《材料力学课程》课程教学大纲

《材料力学》课程教学大纲一、课程简介课程中文名材料力学课程英文名MaterialsMechanics双语授课□是否课程代码24112007课程学分3.5总学时数56课程类别□通识教育课程□公共基础课程专业教育课程□综合实践课程□教师教育课程课程性质必修□选修□其他课程形态□线上线下□线上线下混合式□社会实践□虚拟仿真实验教学考核方式闭卷□开卷□课程论文□课程作品□汇报展示□报告课堂表现阶段性测试平时作业□其他（可多选）开课学院材料科学与工程学院开课系(教研室)材料成型及控制工程面向专业材料成型及控制工程开课学期第4学期先修课程高等数学、大学物理、理论力学后续课程材料成型原理、冲压工艺及模具设计、材料连接原理与技术选用教材1.范存新主编.《材料力学》（第2版）[M].重庆大学出版社,2021.参考书目1.范钦珊主编.《材料力学》[M].高等教育出版社,2005.2.金忠谋主编.《材料力学》[M].机械工业出版社出版社,2009.3.陈建桥主编.《材料力学》[M].华中科技大学出版社出版社,2001.4.同济大学航空航天与力学学院基础力学教学研究部编.《材料力学》[M].同济大学出社,2011年.课程资源中国大学MOOC官网，大连理工大学、西北工业大学、湖南大学、同济大学的《材料力学》课程的在线自主学习。课程简介材料力学是研究结构构件和机械零件承载能力的一门专业基础学科。其基本任务是：将工程结构和机械中的简单构件简化为一维杆件，计算杆中的应力、变形并研究杆的稳定性，以保证结构能承受预定的载荷。通过学习本门课程，学生应能够理解材料力学的基本原理和概念；分析和解释材料的力学行为，能够运用材料力学理论知识解决实际工程问题，如结构设计和材料选择；具备使用计算工具进行材料力学模拟和数值计算的能力。二、课程目标表1课程目标序号具体课程目标课程目标1理解材料力学的基本概念、基本理论、基本变形。掌握各种基本变形和组合变形杆件的强度、刚度、稳定性分析方法，培养学生比较熟练的计算能力和分析能力。课程目标2掌握材料力学分析研究问题的方法，培养学生抽象化能力、发现问题和解决问题的能力，解决材料成型及控制工程过程中的复杂工程问题具备对实际问题。课程目标3培养学生初步的实验能力、表达能力、自学能力以及团队合作能力，通过自主学习和终身学习拓展学生的知识，培养应用型本科人才；具有高度的社会责任感、爱国主义情怀、辨证唯物主义的科学世界观和正确的人生价值观。表2课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标毕业要求4：研究：能够基于科学原理并采用科学方法对材料成型工艺、模具设计与制造过程中复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。【H】指标点4.2：能够根据对象特征，选择研究路线，设计实验方案。【H】课程目标1毕业要求4：研究：能够基于科学原理并采用科学方法对材料成型工艺、模具设计与制造过程中复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。【H】指标点4.3：能够根据实验方案构建实验系统，安全地开展实验，正确地采集实验数据。【H】课程目标2毕业要求4：研究：能够基于科学原理并采用科学方法对材料成型工艺、模具设计与制造过程中复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。【H】指标点4.4：通过实验获得有效数据，能够对实验结果进行合理分析和解释，得出有效结论。【L】课程目标3三、课程学习内容与方法（一）理论学习内容及要求表3课程目标、学习内容和教学方法对应关系序号课程模块学习内容学习任务课程目标学习重点难点教学方法学时1单一变形下的构件设计1.相关基本概念、定理和公式2.材料力学常用的基本法；3.构件发生基本变形时应力和变形的计算，应力分布规律；4.画轴力图、扭矩力、剪力图和弯矩图；1.练习课后作业2.小组讨论课程目标1-3重点：1.强度、刚度、稳定性等材料力学的基本概念；2.截面法、叠加法等材料力学常用的基本方法；3.基本变形时构件的强度计算；4.基本变形时构件的刚度计算；难点：1.拉伸压缩超静定问题、温度应力和装配应力；2.圆轴扭转时的应力、变形；3.剪力图和弯矩图，剪力、弯矩和分布载荷集度间的微分关系；4.简单超静定梁求解；1.课堂讲授2.案例教学3.作业指导281.构件发生基本变形时如何建立强度条件、刚度条件；2.从而进行构件的设计算；3.了解超静定问题的计算。1.提高构件强度、刚度的措施；2应力状态与强度理论应用1.数解法的公式及计算方法；2.画三向应力圆，利用应力单元体确定构件的危险点；1.练习课后作业2.小组讨论课程目标1-2重点：1.画应力单元体并确定危险点；2.画三向应力圆，确定应力极值难点：选择和运用强度理论进行复杂应力状态下的强度计算；1.课堂讲授2.案例教学3.作业指导61.在复杂应力状态下，运用强度理论对、构件进行强度计算；3组合变形下的构件设计1.通过内力图确定构件的危险截面；2.根据应力分布规律确定危险点；3.斜弯曲、弯拉（压）、弯扭（拉）组合变形的设计计算；1.练习课后作业2.小组讨论课程目标1-2重点、难点：组合变形条件下构件的强度计算和刚度计算1.课堂讲授2.案例教学3.作业指导…4细长压杆设计1.压杆稳定性计算的相关基本概念2.运用欧拉公式计算临界压力和临界应力1.拓展阅读和了解压杆失稳的一些案例2.小组讨论课程目标1-3重点、难点：1.利用欧拉公式计算临界压力和临界应力；2.提高压杆稳定性的措施；1.课堂讲授2.案例教学1.提高压杆稳定性的措施；5动载荷下的构件设计1.动载荷、疲劳极限等基本概念；2.构件的疲劳强度计算方法；3.提高构件抵抗冲击能力的措施；1.拓展阅读和了解疲劳极限及其应用实例2.小组讨论课程目标1-3重点、难点：1.疲劳极限的理解及实际测量方法2.疲劳强度的计算方法；1.课堂讲授2.案例教学四、课程考核（一）考核内容与考核方式表4课程目标、考核内容与考核方式对应关系课程目标考核内容所属学习模块/项目考核占比考核方式课程目标11.相关基本概念、定理和公式；材料力学常用的基本方法；构件发生基本变形时应力和变形的计算，应力分布规律；画轴力图、扭矩力、剪力图和弯矩图；154%平时作业课堂表现阶段性测验期末考试2.数解法的公式及计算方法；画三向应力圆，利用应力单元体确定构件的危险点；23.通过分解与平移进行构件载荷的标准化处理；通过内力图确定构件的危险截面，根据应力分布规律确定危险点；34.压杆稳定性计算的相关基本概念，运用欧拉公式计算临界压力和临界应力4课程目标21.构件发生基本变形时如何建立强度条件、刚度条件，从而进行构件的设计计算，了解超静定问题的计算；136%平时作业课堂表现阶段性测验期末考试2.在复杂应力状态下，运用强度理论对、构件进行强度计算；23.斜弯曲组合变形的设计计算，弯拉（压）组合变形的设计计算，弯扭（拉）组合变形的设计计算；34.冲击条件下构件的应力及强度计算，构件的疲劳强度计算方法；5课程目标31.提高构件强度、刚度的措施，了解超静定问题的计算；110%素质考核2.提高压杆稳定性的措施；43.提高构件抵抗冲击能力的措施；5表4-2课程目标与考核方式矩阵关系课程目标考核方式考核占比期末考试60%课堂表现10%课后作业10%素质考核10%阶段性测验10%课程目标160%60%60%060%54%课程目标240%40%40%040%36%课程目标3000%100%010%（二）成绩评定1.平时成绩评定（1）课堂表现（10%）：通过学生在课堂上的表现情况、发言与提问情况，来评价学生相关的能力。根据上课是否积极听讲，是否与教师有互动交流、是否有睡觉或者玩手机的情况，是否有扰乱课堂秩序的情况，按照百分制进行计分。（2）课后作业完成情况（10%）：围绕课程的学习目标进行作业的设计。如针对重点章节内容布置习题，以巩固所学知识。根据学生是否正确完成作业、是否独立完成作业按百分制计分。（3）素质考核（10%）：主要包括学生在言行中表现出的家国情怀、社会责任、学科专业意识、世界观与人生价值观、学习纪律、学习态度、学习兴趣、科学精神、创新精神与创新能力水平与终身学习意识。（4）阶段性测验（10%）：期中考试、测验学期中间掌握课程的情况；2.期末成绩评定本课程建议采用闭卷形式考试，期末卷面成绩占总成绩的70%，考核内容为本期所学全部内容，包括：“单一变形下的构件设计”、“应力状态与强度理论应用”、“组合变形下的构件设计”、“细长压杆设计”、“动载荷下的构件设计”五大课程模块。“单一变形下的构件设计”主要考核基础知识，包括基本概念、基本定理、基本计算和基本技能，“组合变形下的构件设计”及“细长压杆设计”这两部分为重点内容，主要考核综合应用能力。3.总成绩评定总成绩应由平时考核成绩和期末考核成绩构成，其构成比例应科学合理。书写格式：总成绩（100%）=平时成绩（40%）+期末成绩（60%）（三）评分标准表5评分标准考核项目评分标准优秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)课堂表现（1）课堂纸练习、回答问题正确，且能进行解释（50%）。（2）提问、讨论发言观点正确，问题有深度、有创新（50%）。（1）课堂测验、回答问题正确，但解释欠清楚（50%）。（2）提问、讨论发言观点正确，但问题无深度或无创新（50%）。（1）课堂测验、回答问题大部分正确，且不能解释（50%）。（2）提问、讨论发言观点基本正确，但问题无深度、无创新（50%）。（1）课堂测验、回答问题错误率在30~50%之间，且不能解释（50%）。（2）提问、讨论发言观点有部分错误，或逻辑不严密（50%）。（1）课堂测验、回答问题错误率超过50%，且不能解（50%）。（2）提问、讨论发言观点错误，思路不清晰，逻辑不严密（50%）。如出现错误价值观、反党反社会言论，记为0课后作业（1）答案正确率超过90%（80%）。（2）部分作业完成方法、思路有创新（10%）。（3）书写规范，无抄袭，态度端正（10%）。（1）作业正确率在80~89%（80%）。（2）整个作业完成方法、思路无创新（10%）。（3）书写规范，无抄袭，态度端正（10%）。（1）作业正确率在70-79%（80%）。（2）整个作业完成方法、思路无创新（10%）。（3）书写较规范，无抄袭，态度基本端正（10%）。（1）作业正确率在60-69%（80%）。（2）整个作业完成方法、思路无创新（10%）。（3）书写不够规范，或有少量抄袭痕迹（10%）。（1）作业正确率在60%以下（80%）。（2）整个作业完成方法、思路无创新（10%）。（3）书写不规范，有明显抄袭，或有部分作业未完成（10%）。未提交作业记0分素质考核（1）学习态度端正，能按时完成课前网络平台学习任务；学习兴趣浓厚，经常问问题；遵守纪律，课堂发言积极（20%）。（2）热爱科学，有刻苦钻研的科学精神（20%）（3）讨论发言世界观、价值观正确（30%）。（4）有强烈的社会责任感和家国情怀（30%）。（1）学习态度较端正，大部分时间能按时完成课前网络平台学习任务；有学习兴趣，有时会问问题；课堂上有主动发言；遵守纪律（20%）。（2）热爱科学，有一定刻苦钻研的科学精神（20%）。（3）讨论发言世界观、价值观正确（30%）。（4）有社会责任感和家国情怀（30%）。（1）学习态度不够端正，经常不按时完成课前网络平台学习任务；学习兴趣不够浓厚，很少问问题；课堂上从不发言；遵守纪律（20%）。（2）不够热爱科学，缺乏艰苦奋斗精神（20%）（3）讨论发言世界观、价值观正确（30%）。（4）有一定的社会责任感和家国情怀（30%）。（1）学习态度不端正，一半以上的时间不按时完成课前网络平台学习任务；基本没有学习兴趣，从不问问题；课堂上从不发言；不太遵守纪律（20%）。（2）不热爱科学，没有刻苦钻研的科学精神（20%）（3）讨论发言世界观、价值观基本正确（30%）。（4