《材料力学》课程教学大纲（机械设计制造及其自动化专业）

《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MaterialMechanics双语授课□是eq\o\ac(□,√)否课程代码24112007课程学分3总学时数48（含实践4）课程类别□通识教育课程□公共基础课程eq\o\ac(□,√)专业教育课程□综合实践课程□教师教育课程课程性质eq\o\ac(□,√)必修□选修□其他课程形态□线上eq\o\ac(□,√)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eq\o\ac(□,√)闭卷□开卷□课程论文□课程作品□汇报展示□报告eq\o\ac(□,√)课堂表现□阶段性测试eq\o\ac(□,√)平时作业eq\o\ac(□,√)其他（可多选）开课学院机器人工程学院开课系(教研室)机械制造工程面向专业机械设计制造及其自动化开课学期第4学期先修课程高等数学、大学物理、理论力学等后续课程机械设计、机械制造技术、热工基础及流体力学等选用教材材料力学（第2版）[M].范存新编.重庆大学出版社,2023.5参考书目材料力学.金忠谋编.机械工业出版社出版社,2009年.课程资源无课程简介材料力学是一门理论性较强的工程基础课。支撑专业毕业要求1、毕业要求3和毕业要求4。课程内容及主要任务：熟练运用杆件结构的内力计算及应力分析，并进行强度、刚度等分析，熟知应力状态理论，能进行杆件结构的设计,为后续专业课程提供力学计算依据,并能够解决简单的工程结构设计问题；熟悉了解力学的发展历程，了解力学在国防、航空航天、军工、交通、运输等工程领域的广泛应用，提高工程意识，培育工匠精神，坚定民族复兴的责任感和国家使命感；通过学习本课程的研究方法，具备一定的逻辑思维能力、创造性思维能力。二、课程目标表1课程目标序号具体课程目标课程目标1具备一定的力学素养，能够运用力学内力计算，分析判断构件破坏问题；熟悉强度、刚度、稳定性的概念；熟悉构件发生基本变形时内力、应力、变形分析及强度、刚度计算方法；熟悉组合变形条件下构件的设计方法。课程目标2通过学与用的结合，提高分析计算能力，具有安全可靠、经济节省地设计工程构件，解决工程实际问题的能力；为今后从事专业工作，进行创新实践打好基础。课程目标3能够运用强度理论解决组合变形构件的设计问题；培养学生根据所需解决的工程问题，建立材料力学计算模型的能力。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1：工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决机械工程及相关领域的复杂工程问题。【M】1.2掌握解决机械工程问题所需的工程基础知识，并能够应用。1毕业要求3：设计/开发解决方案：能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计机械工程中的控制系统、机械部件或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑法律、健康、安全、文化、社会以及环境等因素。【L】3.3能够考虑社会、健康、安全、法律、文化和环境等因素，对设计和方案的合理性及可行性进行分析、论证。2毕业要求4：研究：能够基于科学原理并采用科学方法对机械工程及相关领域复杂工程问题进行研究，包括设计实验、建模、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。【H】4.1能够基于科学原理对机械工程相关的物理化学现象、材料特性进行研究和实验分析。3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单一变形下的构建设计1.相关基本概念、定理和公式；2.材料力学常用基本方法；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；5.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；6.提高构件强度刚度的措施;7.了解超静定问题的计算。1．问题交流：课堂提问。2．拓展阅读：材料的变形形式。3．作业：课后习题课程目标1课程目标21.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方法；4.基本变形时构件的刚度计算方法讲授法：能够引导学生了解杆件的变形情况，促进学生对内力和应力的计算。262应力状态与强度理论设计1.数解法的公式及计算方法；2.画三向应力圆；3.利用画应力单元体确定构件的危险点；4.在复杂应力状态下，运用强度理论对、构件进行强度计算。1．问题交流：课堂提问2．拓展阅读：力学的工程应用。3．作业：三向应力圆。课程目标2课程目标31.画三向应力圆并确定应力极值；2.画应力单元体并确定危险点；3.选择和运用强度理论进行复杂应力状态下的强度计算讲授法：能够引导学生对应力状态的理解，促进学生掌握强度理论。83组合变形下的构件设计1.通过分解与平移进行构件载荷的标准化处理；2.通过画内力图确定构件的危险截面；3.根据应力分布规律确定危险点；4.斜弯曲组合变形的设计计算；5.弯拉（压）组合变形的设计计算；6.弯扭（拉）组合变形的设计计算。1．问题交流：课堂提问。2．拓展阅读：组合变形下的杆件设计。3．作业：弯扭组合变形。课程目标2课程目标3弯扭（拉）组合变形构件的强度计算和刚度计算。讲授法、讨论法：充分逻辑思维创新思维能力10实验学习内容及要求序号项目名称实验类型实验性质学习内容（明确重点难点）课程目标学时1拉伸实验验证性实验必做1.将试件拉至断裂，绘制拉伸曲线；（重点）2.观察屈服、强化和颈缩现象，记录相关数据；（重点）3.计算屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率；（难点）4.了解其主要力学性能。（难点）课程目标1课程目标22实验要求：1.分组：6人1组；2.实验准备（①万能材料试验机、游标卡尺、拉伸试件；②预习拉伸实验的实验操作步骤；③准备实验报告册）；3.其他具体要求详见实验指导书。2压缩实验验证性实验必做1.将低碳钢试件压至鼓形，观察屈服现象；2.将铸铁试件压至断裂，观察断口形状，记录相关数据；3.计算屈服极限、强度极限；4.比较两种材料主要力学性能。课程目标1课程目标22实验要求：1.分组：6人1组；2.实验准备（①万能材料试验机、游标卡尺、拉伸试件；②预习压缩试验的实验操作步骤；③准备实验报告册）；3.其他具体要求详见实验指导书。四、课程考核（一）考核内容与考核方式表4-1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.材料力学的基本方法、构件发生基本变形时应力和变形的计算145.5%课堂表现平时作业闭卷考试2.画轴力图、扭矩力、剪力图和弯矩图；13.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；14.提高构件强度刚度的措施；15.通过画内力图确定构件的危险截面；36.根据应力分布规律确定危险点；3课程目标21.数解法的公式及计算方法；画三向应力圆；233.3%课堂表现平时作业闭卷考试3.利用画应力单元体确定构件的危险点；24.在复杂应力下，运用强度理论对构件进行强度计算。2课程目标31.组合变形的设计计算；321.2%平时作业闭卷考试2.利用材料力学理论解决工程中的一些实际设计问题；3合计100%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课堂表现9%平时作业12%实验报告9%闭卷考试70%课程目标150%50%0%50%45.5%课程目标230%35%60%30%33.3%课程目标320%15%40%20%21.2%（二）成绩评定1.平时成绩评定（30%）（1）课堂表现（30%）：通过学生的课堂表现、提问与发言、学习态度，学习笔记及出勤等情况来评定成绩。（2）作业完成情况（40%）：围绕课程学习目标设计和安排作业，以巩固所学知识，并检测学生对知识点的掌握和运用情况。批改作业时根据每位学生完成作业的质与量，给出等级并予以记载。（3）实验报告（30%）：对学生做实验的态度、撰写实验报告等进行评价。2.期末成绩评定（70%）期末考核成绩占总成绩的70%，采用100分制试卷，闭卷考核形式，考核内容为三大课程模块。“单一变形下的构建设计”模块，考核基本概念、基本计算公式、杆件内力及强度计算等；“应力状态与强度理论设计”模块，考核应力单元体的画法、三向应力圆的画法、以及应力强度理论的一些概念及应用；“组合变形下的构件设计”模块主要考核组合变形情况下的杆件的强度设计情况。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，总成绩（100%）=平时成绩（30%）+期末成绩（70%）（三）评分标准表5评分标准（非试卷考核项目）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)课堂表现能完成100%以内的课程任务。且没有迟到，按时出勤能完成90%以内的课程任务，且迟到2次以上能完成80%以内的课程任务，迟到4次以上能完成70%以内的课程任务，且迟到6次以上能完成60%以内的课程任务，迟到8次以上平时作业较高质量的完成全部作业90%以上的作业可以较高质量的完成80%以上的作业可以较高质量的完成70%以上的作业可以较高质量的完成60%以上的作业可以较高质量的完成实验报告实验操作规范，在规定时间内完成，报告准确，认真，与要求完全相符。实验操作规范，在规定时间内完成，报告基本准确，与要求相符