阅读五.薄壁杆件的自由扭转（介绍）析例3-9例：解习题3-16本课作业：习题3-20，3-21\\课程教案授课时间第5周周第节课次8授课方式理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：弯曲内力（4.1—4.4）感谢阅读主要教学方法与手段本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：精品文档放心下载掌握弯曲内力的概念和计算，熟悉内力方程的建立，会应用微分关系画内力图谢谢阅读教学重点及难点：重点：弯曲内力的概念和计算难点：微分关系绘弯曲内力图教学基本内容及过程一.弯曲及其计算简图弯曲；外力-垂直于杆轴线的横向力系；变形-直杆轴线弯成曲线。弯曲变形为主的杆件通称为梁-几何要素-纵向对称平面-平面弯曲谢谢阅读计算简图抽象的结构+载荷①抽象的结构梁+支座梁取其轴线代替支座有绞支座和固定端支座②载荷-外力（包括支反力）：集中力、集中力偶、分布载荷（均布）有简支梁、外伸梁、悬臂梁等静定梁。（主要研究）谢谢阅读二.梁的内力；剪力-顺正逆负；弯矩-凹正凸负。剪力等于截面一侧（左或右）所有横向外力的代数和。（左上右下为正）弯矩等于截面一侧横向外力（偶）对截面形心力矩的代数和。（左顺右逆为正）举例4-2.感谢阅读三.剪力方程和弯矩方程。剪力图和弯矩图先阐述基本概念举例4-4（均布载荷）感谢阅读举例4-5说明集中力作用处剪力图突变规律；举例4-6说明集中力偶作用处弯矩图突变规律，为正确画弯曲内力图打基础。谢谢阅读四．弯矩、剪力与分布载荷之间的关系根据图4-11列平衡方程导得微分关系式（4-3）、（4-4）、（4-5），根据高数导数的应用，分析总结用微分关系可确定内力图曲线形状，编写成表格板书。利用微分关系绘剪力图和弯矩图的步骤是；①求支座反力；②分段确定剪力图和弯矩图形状；③求控制截面（即分段点）内力（直接计算法），根据微分关系绘剪力图和弯矩图。（描点连线）（直线两点连线）（抛物线还需确定极值点或顶点）④确定最大剪力和最大弯矩。（见教精品文档放心下载P86）详解析例4-7、例4-8.\\附；微分关系确定曲线形状梁段上的外力 剪力图 弯矩图段内 q=0 水平直线 斜直线q﹥0 斜直线（上） 抛物线（凹）q﹤0 斜直线（下） 抛物线（凸）分段点 集中力 突变(例4-5) 转折集中力偶 不变化 突变（例4-6）作业和思考题：习题4-9部分小题课后小结：\\课程教案授课时间第6周周第节课次9授课方式理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：弯曲内力（4.5-4.6）感谢阅读主要教学方法与手段本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：谢谢阅读了解叠加法绘内力图；在熟练掌握作梁的内力图基础上，掌握作刚架内力图的方法精品文档放心下载教学重点及难点：重点：平面刚架的内力图难点：平面曲杆的内力图教学基本内容及过程一.叠加法画梁的内力图叠加原理梁在载荷作用下的力学响应（反力，内力，变形）与载荷成线性关系，这些力学响应量可以叠加。如例4-9感谢阅读二.平面刚架刚架-杆系结构的结点处为刚性连接。各杆连接点称为刚接点。刚架受力变形时，刚结点处各杆轴线之间夹角保持不变。工程上刚架刚结点处夹角大多为直角，刚架轴线与所受外力处于同一平面内的刚架称为平面刚架，否则为空间刚架。感谢阅读平面刚架的内力均作用在刚架平面内，其内力分量除剪力、弯矩还有轴力，作刚架内力图的方法、步骤与梁基本相同，可将刚架看成是由不同取向（取各杆轴线为X轴）的杆件（梁）组成，并对作图规则作如下规定；弯矩图不注正负号，画在各杆受拉一侧这一规定与弯矩坐标向下为正是一致的。剪力图和轴力图加注正负号，可画在刚架轴线任一侧，正负号规定同前。举例4-10谢谢阅读三．平面曲杆的内力图举例图4-16作业；习题4-14\\课程教案授课时间第7周周第节课次10授课方式理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：弯曲应力（5.1～5.3）感谢阅读主要教学方法与手段本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：感谢阅读了解纯弯曲、横弯曲的概念，熟悉弯曲正应力公式的推导，掌握正应力强度条件。精品文档放心下载教学重点及难点：重点：弯曲正应力的计算难点：弯曲正应力的分布-应力状态-强度条件教学基本内容及过程一.基本概念弯曲是构件基本变形形式之一，也是最重要、最典型的一种变形形式。梁的横截面上的内力；剪力-切向内力系的合力-与切应力有关；弯矩-法向内力系合力偶矩-与正应力有关。若梁的横截面上的内力既有剪力又有弯矩-横弯曲；若剪力为零，只有弯矩-则称纯弯曲。（图5-1）谢谢阅读二.梁的弯曲正应力（纯弯曲）（三关系法）①变形的几何关系→平面假设→中性层→中性轴→P99式(a)感谢阅读②物理关系：胡克定律→式(h)③静力学关系绘图5-5说明，求得式（5-1）、（5-2）计算绝对值，变形特点确定拉、压应力。（弯矩正负号；凹正凸负）精品文档放心下载三.横力弯曲时的正应力应用纯弯曲公式→引入抗弯截面模量→最大正应力计算公式→强度条件→分塑性材料和脆性材料说明→解决三类强度计算问题。详解例5-2感谢阅读本课作业：习题5-12\\课程教案授课时间第7周周第节课次11授课方式理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：弯曲应力（5.4-5.5）感谢阅读主要教学方法与手段本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：精品文档放心下载理解弯曲切应力公式的推导熟悉常用截面上切应力计算及分布规律谢谢阅读教学重点及难点：重点：提高梁弯曲强度的措施难点：横截面上切应力公式的推导教学基本内容及过程一.常用截面上弯曲切应力分布规律及计算公式①矩形截面；式（5-10）图5-13抛物线规律分布，中性轴上最大，上下边缘为零。谢谢阅读最大值；式（5-12）②工字形截面；公式及分布规律同上，需说明结构的腹板及翼缘、及式（5-14）感谢阅读③圆形截面；公式（5-15）及最大值式（5-16）正应力是梁强度的主要控制因素，工程中一般按正应力设计，校核切应力有些情况必须以切应力为主(参看刘鸿文材料力学)详解例题5-6精品文档放心下载二．提高梁强度的措施控制梁强度的主要因素是梁的最大正应力，根据其计算公式可得措施如下；谢谢阅读①合理安排（设计）梁的受力。图5-18支座；图5-19受力。精品文档放心下载②采用合理的截面形状以抗弯截面模量与截面面积的比值衡量合理性。越大越合理比较矩形、圆形及型钢截面说明其合理性，见表5-1；矩形竖放比平放合理。还要考虑材料的特性；塑性材料拉压性能接近，脆性材料抗压大于抗拉。感谢阅读③采用变截面梁（等强度梁）按图5-23说明。\\作业和思考题：课后小结：\\课程教案授课时间第8周周第节课次12授课方式理论课√□讨论课□实验课□习题课□其他□课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：弯曲变形（6.1-6.3）（积分法）谢谢阅读主要教学方法与手段本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：谢谢阅读了解挠度、转角的概念，理解挠曲线近似微分方程的建立及求解并应用于求解梁的变形感谢阅读教学重点及难点：重点：积分法求梁的变形难点：挠曲线近似微分方程的建立及求解教学基本内容及过程\\一.弯曲变形的基本度量弯曲→位移︱点（线位移）︱ 面（角位移）建立坐标系（图6-1）形心沿Y向线位移—挠度ω（上正下负）横截面绕中性轴转动（角位移）转角θ（逆正顺负）＝点的法线与Y轴夹角＝点的切线与X轴夹角精品文档放心下载挠度对X一阶导等于转角二.挠曲线近似微分方程（根据数学关系导出式6-3）感谢阅读三.积分法求梁的变形解近似微分方程→积分一次得转角方程，一个积分常数→再积分得挠度方程，再一积分常数。边界条件和连续性条件确定积分常数（解例6-1等导出表6-1）感谢阅读例：①解习题6-2（三角形载荷的解析，边界条件确定积分常数）谢谢阅读②解习题6-5（分段列弯矩方程，连续性条件确定积分常数）谢谢阅读作业6-1，6-4课程教案授课时间第9周周第节课次13授课方式理论课√□讨论课□实验课□习题课□其他□课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：弯曲变形（6.4-6.6）（叠加法）感谢阅读\\主要教学方法与手段本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握叠加法求梁的变形和梁谢谢阅读的刚度校核，理解提高梁刚度的措施、对简单超静定梁的分析、计算感谢阅读教学重点及难点：重点：求弯曲变形的叠加法，梁的刚度条件难点：超静定梁的分析计算教学基本内容及过程\\一.叠加法求梁的变形叠加原理及叠加法的阐述并举例6-5二.梁的刚度校核①刚度条件，最大的挠度及最大转角不能超过许可值。例6-8感谢阅读②提高梁的刚度的措施三.简单超静定梁概念；多余约束→多余约束反力→超静定次数方法：解除多余约束，代以反力→基本静定梁→位移条件（叠加法）→三关系法求解谢谢阅读详解教材例题。作业：习题6-10，6-11课程教案授课时间第9周周第节课次14授课方式理论课√□讨论课□实验课□习题课□其他□课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：应力状态（7.1-7.6）精品文档放心下载\\主要教学方法与手段本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：谢谢阅读理解应力状态的概念、主应力的概念；会应用平面应力分析的解析法和图解法。谢谢阅读教学重点及难点：重点：平面应力分析的解析法好图解法难点：空间应力状态的主应力和最大切应力的求法教学基本内容及过程\\一.基本概念应力、应力状态的概念研究对象：单元体主应力和主平面的概念二.平面应力状态的应力分析—解析法任意斜截面上的应力→主应力和主平面→最大、最小切应力（举例说明求法）精品文档放心下载三.平面应力状态的应力分析—图解法（应力圆）四.三向应力状态（空间应力状态）可由以上平面应力状态分析方法导出结果。五.广义胡克定律（三个主应力→三个主应变；举例7-6）精品文档放心下载六.复杂应力状态下的应变能密度（主要结果：式7-25）谢谢阅读作业：习题7-5，7-8课程教案授课时间第10周周第节课次15授课方式理论课√□讨论课□实验课□习题课□其他□课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：强度理论（7.7-7.8）谢谢阅读\\主要教学方法与手段本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：感谢阅读掌握解决复杂受力情况下构件的强度问题的方法及常用的4个强度理论的原理和应用感谢阅读教学重点及难点：重点：解决复杂受力情况下构件的强度问题的方法难点：常用的4个强度理论的原理和应用教学基本内容及过程\\一.基本概念1）构件强度失效的基本形式：塑性屈服和脆性断裂2）强度理论的假说概念及基本观点二.四种常用的强度理论（详述原理及应用；相当应力等概念。例7-8，7-9）第一强度理论最大拉应力理论感谢阅读第二强度理论最大伸长线应变理论第三强度理论最大切应力理论第四强度理论形状改变比能密度作业；7-13，7-16课程教案授课时间第11周周第节课次16授课方式理论课√□讨论课□实验课□习题课□其他□课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：组合变形主要教学方法与手段\\本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：感谢阅读理解组合变形的概念及分析方法。应用叠加法强度计算。教学重点及难点：重点：拉弯组合和弯扭弯扭组合变形的强度计算难点：弯扭组变形的强度计算，强度理论的应用教学基本内容及过程\\一.基本概念和方法①在载荷作用下，构件同时发生两种或两种以上的基本变形—组合变形；谢谢阅读②叠加原理；如果内力、应力、变形等与外力成线性关系，则在小变形条件下，组合变感谢阅读形构件的内力、应力、变形等力学响应量可以叠加。③叠加法；将构件所受载荷用静力等效方法（分解、合成、平移等）简化为基本变形对感谢阅读应的载荷，求基本变形的应力后叠加。二.拉伸（压缩）与弯曲组合变形外力→轴向力-拉压变形→横向力-弯曲。图8-3详述通过静力分解→拉弯组合→内力感谢阅读→应力叠加（注意拉压应力的说明）8-1（偏心拉压）偏心力平移轴线上，附加力偶→拉弯组合。谢谢阅读三.扭转与弯曲的组合8-6力平移→横向力-弯曲→附加力偶-扭转。危险面危险点-弯曲正应力+扭转切应力-复杂应力状态→强度理论（塑性材料第三、第四强度理论）→计算相当应力。（例）谢谢阅读作业；习题8-4、8-7课程教案授课时间 第 12周 周 第 节 课次 18\\授课方式理论课√□讨论课□实验课□习题课□其他□课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：压杆稳定主要教学方法与手段本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：谢谢阅读正确理解稳定、失稳和临界力的概念理解临界应力总图的含义，掌握稳定性计算谢谢阅读教学重点及难点：重点：计算临界力的欧拉公式难点：临界应力总图的含义，压杆稳定计算教学基本内容及过程\\一，压杆稳定的概念压杆-受轴向压力的直杆。稳定-保持其原有的直线平衡形态。精品文档放心下载稳定和不稳定是指物体平衡状态而言，经得起干挠的平衡状态称为稳定平衡状态，感谢阅读否则为不稳定平衡状态（失稳）。图9-1；F﹤Fcr:稳定的平衡；F﹥Fcr:不稳定的平衡；谢谢阅读F﹦Fcr:临界平衡。（作对应的力学示意图）临界力Fcr：压杆保持直线形式平衡状态所能承受的最大载荷，或使压杆丧失直线形感谢阅读式平衡状态所需的最小载荷。压杆是否稳定关键确定临界力，确定临界力的方法静力法感谢阅读和能量法。本书采用静力法。二.临界力的欧拉公式（9-2）（解小挠度弹性挠曲线近似微分方程所得）谢谢阅读式中的惯性矩应是截面的最小惯性矩，μ是长度系数，反映了杆端约束对临界力的影感谢阅读响，其值越小，临界力越大，压杆稳定性高。见表9-1：4种结构4个μ值，要求熟记。谢谢阅读注意强调；欧拉公式说明了临界力与外力无关，是压杆结构的自身特性，其值越大，谢谢阅读压杆越稳定。三.临界应力σcr（演示推导过程并引入柔度的概念及大、中、小柔度杆及临界应力求法）谢谢阅读得临界应力总图（图9-4）据图说明欧拉公式的适用范围。谢谢阅读四.压杆稳定计算有安全系数法和稳定系数法（举安全系数法例）感谢阅读提高压杆稳定性措施，根据欧拉公式逐项说明。作业：习题9-1，9-14课程教案\\授课时间第13周周第节课次20授课方式理论课√□讨论课□实验课□习题课□其他□课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：动载荷主要教学方法与手段本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：精品文档放心下载了解动载荷问题的特征，理解动荷因数的概念，熟练掌握冲击构件的应力及强度计算精品文档放心下载教学重点及难点：重点：冲击构件的应力、变形和强度计算难点：动荷问题动荷因数的确定教学基本内容及过程\\一.基本概念1.静载荷：由零缓慢增加到一定数值后保持不变的载荷。（或变动很不显著）精品文档放心下载2，动载荷：随时间而变化的载荷。（或使构件有加速度）有三类动荷问题：精品文档放心下载①一般加速度（线速度，角速度）问题，基于达朗贝尔原理的动静法；精品文档放心下载②冲击问题。基于能量守恒定理的能量法；③振动与疲劳问题。（交变应力专章讲授）二.一般加速度问题（用动静法求应力和变形）按教材例演示解题过程，说明解动荷问题的理论和方法，说明动荷问题与静荷问题的关系，关键在于确定动荷因数。感谢阅读三.冲击问题：构件受较大加速度的载荷-冲击载荷（如机械设备的锻床、冲床等）-冲击应力。按教材导出自由落体冲击的动荷因数（公式10-14）；详解例题10-3.（解习题10-11、10-9）感谢阅读四.冲击韧性讲授冲击试验机原理及冲击韧性的测得及应用。精品文档放心下载布置作业；10-8、10-10、10-11。课程教案授课时间 第14周 周 第 节 课次 21\\授课方式理论课√□讨论课□实验课□习题课□其他□课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：交变应力(11.1～11.6)（对称循环）感谢阅读主要教学方法与手段本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：感谢阅读了解疲劳破坏的特点和原因；掌握材料的持久极限、测定方法及其影响因素。谢谢阅读教学重点及难点：重点：对称循环下构件的疲劳强度计算难点：材料的持久极限、测定方法及其影响因素。教学基本内容及过程\\一.基本概念1.交变应力与疲劳破坏（失效）交变载荷（或交变应力）：指随时间作周期性变化的载荷（或应力）齿轮传动的轮齿；感谢阅读另一类随时间作不规则变化的载荷（应力）称随机载荷。疲劳破坏（失效）：构件在足够大的周期变化的应力作用下，在经受多次、反复变化谢谢阅读的应力之后所发生的断裂破坏，区别于静荷强度失效。失效的特点。（见教材216页所感谢阅读述四点及图11-42.恒幅交变应力的描写：①循环特征γ；②应力幅σα③平均应力精品文档放心下载对称循环、脉动循环、静载荷的循环特征及画图说明3.持久极限定义标准试件经历无数次循环也不发生疲劳破坏的最大应力为该材料的疲劳极限σγ，右下角标表示该持久极限值是在该循环特征时测得的：弯曲疲劳试验机及试样简介。谢谢阅读应力-寿命曲线简介。影响因素；构件外形-有效应力集中因素K；图11-8、11-9）构件尺寸-尺寸因素（数）感谢阅读表11-1）构件表面质量-表面质量因数β表11-2、11-3.感谢阅读二.对称循环疲劳强度计算强度条件为教材226页公式（11-11）和（11-12）说明其中每一符号的意义，详析精品文档放心下载例题11-1说明解题方法及步骤。三.持久极限曲线 说明图11-12的建立及力学意义（射线）举例解习题11-6.谢谢阅读本课布置作业：习题11-1、11-4（插入法求图表中查不到的因数）感谢阅读课程教案\\授课时间第15周周第节课次22授课方式理论课√□讨论课□实验课□习题课□其他□课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：交变应力（11.7～11.10）非对称循环疲劳强度计算精品文档放心下载主要教学方法与手段本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：谢谢阅读掌握非对称循环交变应力、弯扭组合交变应力下的疲劳强度计算；学会分析方法。精品文档放心下载教学重点及难点：重点：非对称循环交变应力、弯扭组合交变应力的强度计算难点：分析构件在组合变形下交变应力的强度计算方法感谢阅读教学基本内