材料力学性能课程教学大纲4页

1、材料力学性能课程教学大纲 一、课程基本信息课程名称材料力学性能课程编码040214005英文名称Mechanical Properties of Materials 课程类别专业课学分数3开课学期6总学时及其分配总学时讲课实验上机其它机动48444000适用专业材料物理二、课程目的和任务材料力学性能是材料物理专业的专业课。本课程研究材料在外载荷作用下或载荷与环境因素(温度、介质、加载速度)联合作用下所表现的行为。学习该课程的目的是使学生能够从材料的服役条件和失效现象出发，了解材料各种失效现象的微观机理，提出衡量材料失效抗力的力学性能指标；掌握各种指标的物理概念、工程意义、测试方法和测试技术；明

2、确指标之间的相互关系；分析各种内在因素和外在条件对材料力学性能的影响及机制，为正确选材和合理使用材料提供依据，为研制新材料、改进和开发冷热加工新工艺，充分发挥材料力学性能潜力指明方向。通过学习本课程，学生基本了解了工程材料在不同服役条件下的力学行为及失效现象、机理。同时为学习后续的专业课程做了准备。三、本课程与其它课程的关系本课程的先修课是高等数学、外语等公共课程，后续课程是专业课。通过本课程的学习，学生将掌握工程材料（主要是金属材料）在各种服役条件下的力学行为及衡量其失效的力学性能指标等，为进一步学习其它专业课和为日后的工作奠定理论基础。四、教学内容、重点、教学进度、学时分配（一） 金属在单

3、向静拉伸载荷下的力学性能 （12学时）1、主要内容：1.1 拉伸力伸长曲线和应力-应变曲线1.2 弹性变形1.3 弹性不完整性1.4 塑性变形1.5 金属的断裂2、重点：拉伸曲线和应力应变曲线； 弹性变形、Hooke定律和弹性模量；屈服现象及屈服点；形变硬化；宏观断裂类型和断裂的微观形貌特征。3、教学内容：掌握拉伸曲线和应力应变曲线； 弹性变形的本质及特点、Hooke定律和弹性模量；屈服现象及屈服点；形变硬化；宏观断裂类型和断裂的微观形貌特征。了解影响弹性模量、屈服强度的因素，断裂强度理论等。第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 （6学时）1、主要内容：2.1 应力状态软性系数2.2 压缩2.

4、3 弯曲2.4 扭转2.5 缺口试样静载荷试验2.6 硬度2、重点：应力状态软性系数、静扭转试验的特点及其所测定的力学性能指标；硬度实验（布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度）原理、优缺点及适用范围。3、教学要求：掌握应力状态软性系数、压缩、弯曲的试验特点，静扭转试验的特点及其所测定的力学性能指标；硬度实验的原理、优缺点及适用范围。 了解压缩、弯曲的性能指标，缺口效应及有缺口试样的受力特点及静载荷下的试验要求等。（三） 金属在冲击载荷下的力学性能 （5学时）1、主要内容：3.1 冲击载荷下金属变形和断裂的特点3.2 冲击弯曲和冲击韧性3.3 低温脆性3.4 影响冲击韧性和韧脆转变温度的因素2、重点：冲

5、击试验和冲击吸收功；低温脆性和韧脆转变温度3、教学要求：掌握冲击试验和冲击吸收功及断口形貌；低温脆性和韧脆转变温度了解影响韧脆转变温度的因素（四） 金属的断裂韧度 （9学时）1、 主要内容：4.1 线弹性条件下的金属断裂韧度4.2 弹塑性条件下的金属断裂韧度4.3 断裂韧度的测试4.4 影响断裂韧度的因素4.5 断裂韧度在工程中的应用2、重点：线弹性条件下的断裂韧性（三种断裂的类型、应力强度因子K和断裂韧性Kc、小范围屈服对塑性区尺寸的限制、裂纹扩展能量释放率G和断裂韧性Gc）。3、教学要求：掌握应力强度因子K和断裂韧性Kc 、裂纹扩展能量释放率G和断裂韧性Gc，塑性区边界等；理解断裂韧度在工

6、程中的应用；了解弹塑性条件下金属的断裂韧度。（五） 疲劳 （8学时）1、 主要内容：5.1 金属疲劳现象及特点5.2 疲劳曲线及疲劳抗力5.3 疲劳裂纹开展及疲劳门槛值5.4 疲劳过程及机理5.5 影响疲劳强度的因素5.6 低周疲劳2、重点：疲劳现象、疲劳分类及疲劳特点（变动载荷及其描述参量、疲劳断口分析）；SN曲线和疲劳极限；疲劳裂纹扩展及疲劳裂纹速率及疲劳寿命预测；疲劳裂纹的萌生和扩展机理；改善疲劳强度的方法。3、教学要求：掌握疲劳现象、疲劳分类及疲劳特点；SN曲线和疲劳极限；疲劳裂纹扩展、疲劳门槛值、疲劳裂纹速率及疲劳寿命预测；疲劳裂纹的萌生和扩展机理；改善疲劳强度的方法。了解影响疲劳强

7、度的影响等。（六） 金属的应力腐蚀和氢脆断裂 （2学时）1、 主要内容：6.1 应力腐蚀6.2 氢脆2、重点：应力腐蚀、氢脆3、教学要求： 掌握应力腐蚀和氢脆的概念及特点； 了解应力腐蚀和氢脆的原理及防止措施。（七） 金属磨损和接触疲劳 （2学时）1、 主要内容：7.1 磨损现象和耐磨性7.2 磨损机理7.3 磨损试验方法7.4 提高耐磨性的途径7.5 金属接触疲劳2、重点：三种磨损（粘着磨损、磨粒磨损、接触疲劳）的概念及特点。3、教学要求：掌握三类磨损的概念及特点；了解三类磨损的机理。 五、课程考核方式考试、闭卷平时成绩(出勤+回答问题+实验+作业)30%+考试成绩70%六、建议教材与教学参考书1、教材：1 束德林 编著 工程材料力学性能，北京，机械工业出版社，20032、主要参考书：1 束德林 编著 金属力学性能（第二版），北京，机械工业出版社，19972 戴雅康 编著 金属力学性能实验，北京，机械工业出版社，19913 弗里德曼 编著金属机械性能，北京，机械工业出版社，19824 黄明志 编著金属力学性能，西安，西安交通大学出版社，19865 姜伟之，赵时熙 主编 工程材料的力学性能，北京，航空航天大学出版社，19906 石德珂、金志浩材料力学性能，西安，西安交通大学出版社，19957 王从曾材料性能学，北京，北京工业大学出版社，20018 孙茂才金