本文關(guān)鍵詞：材料力學(xué)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《材料力學(xué)》教學(xué)大綱

適用專業(yè)：土木、機(jī)械、采礦、安全、彈爆、力學(xué)等專業(yè)                          

學(xué)    分：4

課程編號(hào)：21340402                                                           

課程類別：必修課

課程學(xué)時(shí)：72（理論64+實(shí)驗(yàn)8）                                                

開(kāi)課學(xué)期：4

一、大綱說(shuō)明

（一）課程的性質(zhì)和任務(wù)

材料力學(xué)是一門理論性較強(qiáng)的學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課，與理論力學(xué)一起共同構(gòu)成了其它各門力學(xué)課程的基礎(chǔ)，同時(shí)在許多工程技術(shù)領(lǐng)域中有著廣泛的直接應(yīng)用。本課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握受力構(gòu)件變形及其變形過(guò)程中構(gòu)件內(nèi)部應(yīng)力的分析和計(jì)算方法，掌握構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性分析理論在工程設(shè)計(jì)、事故分析等方面的作用，為經(jīng)濟(jì)合理地設(shè)計(jì)構(gòu)件提供必要的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法，并為學(xué)好有關(guān)的后續(xù)課程打好必要的基礎(chǔ)。

（二）課程的基本要求及重點(diǎn)、難點(diǎn)

總的要求：掌握各種基本變形及其相關(guān)組合變形情況下受力構(gòu)件強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的計(jì)算，掌握簡(jiǎn)單和復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的解析和圖解分析方法，熟練掌握各種強(qiáng)度理論的實(shí)際應(yīng)用。

各部分具體要求及重點(diǎn)、難點(diǎn)：

1 、基本變形部分 ——包括軸向拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲

（ 1 ）熟悉基本變形構(gòu)件內(nèi)力的分析方法——截面法。熟練掌握各種基本變形構(gòu)件內(nèi)力圖的繪制方法，包括傳統(tǒng)方法和技巧方法。

（ 2 ）熟悉平面假設(shè)在各種基本變形分析過(guò)程中的作用及圣維南原理的含義及應(yīng)用。

（ 3 ）熟練掌握各種基本變形情況下構(gòu)件變形和應(yīng)變、內(nèi)力和應(yīng)力的計(jì)算方法。

（ 4 ）熟練掌握和運(yùn)用各種基本變形情況下，強(qiáng)度條件三方面的運(yùn)用，，即強(qiáng)度校核、截面設(shè)計(jì)和許可載荷的確定。

（ 5 ）掌握各種基本變形情況下，構(gòu)件變形能的計(jì)算。

（ 6 ）熟練掌握靜不定結(jié)構(gòu)的求解方法和步驟。

（ 7 ）掌握各種基本變形情況下，構(gòu)件危險(xiǎn)截面和危險(xiǎn)點(diǎn)的判別方法。

（ 8 ）掌握各種基本變形情況下，提高構(gòu)件承載能力的措施。

2 、組合變形部分——包括斜彎曲、拉彎組合、壓彎組合、彎扭組合

（ 1 ）熟悉各種組合變形情況下，疊加原理的運(yùn)用。

（ 2 ）熟悉斜彎曲和平面彎曲的區(qū)別及判別方法。

（ 3 ）掌握偏心壓縮構(gòu)件截面核心范圍的確定方法。

（ 4 ）熟悉彎扭組合變形情況下，第三、第四強(qiáng)度理論的具體表達(dá)形式和應(yīng)用。

（ 5 ）熟悉各種組合變形情況下，危險(xiǎn)截面和危險(xiǎn)點(diǎn)的確定方法和相應(yīng)位置處內(nèi)力和應(yīng)力的分析和計(jì)算方法。

3 、應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)變狀態(tài)和強(qiáng)度理論部分

（ 1 ）掌握應(yīng)力狀態(tài)、單元體的概念及其兩者之間的關(guān)系。掌握主應(yīng)力、主平面、主單元體、簡(jiǎn)單應(yīng)力狀態(tài)、復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的概念。

（ 2 ）熟練掌握平面應(yīng)力狀態(tài)下，求解各種應(yīng)力的解析法和圖解法。

（ 3 ）熟練掌握廣義虎克定律的幾種表達(dá)形式及其運(yùn)用。

（ 4 ）對(duì)于三向應(yīng)力狀態(tài)和平面應(yīng)變狀態(tài)問(wèn)題要求了解掌握。

（ 5 ）熟練掌握四大強(qiáng)度理論的適用范圍、應(yīng)用方法。

4 、能量法和靜不定系統(tǒng)部分

（ 1 ）熟練掌握莫爾定理、卡氏定理的推導(dǎo)及應(yīng)用。

（ 2 ）熟練掌握莫爾圖乘法的原理和運(yùn)用。

（ 3 ）掌握位移互等定理的原理和運(yùn)用。

（ 4 ）熟練掌握能量法在求解靜不定結(jié)構(gòu)中的重要作用。

（ 5 ）熟練掌握求解靜不定系統(tǒng)的力法方程的運(yùn)用。

5、動(dòng)荷載和交變應(yīng)力

（ 1 ）熟練掌握三種類型的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算。重點(diǎn)掌握沖擊變形和應(yīng)力的計(jì)算。

（ 2 ）熟練掌握靜變形、靜載荷、靜應(yīng)力和動(dòng)變形、動(dòng)載荷、動(dòng)應(yīng)力之間的關(guān)系。熟練掌握動(dòng)荷系數(shù)的計(jì)算。

（ 3 ）掌握靜不定結(jié)構(gòu)受沖擊荷載作用下的變形和應(yīng)力計(jì)算。

（ 4 ）了解掌握沖擊韌度的概念及其影響因素。

（ 5 ）掌握交變應(yīng)力與疲勞破壞之間的關(guān)系及其造成的危害，了解掌握疲勞破壞的特征。

（ 6 ）熟練掌握交變應(yīng)力的循環(huán)特性、材料的持久極限及影響持久極限的因素。

（ 7 ）掌握對(duì)稱循環(huán)下和非對(duì)稱循環(huán)下構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的計(jì)算。

（ 8 ）掌握彎扭組合交變應(yīng)力下構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的計(jì)算。

（ 9 ）熟悉掌握構(gòu)件抗疲勞和抗沖擊的措施。

6、壓桿穩(wěn)定部分

（ 1 ）中心受壓細(xì)長(zhǎng)直桿臨界壓力的計(jì)算

（ 2 ）不同桿端約束情況下歐拉公式中長(zhǎng)度系數(shù)的取值。

（ 3 ）壓桿的臨界應(yīng)力總圖及歐拉臨界應(yīng)力計(jì)算公式的使用范圍。

（ 4 ）壓桿的穩(wěn)定性校核。

（三）對(duì)能力培養(yǎng)的要求

結(jié)合本課程的特點(diǎn)，使學(xué)生在下列各種能力上得到培養(yǎng)。

（ 1）邏輯思維能力，包括推理、分析、判斷等能力。

（ 2）抽象化能力，包括將簡(jiǎn)單問(wèn)題抽象成為力學(xué)模型，進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)描述、應(yīng)用力學(xué)理論求解。

（ 3）自學(xué)能力、表達(dá)能力（文字和圖象）、數(shù)字計(jì)算能力。

總之，整個(gè)《材料力學(xué)》課程的中心就是受力構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性，其余均是圍繞這三個(gè)內(nèi)容提供具體的分析和計(jì)算方法，總的目標(biāo)是為經(jīng)濟(jì)合理地設(shè)計(jì)構(gòu)件提供理論依據(jù)。

（四） 本課程和其它課程的關(guān)系

在學(xué)習(xí)本課程之前要求掌握并能初步運(yùn)用相關(guān)的數(shù)學(xué)和物理學(xué)方面的知識(shí)，主要有高等數(shù)學(xué)、解析幾何、普通物理等。 在本課程的教學(xué)中則應(yīng)注意利用學(xué)生在數(shù)學(xué)和物理等課程中已掌握的物理概念與數(shù)學(xué)方法，并使之進(jìn)一步鞏固、熟練與加深，注意使之與工程實(shí)際聯(lián)系起來(lái)。

材料力學(xué)是一系列后續(xù)課程的基礎(chǔ)，例如彈性力學(xué)、彈塑性力學(xué)、塑性力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、分析力學(xué)、斷裂力學(xué)、復(fù)合材料力學(xué)、板殼力學(xué)、連續(xù)介質(zhì)力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、土力學(xué)與地基基礎(chǔ)、機(jī)械振動(dòng)學(xué)等。

（五） 幾點(diǎn)說(shuō)明

1、為達(dá)到基本要求，課外練習(xí)應(yīng)不少于150題，其中包括概念題、簡(jiǎn)單證明題、基本運(yùn)算題和綜合分析題。 課內(nèi)、外學(xué)習(xí)課時(shí)比以 1 ： 1.5 為宜。

2、在保證基本要求的前提下，應(yīng)注意適當(dāng)采用形象化教學(xué)手段。應(yīng)盡量創(chuàng)造條件開(kāi)出能夠反應(yīng)各部分內(nèi)容的試驗(yàn)課，同時(shí)還應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算能力。

二、大綱內(nèi)容

（一）課程內(nèi)容

第一章.緒論

材料力學(xué)的任務(wù)、變形固體的基本假設(shè)、外力及其分類、內(nèi)力與應(yīng)力、變形與應(yīng)變、桿件變形的基本形式。

第二章.軸向拉壓變形

軸向拉伸和壓縮的概念、軸向拉壓時(shí)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力、直桿軸向拉伸或壓縮時(shí)斜截面上的應(yīng)力、材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能、許用應(yīng)力 安全系數(shù) 拉壓強(qiáng)度 、軸向拉伸或壓縮時(shí)的變形、直桿軸向拉伸或壓縮時(shí)的變形能、應(yīng)力集中的概念、拉（壓）超靜定問(wèn)題。

第三章.剪切變形

剪切的概念和實(shí)用計(jì)算、擠壓和擠壓的實(shí)用計(jì)算、純剪切  剪應(yīng)力互等定理  剪切虎克定律、剪切變形能

第四章.扭轉(zhuǎn)變形

扭轉(zhuǎn)的概念、外力偶矩的計(jì)算  扭矩和扭矩圖、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和強(qiáng)度條件、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形和剛度條件、圓柱形密圈螺旋彈簧的應(yīng)力和變形、非圓截面桿扭轉(zhuǎn)的概念、薄壁桿件的自由扭轉(zhuǎn)。

第五章.彎曲內(nèi)力

平面彎曲的概念、受彎桿件的簡(jiǎn)化、剪力和彎矩、剪力方程和彎矩方程　剪力　彎矩圖、載荷集度 剪力和彎矩之間的關(guān)系、按疊加原理作彎矩圖、平面曲桿的彎曲內(nèi)力、平面剛架內(nèi)力圖。

第六章.彎曲應(yīng)力

純彎曲時(shí)橫截面上的正應(yīng)力、非對(duì)稱梁的純彎曲、橫力彎曲時(shí)的正應(yīng)力  正應(yīng)力強(qiáng)度條件、彎曲剪應(yīng)力、彎曲剪應(yīng)力的強(qiáng)度校核、開(kāi)口薄壁桿件

的彎曲應(yīng)力  彎曲中心、提高彎曲強(qiáng)度的一些措施。

第七章.彎曲變形

梁的撓曲線近似微分方程用其積分、用疊加法求梁的變形、簡(jiǎn)單靜不定梁的解法、梁的剛度校核及提高梁的剛度措施、梁內(nèi)的彎曲應(yīng)變能。

第八章.應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論

應(yīng)力狀態(tài)的概念和實(shí)例、平面應(yīng)力狀態(tài)下的任意斜截面上的應(yīng)力、平面應(yīng)力狀態(tài)下的最大應(yīng)力 主應(yīng)力、三向應(yīng)力狀態(tài)下的最大應(yīng)力、廣義虎克定律、強(qiáng)度理論。

第九章.組合變形

斜彎曲、偏心壓縮（拉伸）、扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合變形。

第十章.能量法

桿件變形能的計(jì)算、莫爾定理、圖形互乘法、卡氏定理、功的互等定理和位移互等定理。

第十一章.靜不定系統(tǒng)

靜不定系統(tǒng)的概念、疊加法  能量法解靜不定問(wèn)題、用力法解靜不定系統(tǒng)。

第十二章.動(dòng)荷載

構(gòu)件作勻加速直線運(yùn)動(dòng) 或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的應(yīng)力計(jì)算 、沖擊時(shí)應(yīng)力和變形

的計(jì)算、提高構(gòu)件抗沖擊能力的措施、沖擊韌度。

第十三章.交變應(yīng)力

交變應(yīng)力及疲勞破壞、交變應(yīng)力的循環(huán)特性應(yīng)力幅度和平均應(yīng)力、材料的持久極限、影響構(gòu)件持久極限的因素、對(duì)稱循環(huán)下構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算、持久極限曲線及其簡(jiǎn)化折線、不對(duì)稱循環(huán)下構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算、彎曲和扭轉(zhuǎn)組合交變應(yīng)力下構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算、提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的措施。

第十四章.壓桿穩(wěn)定

壓桿穩(wěn)定性的基本概念、細(xì)長(zhǎng)中心受壓直桿臨界力的歐拉公式、細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界壓力    歐拉公式、壓桿的臨界應(yīng)力及臨界應(yīng)力總圖、壓桿的穩(wěn)定性計(jì)算。

三、教材及參考書

（一）教材

材料力學(xué)，劉鴻文編. 高等教育出版社

材料力學(xué)，孫訓(xùn)方編. 高等教育出版社

材料力學(xué)，鐵木辛柯編. 高等教育出版社

材料力學(xué)，范欽刪編. 高等教育出版社

（二）參考書

1、材料力學(xué)，楊伯源著　合肥工業(yè)大學(xué)出版社

2、材料力學(xué)，宋子康 蔡文安主編 高等教育出版社

3、材料力學(xué)，金家楨主編 高等教育出版社

4、材料力學(xué)800題，胡增強(qiáng) 楊英 胡柔等主編 高等教育出版社

5、材料力學(xué)，В.И.費(fèi)奧多謝夫著 蔣維城等譯. 高等教育出版社

6、材料力學(xué)解題精粹，陳升平主編.中國(guó)郵電大學(xué)出版社

7、材料力學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)，王守新主編.大連理工大學(xué)出版社

教研室： 力學(xué)教研室

編寫人： 經(jīng)來(lái)旺、宮能平、劉丹丹、江向陽(yáng)

 

 

 

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本文編號(hào)：397641