【精品】材料力学

精品精品 材料力学材料力学 材料力学课程教案 首页 课程名称材料力学授课专业土木年级课 程编号课程类型必修课校级公共课 基础或专业基础课 专业课 选修课限选课 任选课 授课方式课堂讲授 实践课 考核方式考试 考查 课程教学总学时 数72学分数4 5学时分配课堂讲授62学时 实践课10学时 注实验单 独设课 教材名称材料力学 作者单辉祖出版社及出版时 间高等教育出版社xx指定参考书材料力学 作者刘鸿文 出版社及出版时间高等教育出版社xx材料力学教程 作 者范钦珊出版社及出版时间高等教育出版社1998授课教师职称副教 授单位土木学院授课时间材料力学课程教案周次 上课 第3周 第1 次课备注章节名称第一章绪论本课程的教学应将启迪学生思维放在 极其重要的位置 以多媒体为教学的主要手段 充分利用多媒体信息量大的优势 同 时注意与学生的认知规律相结合 基于多年教学实践和教学改革的经验 在教学中 没有完全按照主 教材的顺序和内容来安排教学 授课方式理论课 实践课 实习 教学时数2教学目的 及要求1 通过图片和实例 说明本课程与工程实践和生活实践的紧 密关系 2 了解本课程的主要内容和主要方法 教学内容提要时间分配序材料力学 你身边的科学1 材料力学的主 要内容工程构件的力学分析 强度 刚度 稳定性 固体力学的基 础性概念 应力 应变 本构关系 2 材料力学的基本假定关于材 料性质的假定 连续性 均质性各向同性 关于变形的假定 小变 形 3 材料力学的主要研究对象工程构件的基本类型 杆 板 壳 体 杆件的支承形式杆件变形的基本形式 拉压 扭转 弯曲 剪切 杆件的不同用途和形式杆件变形的平截面假设4 材料力学的 研究方法力学分析 物理分析 几何分析力学家与材料力学史 Tim oshenko8202025152教学重点与难点1 区别强度与刚度的概念2 小变 形假定带来的方便可以在未变形的构形中进行计算3 与理论力学的 联系与区别力的平移定理力系的等效 通过实例说明 应组织学生 讨论 要注意发挥学生的参与积极性 必要时给予一定的提示或引 导 讨论 练习 作业1 分析和讨论下面的结构具有什么变形效应 拉弯组合 弯扭组合 斜弯曲的初步认识 2 分析和讨论力的平移 对刚体和变形体的不同影响 可以总结出什么规律 教学手段参考资料多媒体教学 必要时使用 黑板刘鸿文 材料力学 pp1 11材料力学课程教案周次第3周 第2次课第4周 1 2次课备注章节名称第二章轴向拉压应力与材料的力学性能授课 方式理论课 实践课 实习 教学时数6教学目的及要 求正确理解内力 应力 应变等基本概念 熟练掌握截面法 正确理解并熟练掌握轴向拉压正应力公式 胡克定律 强度条件 掌握拉压杆的强度计算方法 掌握拉压时材料的力学性能 弄清材料力学解决问题的思路和方法 教学内容提要时间分配1 截面法 内力 应力2 轴力 轴力图3 正 应力 应力集中的概念4 轴向拉 压 时斜截面上的应力5 拉压杆 的强度计算6 材料拉压时的力学性能7 拉压杆件系统的超静定问题8 连接件的实用计算2学时2学时2学时教学重点与难点 1 内力和截面法 轴力和轴力图 2 应力的概念 轴向拉压时横截面上的应力 3 材料拉 压时的力学性能 4 轴向拉压的强度计算 5 应力集中的概念 拉 压静不定问题 6 连接件的实用强度计算讨论 练习 作业1 轴向拉压的强度计算 例题4个 2 圣维南原理作业2 1 2 3 2 12 2 15 2 16 2 18 2 22教学手段参考资料多媒体教学 必要时使用黑板刘鸿文 材料力 学 pp74 76 pp112 137材料力学课程教案周次第5周 第 1 2次课备注章节名称第三章轴向拉压变形授课方式理论课 实践课 实习 教学时数4教学目的及要求拉压杆的变形胡 克定律 泊松比教学内容提要时间分配1 纵向变形绝对变形lll 1 相对变形 线应变 ll 拉伸 为 压缩 为 2 横向变形及泊松比绝对变形横向尺寸1aa aaa 1相对变形 横向应变 a a拉伸 为 压缩 为 柏松比 横向变形系数 在弹性范围内 是反映材料性质的常数 由实验确定 一般在 1 0 5之间 3胡克定律在弹性范围内 即 性模量 Pa N 和l另一形式 EA 抗拉 压 刚度 反映杆件抵抗拉伸 压缩 变形的能力 其它条 件相同 E P E 弹将Al 代入得EAlNl 胡克定律的4 桁架的节点位移解析求解 切线代替圆弧法5 拉压与剪切应变能6习题课训练 课件与书后习 题 1学时1学时2学时教学重点与难点1 拉压杆的变形与叠加原理 的应用胡克定律2 桁架的节点位移 3 简单的拉压静不定问题 讨 论 练习 作业1 装配应力与热应力的超静定问题解决的关键 2 概念性判断题训练 课后复习题中的 作业3 3 3 6 3 12 3 16 3 18 3 21 3 28教学手段参考资料多媒体教学 必要时使用黑板刘鸿文 材料力 学 pp112 137材料力学课程教案周次第6周 第 1 2次课第7周 第1次课备注章节名称第四章扭转 附录A授课方式 理论课 实践课 实习 教学时数6教学目的及要求掌 握扭转内力的计算方法 正确理解并熟练掌握扭转剪应力 扭转变 形的计算方法 剪切胡克定律和剪应力互等定理 扭转强度和扭转 刚度计算 教学内容提要时间分配1 外力偶矩的计算 扭矩 扭矩图 纯剪切 2 圆轴扭转时的应力和变形 扭转的强度条件和刚度条件 3 扭转的强度计算和刚度计算 4 扭转静不定问题 非圆截面杆扭转 5 附录A截面图形的几何性质1学时2学时1学时2学时教学重点与难点 重点圆轴扭转时横截面上剪应力分布规律和强度 圆轴扭转变形时 的刚度和变形 相对扭转角 计算 难点扭转剪应力推导过程采用启发式教学 通过提问 引导学生思 考 让学生回答问题 达到课堂互动 讨论 练习 作业重点处理通过例子 关键理解max 是指整个轴上 的maxT面上的最外边缘点 等截面 对变截面可用maxmax pWT 严格区分刚度和扭转角的区别 难点处理结合 对比AN 的推导过程 和薄壁圆筒横截面上 的推 导 让学生思考可能采用的方法 然后在讲解 练习课件上四个题 其中两个为书中习题 作业4 2 4 3 4 11 4 17 4 22教学手段多媒体教学 必要时使用黑板参考资料刘鸿文 材料力 学 pp112 137材料力学课程教案周次第7周 第2次课 第8 周第 1 2次课备注章节名称第五章弯曲内力授课方式理论课 实 践课 实习 教学时数6教学目的及要求 掌握弯曲变形与平 面弯曲等基本概念 熟练掌握用截面法求弯曲内力 熟练列出 剪力方程和弯矩方程并绘制剪力图和弯矩图 利用载荷集度 剪 力和弯矩间的微分关系绘制剪力图和弯矩图 掌握叠加法绘制剪 力图和弯矩图 教学内容提要时间分配1 平面弯曲等基本概念 2 截面法及简便方 法求弯曲内力 3 剪力方程和弯矩方程 绘制剪力图和弯矩图 4 用载荷集度 剪力和弯矩间的微分关系绘制剪力图和弯矩图 5 叠 加法绘制剪力图和弯矩图 6 刚架与曲梁的内力 2学时2学时2学时教学重点与难点1 正确地计算支座反力是绘制内力 图的关键 应确保无误 利用平衡方程求出支反力后 应进行校核 2 梁的平衡微分方程的主要用途之一就是直接根据外荷载画剪力弯 矩图 它在画图中的主要功能是明确图线的走向 3 应熟练掌握集中力和集中力偶矩对剪力弯矩图的影响 集中力引起剪力图的跃变 使弯矩图在该处出现尖点 集中力偶矩 引起弯矩图的跃变 但不直接影响该点的剪力图 但应注意勿将外力和内力混为一谈 4 注意标出剪力弯矩图中的峰值和关键截面的数据 这些数据可用力学的方法或几何的方法获得 剪力数据由荷载图相应区段的面积导出 弯矩数据由剪力图相应区 段的面积导出 注意此处面积的正负 5 梁的平衡微分方程是在只考虑横向分布力时建立的 当存在着其它形式的荷载 例如分布力偶矩 时 应根据微元区段 平衡的方法重新建立微分方程 新建立的方程可能与一般梁的平衡微分方程 弯矩的导数是剪力 剪力的导数是分布荷载 不同 讨论 练习 作业1 分析和讨论荷载作用在中间铰处 在左端铰处 引起支反力吗 在左半部引起内力吗 引起变形吗 引起位移吗 2 分析和讨论如果已知剪力图 可以完全确定弯矩图吗 如果已知弯 矩图 可以完全确定剪力图吗 作业5 1 5 2 5 6 5 14 a 教学手段参考资料多媒体教学 必要时使用黑板刘鸿文 材 料力学材料力学课程教案周次第9周 第1次课备注章节名称附录截 面图形的性质授课方式理论课 实践课 实习 教学 时数2教学目的及要求本章是为拉压 扭转 弯曲应力表述做准备的 通过本章的学习 学生应熟悉截面的主要几何特征和规律 本章要求学生1 掌握截面图形的各类一次矩 二次矩的定义并能进 行正确的计算 2 熟练掌握典型截面的二次矩 3 掌握形心在计算面积矩和惯性矩中所起的作用并能进行熟练的计 算 熟练掌握平行移轴定理 教学内容提要时间分配 一 几何图形的一次矩面积矩 静矩 形心公式 组合图形例题 三则 极坐标 求和法 负面积法各一则 二 几何图形的二次矩惯性矩 惯性积 极惯性矩的定义例题二则 三角形 极坐标各一则 课堂练习二则常见图形的惯性矩 极惯 性矩组合图形 三 平行移轴定理平行移轴定理的引出及证明平行移轴定理注意点 重要结论例题 T型截面 课堂练习一则20 分 30 分 20 分 30 分 教学重点与难点1 静矩的数值可正可负 若图形关于某轴的静矩为零 说明该轴过形心 2 惯性矩的数值是恒正的 在一组平行线中 图形对于过形心的那条线的惯性矩为最小 对于 距离形心最远的那条线的惯性矩为最大 3 平行移轴公式是计算惯性矩的主要工具 应熟练掌握 应用这组公式时 应保证其中一组坐标系是形心坐标系 同时应注意 所求的如果是形心轴的惯性矩 公式中应出现减号 讨论 练习 作业1 分析和讨论用微元面积条将二重积分化为单重 积分时应注意什么 2 思考与动笔求矩形关于坐标轴的惯性矩与惯 性积 3 思考 动笔矩形和圆的惯性矩与惯性积 4 思考 动笔求直角三角形对于过形心的C轴的惯性矩 作业A 1 a A 2 A 3 b A 5 A 7教学手段参考资料多媒体教学 必要时使用黑板刘鸿文 材料力学 pp373 391材料力学课程教案周次第9周第2次课第10周 第 1次课备注章节名称第六章弯曲应力授课方式理论课 实践课 实习 教学时数6教学目的及要求本章是本课程最重要的部 份之一 通过本章学习 学生应全面而准确地掌握梁弯曲及组合变形的强度 分析的方法及其工程应用 具体要求是1 掌握弯曲正应力公式推导的方法 2 熟练掌握横截面上弯曲正应力的分布规律 并能正确熟练地进行 梁的强度分析 3 熟练掌握横截面上弯曲切应力的分布规律和计算方法 4 认识和掌握提高梁强度的主要措施 教学内容提要时间分配第六章弯曲应力背景材料1弯曲正应力1 1梁 弯曲的基本概念1 梁的平面弯曲2 纯弯曲和横力弯曲3 关于梁弯曲 的假定理想实验 单向受力假定 4 中性面和中性轴1 2横截面上的 正应力公式横截面正应力公式的推导思路 公式的推导 横截面上 的正应力分布规律 1 3梁的正应力计算1 正应力公式的使用注意点及应用范围2 最大正 应力计算 中性轴是对称轴 例题 一则确定截面尺寸 3 最大正 应力计算 中性轴不是对称轴 2弯曲切应力1 矩形截面中的弯曲 切应力假定 公式推导 切应力分布规律2 其他截面中的弯曲切应 力3 常用截面最大弯曲切应力公式3梁的强度及破坏3 1梁的强度校 核正应力引起的破坏切应力引起的破坏例题 复杂荷载梁的最大应 力 校核梁强度的一般流程细长梁中最大正应力与最大切应力量级 的比较影响梁强度的主要因素3 2根据强度设计梁的截面根据荷载方 向考虑截面根据材料性质考虑截面等强度梁的概念例题 一则 变 截面梁 工程中的变截面梁 4 组合变形的应力拉压弯曲组合实例应力计算2学时2学时2学时教 学重点与难点1 弯曲梁的横截面上 切应力一般呈抛物线性分布 中性轴上有最大的切应力 最远离中性轴的边缘点 或线 上切应 力为零 对实体形杆件 切应力往往不是破坏的主要因素 因此在确定截面 尺寸时可以先考虑正应力 再用切应力校核 在薄壁杆件中 切应力的影响必须予以重视 2 纯弯曲情况下中性层上既无正应力 又无切应力 在横力弯曲情况下 中性层上一定有切应力 但没有正应力 这一 结论在存在分布横向荷载时是近似的 3 改善梁的强度和经济性的措施有多种 原则上 全梁上弯矩只有一个峰值时 优先考虑最大拉应力与最大 压应力同时达到许用值的方案 全梁上又有正弯矩峰值又有负弯矩峰值时 优先考虑两个截面上最 大拉应力同时达到许用值的方案 尤其是脆性材料 4 各种横截面梁的最大剪应力计算讨论 练习 作业分析与讨论关 于提高梁强度的措施 四则加载方式 支座位置 截面形状 变截 面 作业6 4 6 10 6 15 6 19 6 20 6 21 6 25 6 26 6 27 6 39 教学手段参考资料多媒体教学 必要时使用黑板刘鸿文 材料 力学 pp12 72材料力学课程教案周次第8周 第1次课 备注 章节名称第七章弯曲变形7 1弯曲变形的概念 引言 7 2积分法求 梁的变形授课方式理论课 实践课 实习 教学时数2 教学目的及要求本章是本课程最重要的组成部份之一 通过本章学习 学生应掌握梁弯曲刚度分析的主要方法及其工程应 用 具体要求是1 正确理解挠度和转角的概念 理解挠度曲线微分方程 的建立过程 能利用弯矩和约束条件判断挠度曲线的大致走向 2 能正确应用积分法求梁的挠度曲线函数 教学内容提要时间分配第七章弯曲变形背景材料7 1弯曲变形的概念 1 挠度与转角概念符号规定2 中性层曲率与弯矩的关系3 挠度微分 方程抗弯刚度等截面梁中挠度各阶导数的意义7 2积分法求梁的挠度 7 3弯矩方程积分的一般方法弯矩的积分积分常数的确定例题 一则 悬臂粱承受均布荷载 分段弯矩方程积分的连接条件适宜用积分方 法的情况 习题训练 5 分 10 分 15 分 15 分 15 分 40 分 教学重点与难点积分法是求解梁变形的基本方法 注意梁的挠曲线微分方程是建立在以梁左端为坐标轴原点 x轴向右 为正 y轴向上为正的坐标系上 如使用不同坐标系 必须注意正负号 讨论 练习 作业举例1 分析和讨论悬臂梁在不同荷载挠度曲线方 程及最大转角与挠度 2 析和讨论简支梁在不同荷载挠度曲线方程 及最大转角与挠度 3 伸梁在不同荷载挠度曲线方程及最大转角与 挠度 分析和讨论哪一种挠度曲线是正确的 4 分析和讨论哪一种 挠度曲线是正确的 板书举例 5 分析和讨论自由端承受集中力 偶矩的悬臂梁的挠曲线 作业7 1 7 2教学手段参考资料多媒体教学 必要时使用黑板刘鸿文 材料力学 pp176 211材料力学课程教案周次第8周 第2次课 备注章 节名称第七章弯曲变形7 5叠加法计算梁的挠度和转角7 6简单超静 定梁7 7梁的刚度条件与合理刚度设计授课方式理论课 实践 课 实习 教学时数2教学目的及要求 1 正确熟练地利用叠加法计算梁中指定截面的广义位移 2 梁的超静定问题处理教学内容提要时间分配7 4叠加法计算梁的 挠度和转角叠加法的常用方法1 荷载的分解和重组依据叠加原理例 题 一则靠自由端部份承受均布力的悬臂梁 2 逐段刚化法依据例 题 二则外伸梁 刚架 综合应用例题 二则刚架与拉杆结构 弯 扭组合 7 5简单超静定梁处理方法静定基和多余约束力例题 一则 一端固支一端铰支的梁 求解超静定梁问题的步骤静定基的选择不 是唯一的7 6提高梁刚度的措施25 分 25 分 30 分 20 分 教学重点与难点 在用叠加法求指定截面的广义位移时 特别应注意 可能遗漏的那些因素 例如转角对位移的影响 讨论 练习 作业利用已有结果计算组合刚架结构A点挠度 图见电子教案 作业7 1 7 2 教学手段参考资料多媒体教学 必要时使用黑板刘鸿文 材料力 学 pp176 211材料力学课程教案周次第9周 第1次课备注章 节名称第八章应力与应变分析8 1引言 8 2平面应力状态分析 8 3 应力圆授课方式理论课 实践课 实习 教学时数2教 学目的及要求本章是本课程最重要的理论基础 通过本章学习 应 对应力 应变和广义胡克定律有全面准确的理解 具体要求是1 全面准确地掌握应力概念 掌握斜截面上正应力和切 应力的计算公式 2 掌握主应力 主方向的概念 能熟练进行主应力计算 能正确分 析组合变形中危险点的主应力 教学内容提要时间分配第八章应力和应变分析应力和应变分析意义 课件前言 8 1平面应力状态分析8 1 1应力状态一般应力状态应 力状态矩阵单元体应力状态矩阵的对称性双向应力状态单向应力状 态应力的符号规定8 1 2斜截面上的应力问题的提出斜截面上的应力 公式推导例题 拉伸杆 扭转轴求切应力 8 1 3主应力与主方向杆 件最大应力考虑的三个层次问题的提出1 法向应力的极值法向应力 的极值的确定主方向公式主应力公式主应力 主方向 主平面的定 义主方向和主应力的计算2 主平面上的切应力3 主应力的排序双 向应力状态及单向应力状态的定义例题 三则简支机构 有锥度的 拉杆 两个应力状态合成 10 分 10 分 25 分 10 分 10 分 20 分 10 分 教学重点与难点1 分析结构危险点的应力 时 了解该点的应力状态是关键 在该处截取单元体时 应取两个横截面为其中一对平面 因为横截 面上的应力可用已知的公式计算 2 平面应力状态下 过一点的所有截面中 必有一对相互垂直的截 面是主平面 主平面上切应力为零 3 纯剪状态是双向应力状态 其第 一 第三主应力大小相等 数值与纯剪切应力相同 符号相反 主应力方向与纯剪切应力方向相差45 讨论 练习 作业1 分析和讨论正应力和切应力计算式中 的具有 物理意义的取值范围是什么 2 分析和讨论讨论主应力和主方向有 什么意义 作业8 1 b 8 2 c 8 8 b c 解析法 图解法 8 9 8 12教学手段参考资料多媒体教学 必要时使用黑板刘鸿文 材料力 学 pp211 241材料力学课程教案周次第9周 第2次课备注章 节名称第八章应力与应变分析8 4极值应力与主应力8 5最大切应力 五一放掉两次课授课方式理论课 实践课 实习 教 学时数2教学目的及要求1 能熟练进行切应力计算 2 正确理解塑性 脆性材料试件在拉 压 扭等状态下破坏的机理 3 掌握应变计算与应力计算的相似性 教学内容提要时间分配 1 最大切应力问题的提出最大切应力例题 一则轮胎拆卸工具的应力分析 2最大应力在杆件破坏中的作用轴 向拉伸轴向压缩圆轴扭转破坏机理解释3 三向应力状态简介应力状 态矩阵静水压力状态4 应变分析25 分 25 分 20 分 25 分 教学重点与难点1 平面应力状态下 过一点的所有截面中 必有 一对相互垂直的截面是切应力取极值的平面 有的教材中称之为主 切平面 主切平面与主平面成45 角 主切平面上的正应力为两个主应力的平均值 2 但上述切应力的极值并不一定是该点处的最大切应力 该点处最大切应力应是第一主应力与第三主应力之差的一半 3 在解释杆件受拉 受压 受扭破坏形式的时候应注意两方面一是 构件的主应力和最大切应力 一是材料的抗拉 抗压和抗剪的能力 讨论 练习 作业1 动脑思考求如图应力状态的最大切应力 2 分析和讨论为什么具有光滑表面的低碳钢试件在拉伸时有滑移线 产生 滑移线产生的方位有什么规律 3 分析和讨论木材制成的圆 轴的轴线方向沿顺纹方向 它在扭转时的破坏情况是怎样的 为什 么会这样破坏 4 动脑思考分析以下应力状态的主应力 图见电子教案 作业8 14 8 15教学手段参考资料多媒体教学 必要时使用黑板刘鸿文 材料力 学 pp211 241材料力学课程教案周次第10周 第3次课备注 章节名称第八章应力与应变分析8 6应变分析 7广义Hooke定律8 8应 变比能授课方式理论课 实践课 实习 教学时数2教 学目的及要求1 能正确应用应力和应变的比拟方法进行应变计算 2 能正确理解和应用广义Hooke定律 3 了解应变比能 体积改变比能 形状改变比能的概念教学内容提 要时间分配1应变分析1 应变状态2 斜方向上的应变 应变计算与 应力计算的相似性3 主应变与主方向4 最大切应变5 应变的测量 应变片原理和方法直角应变花等角应变花应变计算例题 一则直角 应变花 6 三向应变简介应变分量的几何意义主应变方程体积变化 率2广义胡克定律定律及其应用广义胡克定律的一般表达式在双向和 单向情况下的退化小结应力 应变和广义胡克定律3复杂应力状态下 的应变能应变能密度一般表达式 畸变能概念 体应变15 分 5 分 10 分 10 分 10 分 10 分 10 分 15 分 15 分 学重点与难点1 应变的计算方式与应力计算对应 注意切应变代替切应力时总带有一个1 2的系数 2 广义胡克定律应用中 仅是正应力不影响同一坐标系下的切应变 切应力不影响同一坐标系下的正应变 不可一般地理解为正应力不引起切应变 3 从应力计算斜方向上的应变时 可以先用广义胡克定律计算出沿 坐标轴方向的应变 再利用斜方向上的应变公式算出指定方向上的 应变 也可以利用斜方向上的应力公式先算出两个相互垂直的指定 方向上的应力 再在斜方向上用广义定律计算应变 两种计算的结果是一致的 广义定律可以用于各向同性体中的任意方向 4 应变比能分为形状改变比能和体积改变比能两部份是有关材料破 坏的实验事实所指明的 讨论 练习 作业作业8 17 8 20 8 22 8 24教学手段参考资料多媒体教学 必要时使用黑板刘鸿文 材料力 学 pp211 241材料力学课程教案周次第11周 第1次课备注 章节名称第九章复杂应力状态强度强度问题9 1引言9 29 3四个常用 的强度准则9 4弯扭与弯拉压组合9 5矩形截面杆组合变形一般情况 授课方式理论课 实践课 实习 教学时数4教学目的 及要求1 了解强度准则的意义 掌握几种主要的强度准则的定义 熟悉相当应力的表达式 2 熟练掌握杆件组合变形的相当应力的计算方法 3 强度准则一章把上一章知识与工程实际更紧密地联系起来 本章对学生的具体要求是教学内容提要时间分配四个常用的强度准 则1 强度准则的概念强度准则的意义2 四个常用的强度准则四个 强度准则的含义及相当应力3 强度准则的应用单向应力状态纯剪应 力状态单向应力与纯剪应力的合成在拉弯扭组合情况下的应用圆轴 弯扭组合情况下的应用4 矩形截面杆组合变形一般情况2学时2学时 教学重点与难点1 扭转的危险点和弯曲梁的中性层 般处于纯剪切的情况 弯扭组合 拉弯扭组合等情况下 危险点处于单向拉压与纯剪切的 组合 在这类情况下一般计算出最大正应力和最大切应力 再利用 公式进行计算 2 注意几类公式的适用性 3 薄壁梁弯曲时往往还需注意正应力和切应力都较大的点 例如工 字形截面腹板与翼板交界点处 这些点的相当应力可能比上下边缘 点处更大 4 材料类型是选择强度准则的第一要素 脆性材料多选第 一 第二强度准则 塑性材料多选第 三 第四强度准则 5 分析危险截面危险点的应力状态是使用强度准则的关键 拉压 拉弯组合 斜弯曲 斜弯曲与拉压组合等情况下 危险点处 于单向应力状态 在这种情况下 各种强度准则的相当应力都是第一主应力 讨论 练习 作业1 何为强度理论 金属材料失效主要有几种形式 相应的有几类强度理论 2 常用的四个强度理论的基本观点及适 用条件 作业9 5 9 2 9 119 13 9 26教学手段参考资料多媒体教学 必要时使用黑板刘鸿文 材料力 学 pp242 261刘鸿文 材料力学 pp211 241 材料力 学课程教案周次第11周 第2次课备注章节名称第九章强度准则9 1 四个常用的强度准则 续 9 6薄壁容器的强度分析授课方式理论课 实践课 实习 教学时数2教学目的及要求1 熟练掌 握杆件组合变形的相当应力的计算方法 2 掌握承受内压的薄壁圆筒的应力计算方法 教学内容提要时间分配9 1四个常用的强度准则 续 薄壁杆件弯曲 危险点分析例题 四则弯扭组合轴 外荷载在斜方向 两个方向的 弯曲与扭转组合 工字梁 薄壁容器的强度分析薄壁容器轴向应力 周向应力例题 电子教案 本章内容小结50 分 30 分 10 分 教学重点与难点1 扭转的危险点和弯曲梁的中性层 般处于纯剪切的情况 弯扭组合 拉弯扭组合等情况下 危险点处于单向拉压与纯剪切的 组合 在这类情况下一般计算出最大正应力和最大切应力 再利用 公式进行计算 2 薄壁圆筒壁面上的点的周向应力和轴向应力就是该点的第 一 第二主应力 讨论 练习 作业分析和讨论球罐的主应力情况怎样 作业9 22 9 23 9 25教学手段参考资料多媒体教学 必要时使用黑板刘鸿文 材料力 学 pp242 261材料力学课程教案周次第12周 第1次课备注 章节名称第十一章压杆稳定11 1失稳的一般概念11 2理想压杆授课 方式理论课 实践课 实习 教学时数2教学目的及要 求压杆稳定是课程重要组成部份 通过本章学习 应掌握分析理想压杆失稳的主要方法和工程应用 具体要求是1 掌握失稳的概念 了解构件失稳的特征 2 能正确计算理想压杆的临界荷载 教学内容提要时间分配第十一章压杆稳定背景材料11 1失稳的一般 概念失稳概念 失稳现象的特点刚性杆的稳定问题问题的提出临界 荷载的概念例题 一则带角弹簧的杆 11 2理想压杆11 2 1理想压 杆的欧拉公式概念假定两端简支梁特征方程临界荷载 端固支一端简支梁临界荷载欧拉公式欧拉公式中的长度比拟例题 二则 力学家与材料力学史 欧拉 力学史 5 分 30 分 55 分 教学重点与难点1 当压杆没有局部削弱时 稳定校核后不需 再校核其强度 当压杆有局部削弱时 稳定校核时可不必考虑局部削弱的影响 但校核稳定后 还须对局部削弱处进行强度校核 其计算面积应是 扣除孔洞等削弱后的实际面积 并应考虑可能存在的应力集中现象 2 在截面面积不变的情况下 理想的设计应是压杆在两个形心主轴 方向同时达到临界荷载 因此 若压杆在两个形心主轴方向的约束相同时 应选择惯性矩I z I y的截面 讨论 练习 作业1 分析和讨论确定如图情况的边界条件 一端固支一端自由 两端固支 一端固支一端铰 2 分析和讨论 对于图示的情况 压杆往哪一方向失稳 3 分析和讨论压杆中局部 的孔 槽对强度和稳定性各有什么影响 4 动脑又动笔将下面四种 梁的临界荷载从大到小地排列起来 图见电子教案 5 动脑与动笔求图示结构的临界荷载 图见电子教案 作业习题10 7 10 8 10 13 10 15教学手段参考资料多媒体教学 必要时使用黑板刘鸿文 材料力 学 pp28 70 材料力学 pp290 317材料力学课程教案 周次第12周 第2次课备注章节名称第十一章压杆稳定11 2理想压杆 续 11 3非理想压杆简介本次课中的非理想压杆部份属于选讲内 容 如果时间不够 可不讲 授课方式理论课 实践课 实习 教学时数2教学目的 及要求1 正确理解柔度概念 熟悉临界应力的计算 2 准确理解不同柔度下压杆的破坏机理 教学内容提要时间分配11 2理想压杆 续 11 2 2临界应力和稳定 性条件临界应力柔度中小柔度压杆的两种处理方式临界总图例题 三则横梁压杆组合结构的安全性 超静定杆 可移动支座的压杆 面内失稳和面外失稳例题 一则面内和面外失稳 本章内容小结80 分 10 分 教学重点与难点1 判断压杆失效形式的主要依据是 柔度 所以一般应先计算柔度以判定压杆是否会以失稳的形式失效 2 如果己确定压杆可能失稳 则应判断失稳的方向 如果在过轴线的各个平面中可能有不同的柔度 那么压杆将会首先 在柔度大的平面内失稳 如果过轴线的各个平面中约束相同 那么压杆将会在具有较小的主 惯性矩平面内失稳 在计算临界荷载时应预先作上述判断 切忌死套Euler公式 3 对于超静定结构 当其中有一杆失稳而使结构成为静定结构时 该杆对结构其它杆件的作用力将保持为临界荷载 因此结构仍可继 续承受荷载 在计算结构许可荷载时 应考虑到这一点 4 将压杆的材料由普通钢材换为优质钢 不能改善它的抗失稳能力 讨论 练习 作业1 分析和讨论如图的连杆可能怎样失稳 两种情 况的约束可简化为什么模式 两种情况杆的长度该如何考虑 图 见电子教案 2 分析和讨论如果三种截面的横截面积相等 哪一种 截面更合理 什么样的截面最合理 要提高压杆抗失稳的能力 应 从哪些方面入手考虑 可以采取哪些措施 图见电子教案 3 分 析和讨论一端固定一端弹性支撑压杆的有效长度因子如何取值 临 界荷载如何计算 4 概念性是非判断题训练作业习题10 17 10 18 10 20教学手段参考资料多媒体教学 必要时使用黑板刘鸿文 材料力 学 pp290 317材料力学课程教案周次第12周 第3次课备注 章节名称上册总复习授课方式理论课 实践课 实习 教学时数2教学目的及要求1 梳理全部教学内容 2 加强知识系统性 强调基本方法的统一性 教学内容提要时间分配 一 基本变形拉压 扭转 弯曲主要应力公式的相似性拉压 扭转 弯曲主要变形公式的相似性 二 基本变换二次矩 应力 应变分量变换式的相似性二次矩 应 力 应变主方向计算式的相似性二次矩 应力 应变主值计算式的 相似性 三 基本分析方法1 经典分析方法力学分析平衡 局部力学量 应 力 与整体力学量 内力 的关系物理分析本构关系 变形与荷载 的关系几何分析协调性压杆稳定稳定202050教学重点与难点1 从物 理事实中看规律 从规律的统一性中看个性 既有综合又有分析 2 加强综合性训练 不应将各类方法割裂开来 而应汇会贯通 讨论 练习 作业检查本人的作业情况教学手段参考资料使用黑板 材料力学课程教案周次第17周 第 1 2次课备注章节名称第十二章能量法 一 授课方式理论课 实践课 实习 教学1 掌握外力功 变形能的计算方法 时数4教学目的及要求2 了解应变余功 应变余能的基本概念 3 掌握由能量原理导出的能量法 莫尔积分公式的导出 4 掌握单位载荷法 教学内容提要时间分配 1 弹性变形势能的计算 2 外力功的计算 3 应变能的计算 卡氏定理 变形体的虚功原理 4 虚位移原理用于变形固体 2 内力虚功的表达式 5 单位载荷法 1 单位载荷法 2 单位载荷法用于线弹性结构2 学时2学时教学重点与难点重点1 掌握外力功 变形能的计算方法 2 掌握能量法的基本原