塑性力学 教学大纲

1、塑性力学一、课程说明课程编号： 4-38课程名称：塑性力学/Mechanics of Plasticity课程类别：全校性选修课学时/学分：32/2先修课程：材料力学、弹性力学适用专业： 全校理工科类专业教材、教学参考书：1.熊祝华主编. 塑性力学基础知识.北京：高等教育出版社.1988年；2.余同希主编. 塑性力学.北京：高等教育出版社.1989年；3.杨桂通主编. 塑性力学.北京：中国建材工业出版社.2000年；4.贾乃文主编. 塑性力学.重庆：重庆大学出版社.1995年。二、课程设置的目的意义塑性力学课程是为全校本科类专业开设的拓展知识体系的选修课，课程设置的目的是让学生通过学习这门具有

2、广泛专业适用性的课程，了解力学前沿学科塑性力学的研究内容、研究方法及其工程应用，开阔非力学类专业学生的视眼，激发学生的学习积极性和潜能，从而激化学生的灵感和创新意识，培养学生的创新精神与能力，提高学生的综合素质；在学好自己专业基础理论、知识的同时，花一点时间了解其他相关专业的知识，有助于提高学生综合分析、解决问题的能力，有助于提高学生的自主学习能力，批判思维能力，发散思维能力，创新能力，自然，也有利于本专业后续课程的学习和毕业后的工作及为人处事。三、课程的基本要求知识：掌握金属材料的塑性性质，应力-应变曲线的简化，利用三杆桁架的弹塑性平衡问题，导出杆件的残余应力和残余应变；了解梁的极限载荷的计

3、算方法；理解应力、应变张量不变量及其不变的原因；了解两个屈服条件，即特瑞斯卡准则和米塞斯准则及其应用，熟悉塑性力学里的两个有关材料本构关系的理论，即全量理论和增量理论；了解塑性力学理论在厚壁球壳及厚壁圆筒对称问题中的应用。能力：在掌握基本概念的基础上，能应用应力-应变关系，导出三杆桁架的极限载荷，并能计算其在卸载后存在的残余应力与残余变形；能计算圆轴的弹性极限扭矩和塑性极限扭矩，以及矩形截面梁的弹性极限弯矩和塑性极限弯矩；利用应力状态和应变状态分析的理论，能计算材料中各点的主应力和主应变，进而能利用两个屈服准则判断材料是否进入塑性状态，能利用全量理论和增量理论求解简单的塑性力学问题。素质：建立

4、理论-应用一体的概念及思维模式，通过课程的分析讨论、抢答问题等形式，培养分析问题、沟通交流素质，提升理解工程安全性与经济性决策的基本素质。通过课前导学的模式，提升自主学习和终身学习的意识，形成不断学习、不断创新和适用社会发展的素质。四、教学内容、重点难点及教学设计章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课(含研讨)实践第1章金属材料的塑性性质拉伸曲线；金属材料的塑性性质；应力-应变曲线的简化；三杆桁架的弹塑性平衡；残余应力和残余应变660金属材料的塑性性质；应力-应变曲线的简化残余应力和残余应变教学思路：从金属材料的拉伸曲线入手，介绍金属材料的塑性性质，

5、进而提出应力-应变的简化曲线，并用简化的本构关系讨论三杆桁架的弹塑性平衡，从而引出残余应力和残余应变的概念及计算方法。教学模式：前修课知识归纳与思考题；6小时课程讲授，2小时讨论与回答问题。第2章圆轴的扭转和直梁的弯曲圆轴的弹塑性扭转；矩形截面梁的纯弯曲；悬臂梁的挠度；残余应力、残余变形；截面屈服的极限内力；梁的极限载荷计算简例660截面屈服的极限内力；梁的极限载荷计算简例残余应力、残余变形；截面屈服的极限内力教学思路：利用弹、塑性状态的应力-应变，导出圆轴的弹塑性极限扭矩，以及矩形截面梁的弹塑性极限弯矩，进而分析计算矩形截面悬臂梁弹、塑性状态时，自由端的挠度；然后，讨论圆轴扭转、矩形截面梁卸

6、载时的残余应力与残余变形；最后，讨论圆轴的极限扭矩、矩形截面梁的极限弯矩，以及简支梁在给定载荷作用下的极限载荷。教学模式：课前导学和课堂上提问抢答相结合，学生归纳和老师重点解析相结合。第3章应力分析和应变分析主应力及应力张量的不变量；应力空间、八面体应力；应力张量的分解、应力偏张量；应力圆和罗地参数；应变张量及其不变量；应变偏张量及其不变量660主应力及应力张量的不变量；应力张量的分解、应力偏张量；应变偏张量及其不变量应力空间、八面体应力；应力圆和罗地参数教学思路：从应力状态分析理论入手，导出主应力，并根据根与系数的关系，解释应力张量不变量为什么不变；利用静力平衡条件，导出斜截面上的应力分量，

7、进而导出八面体上的正应力和切应力；分析斜截面上应力的取值范围，得出其值一定落在三个应力圆 所回成的闭区域内；指明应力和应变都是张量，具有共同的特点，进而利用同样的思路导出应力张量及其不变量，以及应变偏张量及其不变量。 教学模式：课前导学和课堂讲授及提问抢答相结合，学生归纳和老师重点解析相结合。第4章屈服条件和塑性本构关系布里基曼试验、体积弹性定律；两个常用的屈服条件；两个屈服条件的比较；相继屈服曲面的概念；广义胡克定律；杜拉克公设；理想塑性材料的本构方程、塑性流动法则；全量理论880两个常用的屈服条件；理想塑性材料的本构方程、塑性流动法则；全量理论理想塑性材料的本构方程、塑性流动法则；全量理论

8、教学思路：首先介绍、解释布里基曼试验，导出体积弹性定律，其次介绍两个常用的屈服条件，并用实验结果解释两个屈服条件的差异与精确程度；最后，介绍广义胡克定律，杜拉克公设，进而导出理想塑性材料的本构方程、塑性流动法则，以及全量理论，并用实例介绍全量理论的应用。教学模式：课前导学和课堂推导及提问抢答相结合，学生归纳和老师重点解析相结合。第5章简单的弹塑性问题厚壁球壳的极对称变形；弹性理想塑性厚壁筒的轴对称变形；幂强化厚壁筒的计算；直杆的自由扭转660厚壁球壳的极对称变形；弹性理想塑性厚壁筒的轴对称变形幂强化厚壁筒的计算教学思路：利用弹性力学中有关球对称问题的解，分析厚壁球壳的极对称变形，进而利用两个屈服条件，分析 讨论弹性理想塑性厚壁筒的轴对称变形问题，然后，利用两个屈服条件，讨论幂强化厚壁筒的计算以及直杆的自由扭转问题。 教学模式：课前导学和课堂推导及提问抢答相结合，学生归纳和老师重点解析相结合。最后2小时笔试。注：实践包括实验、上机等五、考核方式及成绩评定教学过程中采用讲授、提问、讨论、大型作业、课前导学等方式进行，注重过程考核，考核方式包括：笔试、作业、讨论、辩论、课内互动、课外文献查阅等；过程考核占总评成绩