《材料力学》课程教学大纲

PAGEPAGE1PAGEPAGE2材料力学教学大纲一、课程基本信息课程代码8课程名称材料力学课程性质必修课课程类别学科基础课总学时及学分5学分适用专业机械设计制造及其自动化考核方式考试开课学期大二第二学期先修课程高等数学I理论力学A后续课程机械设计机械制造装备设计修订人员修订日期审核人员审核日期二、课程教学目标(一)完成课程学习后,学生应达到以下目标:目标掌握研究杆件内力应力变形的基本原理和方法掌握分析构件的强度刚度和稳定性等问题的理论与计算培养学生科学严谨的职业态度和团队意识;目标掌握材料力学实验的基本知识和操作技能培养学生安全意识团队意识;目标能运用强度刚度及稳定性理论完成对杆件的校核截面设计及载荷确定具备一定的分析和解决复杂工程问题能力,培养学生责任意识和创新意识。(二)本课程对专业毕业要求的贡献:指标点12:掌握能用于机械工程问题的分析、设计和评价的理论力学、材料力学、电工电子学、工程化学、材料科学等学科基础知识;指标点2具有追求真理的责任感和勇攀高峰的精神能够运用力学电工电子学、工程化学、材料科学等学科的基本原理,识别和表达机械工程问题。课程目标与毕业要求关系矩阵课程目标毕业要求指标点12指标点22目标1√目标2√目标3√三、学时分配表序号课程内容理论学时实验训学时支撑课程目标小计1绪论2122轴向拉伸与压缩06363剪切与挤压2324扭转82305弯曲6366应力状态与强度理论2127组合变形4148压杆稳定434合计886四、理论教学内容与要求(一)绪论教学内容:1.材料力学研究对象和主要内容;2.变形固体的基本假设;3.杆件变形的的基本形式。教学目的与要求:1.了解材料力学的任务,培养学生科学严谨的职业态度;2.了解材料力学的研究对象;3.理解变形固体的基本假设;4.掌握杆件变形的的基本形式;5.能够区分、判断各基本假设。教学重点:变形固体的基本假设。教学难点:变形固体的基本假设;杆件变形的基本形式。(二)轴向拉伸与压缩教学内容:1.轴向拉伸与压缩的受力特点和变形特点;2.内力、截面法、轴力、轴力图;3.拉压杆内的应力、变形;4.材料在拉伸与压缩时的力学性能;;5.拉伸与压缩的许用应力和强度条件6.拉伸与压缩的超静定问题;7.轴向拉伸或压缩的应变能和应力集中。教学目的与要求:1.掌握轴向拉伸与压缩的受力特点和变形特点;2.掌握内力的概念,培养学生责任意识;3.掌握内力的基本求解步骤;4.掌握轴向拉伸与压缩的轴力的概念;5.掌握轴力的求法;6.掌握轴力图的绘制方法;理解应力的概念; ;;8.掌握正应力的定义及表示方法;掌握切应力的定义及表示方法 ;;掌握直杆轴向拉伸或压缩时横截面上应力的求解方法;掌握直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上应力的求解方法掌握胡克定律培养学生科学严谨的职业态度;掌握杆件轴向拉伸或压缩时变形量的计算方法;理解力学性能的定义;理解材料拉伸和压缩时的力学性能;理解工作应力极限应力许用应力安全因数四者之间的关系培养学生科学严谨的职业态度;掌握拉压杆的强度条件;掌握轴向拉伸和压缩时的强度计算;理解应力集中的概念; ;了解形状尺寸对应力集中程度的影响了解应力集中对材料的影响;理解静定结构和超静定结构;了解超静定次数的计算培养学生科学严谨的职业态度;掌握拉伸压缩的超静定结构的求解步骤;掌握拉伸压缩的超静定问题的计算;能够对工程结构中的拉伸和压缩变形做出判断;能够完成轴力的求解并绘制出轴力图; ;能够完成直杆轴向拉伸或压缩时截面上应力的求解能够运用胡克定律完成杆件轴向拉伸或压缩变形量的计算;能够描述拉压杆各变形阶段的特点力学性能;能够完成试件拉伸和压缩实验的全部操作过程培养学生的安全意识和团队意识;能够灵活运用拉压杆的强度条件公式完成三类计算培养学生的责任意识;能够完成拉伸压缩超静定问题的计算。教学重点轴力的计算轴力图的画法轴向拉伸和压缩时的强度计算。教学难点轴向拉伸和压缩时的强度计算超静定问题的计算。(三)剪切与挤压教学内容:1.剪切的实用计算;2.挤压的实用计算。教学目的与要求:1.掌握剪切与挤压的受力特点;2.掌握剪切与挤压的变形特点;3.掌握剪切变形的强度条件;4.掌握挤压变形的强度条件,培养学生的责任意识;5.掌握剪切的实用计算;6.掌握挤压的实用计算;能够对工程结构中的剪切与挤压变形做出判断; 。8.能够灵活运用剪切与挤压的强度条件公式完成三类计算教学重点:剪切的实用计算;挤压的实用计算。教学难点:剪切的实用计算;挤压的实用计算。(四)扭转教学内容:1.扭转的受力特点和变形特点;2.扭矩及扭矩图;圆轴扭转时的应力和变形; 。4.圆轴扭转时的强度和刚度计算教学目的与要求:1.掌握扭转的受力特点;2.掌握扭转的变形特点,培养学生的团队意识;3.掌握外力偶矩的计算;4.掌握扭矩的定义;5.掌握扭矩的正负规定;掌握扭矩的求法; ;7.掌握扭矩图的绘制方法8.理解切应力互等定理;9.理解纯剪切的定义;了解剪切胡克定律;掌握扭转变形的应力计算;;;掌握圆轴扭转时的强度条件;掌握圆轴扭转时的强度计算掌握圆轴扭转时的变形量计算;掌握圆轴扭转时的刚度条件;掌握圆轴扭转时的刚度计算;能够对工程结构中的扭转变形做出判断;能够完成扭矩的求解并绘制扭矩图; ,能够灵活运用扭转变形的强度条件公式完成三类计算态度;

培养学生科学严谨的职业能够灵活运用扭转变形的刚度条件公式完成三类计算培养学生科学严谨的职业态度;能够运用圆轴扭转时的强度条件解决工程问题培养学生的责任意识;能够运用圆轴扭转时的刚度条件解决工程问题;能够完成低碳钢扭转实验的全部操作过程培养学生的团队意识。教学重点扭矩的计算及扭矩图的画法扭转变形的应力和变形量计算圆轴扭转时的强度和刚度计算。教学难点:圆轴扭转时的强度和刚度计算。(五)弯曲1.弯曲的受力特点和变形特点;2.剪力、弯矩和剪力图、弯矩图;3.梁的正应力及其强度条件;4.梁的切应力及其强度条件;5.梁的变形和刚度条件。教学目的与要求:1.掌握弯曲的受力特点,培养学生科学严谨的职业态度;2.掌握弯曲的变形特点;3.掌握受弯杆件的简化;理解梁的分类; ;;5.掌握梁的剪力正负规定;6.掌握梁的弯矩正负规定7.掌握梁的剪力计算;8.掌握梁的弯矩计算;9.掌握梁的剪力方程、弯矩方程,培养学生科学严谨的职业态度;掌握剪力图弯矩图;了解载荷集度剪力和弯矩间的关系;了解纯弯曲的定义;掌握纯弯曲时的正应力计算;了解横力弯曲的定义; ;掌握横力弯曲时的正应力计算掌握弯曲正应力强度条件;;掌握弯曲正应力强度计算;;掌握梁弯曲时的切应力计算理解提高弯曲强度的措施培养学生的创新意识;6677掌握弯曲切应力强度条件;掌握弯曲切应力强度;了解挠曲线的定义;了解挠度的定义;掌握挠曲线的微分方程; ;;掌握积分法求梁的弯曲变形;掌握叠加法求梁的弯曲变形掌握叠加法求梁的弯曲;掌握梁弯曲变形的刚度条件;;掌握梁弯曲变形的刚度;;理解减小弯曲变形的措施 ;能够对工程结构中的弯曲变形做出判断能够完成剪力方程和弯矩方程的求取并绘制剪力图弯矩图;能够完成纯弯曲时的正应力计算;, ;能够完成横力弯曲时的正应力计算培养学生科学严谨的职业态度能运用弯曲正应力强度的条件公式完成相应计算和校核培养学生的责任意识;能够完成弯曲切应力计算培养学生科学严谨的职业态度;能够运用弯曲切应力强度的条件公式完成相应计算和校核培养学生的责任意识;能够运用积分法完成梁的弯曲变形量计算;能够运用叠加法完成梁的弯曲变形量计算;能够运用梁弯曲变形的刚度条件公式完成相应计算和校核

,培养学生的责任意识。教学重点:剪力、弯矩的计算和剪力图、弯矩图的画法;圆轴弯曲时正应力和切应力强度计算;圆轴弯曲时刚度计算。教学难点:圆轴弯曲时正应力和切应力强度计算;圆轴弯曲时刚度计算。(六)应力状态与强度理论1.应力状态;2.强度理论。教学目的与要求:1.理解主平面的定义;2.理解主应力的定义;3.理解单向应力状态;4.理解二向应力状态;5.理解三向应力状态;6.掌握强度失效的主要形式7.掌握四种常用强度理论;

,培养学生科学严谨的职业态度;。8.能够根据单元体的应力状态判断应力状态类型教学重点:强度失效的主要形式;四种常用强度理论。教学难点:四种常用强度理论。(七)组合变形1.组合变形与叠加原理;2.斜弯曲;拉伸压缩与弯曲的组合变形;4.弯曲与扭转的组合变形。教学目的与要求:1.理解组合变形的定义;2.理解叠加原理,培养学生的团队意识;3.掌握斜弯曲;4.掌握横向力与轴向力共同作用下的拉伸

压缩

与弯曲的组合变形;掌握偏心拉伸压缩作用下的拉伸压缩与弯曲的组合变形;6.掌握弯曲与扭转的组合变形;能够对斜弯曲变形作出正确分析和判断; ;能够对拉伸与弯曲的组合变形作出正确分析和判断, 。9.能够对弯曲与扭转的组合变形作出正确分析和判断培养学生的责任意识教学重点拉伸压缩与弯曲的组合变形弯曲与扭转的组合变形。教学难点叠加原理。(八)压杆稳定1.压杆稳定及其稳定条件;2.提高压杆稳定性的措施。教学目的与要求:1.理解失稳的定义,培养学生科学严谨的职业态度;2.理解临界压力的定义;3.掌握欧拉公式;掌握欧拉公式的普遍形式; ;5.掌握不同约束条件下压杆长度因数6.掌握欧拉公式的适用范围;7.掌握压杆的稳定性条件;8.理解提高压杆稳定性的措施

,培养学生的责任意识;;9.能够运用欧拉公式完成两端铰支细长压杆的临界压力计算能够运用欧拉公式的普遍形式完成不同约束条件下压杆的临界压力计算;能够完成对压杆稳定性的校核培养学生的责任意识。教学重点:压杆的稳定条件;提高压杆稳定性的措施。教学难点:压杆的稳定条件五、实验(训)教学内容与要求(一)教学目的材料力学课程中的实验环节与理论教学具有同等重要的地位是理论教学不可缺少8899的重要环节。其目的是使学生掌握固体材料在承受各种载荷时的力学性能及测量方法验证材料力学的理论及计算公式使学生更加直观地了解材料力学在工程中的应用。(二)项目内容、要求、学时分配序号项目名称类型主要内容应达到的基本要求或能力标准支撑课程目标学时分配1拉伸实验验证对低碳钢试件进行拉伸绘制外力和变形间的关系曲线Fl曲线)测试的基本实验方法;的变形特点和破坏形式222金属薄板拉伸实验验证对金属薄板试件进行拉伸绘制外力和变形间的关系曲线Fl曲线)形式223压缩实验验证对铸铁试件进行压缩绘制外力和变Fl曲线)变形特点和破坏形式224扭转实验验证对低碳钢试件进行扭转绘制扭矩和扭转角的关系曲线Tϕ曲线)坏时的特点22( ) 、类型有①演示②验证③综合④设计⑤创新性⑥其他。( ) 、三需要的实验设备耗材电子万能试验机;;;;;5低碳钢0低碳钢; ;低碳钢金属薄板4纸张。六、考核与成绩评定(一)考核方式及成绩评定课程考核方式采用过程性考核与终结性考核相结合的方式。过程性考核主要采用课堂活动阶段测验项目报告等进行终结性考核主要采用闭卷考试的方式进行。考核成绩的构成总成绩采用百分制由平时成绩和期末成