2013材料力学a (1)教学大纲

1、材料力学a课程教学大纲课程中文名称：材料力学a 课程英文名称：Mechanics of Materials课程编号：070000160 适用专业：力学、机械工程、土木工程学 时 数： 72 学 分 数：4课程类别：学科基础 应开课学期：22执 笔 者： 审 核 人： 批 准 人： 定稿日期：2010年5月一、课程的性质和目的材料力学是由基础理论课过渡到设计课程的技术基础课。该课程对后续专业课及工程应用都有深远的影响。通过对材料力学课程的学习，要求学生对杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念、必要的基础理论知识、比较熟练的计算能力、一定的分析能力和实验能力。二、课程教学的主要内容及学时分

2、配本课程主要讲述杆件的强度、刚度和稳定性理论极其应用，包括各种基本变形与组合变形的应力和变形，强度和刚度计算，能量方法与超静定问题，压杆的稳定，动载荷与交变应力。以下分章阐述。第一章 绪论（1学时）知识要点：材料力学的任务，本课程的特点与应用、变形固体的基本假设，外力及其分类，内力、截面法和应力的概念，变形与应变，杆件变形的基本形式。 目标要求：理解材料力学任务和研究对象、变形固体的基本假设；了解构件的强度、刚度和稳定性等基本概念；了解杆件的基本变形形式；建立材料力学分析问题的思想。采用课堂教学，1学时。第二章拉伸、压缩与剪切（10学时）知识要点：轴向拉伸与压缩的概念与实例，轴力和轴力图，轴向

3、拉压时横截面和斜截面上的应力，材料的基本力学性能，温度和时间对材料力学性能的影响，失效、安全系数和强度计算，轴向拉伸或压缩时的变形及变形能，简单超静定问题，温度应力和装配应力，应力集中的概念；剪切与挤压的概念，剪切与挤压的实用计算，铆钉连接的计算。目标要求：理解外力、内力、应力、应变、变形、位移等概念；掌握拉（压）杆的内力、内力图；应力和强度计算、材料的拉、压力学性能、胡克定律、能计算简单的超静定问题；了解应力集中的概念；理解剪切与挤压的概念；掌握剪切与挤压的实用计算。采用课堂教学，10学时。第三章 扭转（4学时）知识要点：扭转的概念和实例，外力偶矩的计算，扭矩和扭矩图，纯剪切，圆轴扭转时的应

4、力和变形，强度条件和刚度条件，圆柱形密圈螺旋弹簧的应力和变形，非圆截面杆扭转的概念。目标要求：理解纯剪切、剪切胡克定律、剪应力互等定理；掌握功率、转速与外力偶矩的关系；掌握扭矩和扭矩图、应力和变形的计算、强度条件和刚度条件；了解弹簧的应力和变形计算；了解非圆截面杆扭转的应力和变形。采用课堂教学，4学时。附录 截面的几何性质（2学时）知识要点：截面的静矩，形心，惯性矩，极惯性矩，惯性积；平行移轴定理；转轴公式，主惯性矩概念。目标要求：掌握截面的静矩、形心、惯性矩、极惯性矩惯性极的计算；掌握平行移轴定理及其应用；了解转轴公式及主惯性矩的概念。采用课堂教学，2学时。第四章 弯曲内力（6学时）知识要点

5、：弯曲的概念和实例，受弯杆件的简化，剪力方程和弯矩方程，剪力图和弯矩图，载荷集度、剪力和弯矩间的关系，平面曲杆的弯曲内力。目标要求：理解平面弯曲的概念；掌握弯曲内力的计算方法，能正确写出剪力方程和弯矩方程；熟练掌握画剪力图和弯矩图的方法。采用课堂教学，6学时。第五章 弯曲应力（6学时）知识要点：纯弯曲概念，梁的正应力，正应力强度条件，弯曲切应力，切应力强度条件，提高弯曲强度的措施。非对称截面梁的弯曲正应力，开口薄壁截面梁的切应力。目标要求：理解纯弯曲的概念；掌握梁的正应力计算、正应力强度条件、剪应力计算、剪应力强度条件；了解提高弯曲强度的措施；了解弯曲中心的概念。采用课堂教学，6学时。第六章弯

6、曲变形（4学时）知识要点：工程中的弯曲变形问题，挠度与转角，挠曲线近似微分方程，用积分法求弯曲变形，用叠加法求弯曲变形，简单超静定梁，提高弯曲刚度的一些措施。目标要求：理解梁的挠度与转角概念；掌握梁的挠曲线近似微分方程、用积分法和叠加法求梁的变形、刚度条件；掌握简单超静定梁的求解方法。 采用课堂教学，4学时。第七章 应力状态理论、强度理论（8学时）知识要点：应力状态概念，二向应力状态分析的解析法和图解法，三向应力状态，平面应力状态下的应变分析，广义胡克定律，三个弹性常数间相互关系，体积应变，复杂应力状态的变形比能。强度理论概念，四种常用强度理论，莫尔强度理论。目标要求：理解应力状态、主平面、主

7、应力等概念；掌握二向应力状态分析的解析法和图解法、广义虎克定律；了解三向应力状态概念、三个弹性常数间相互关系、体积应变、三向应力状态下的弹性比能；了解强度理论的概念、材料的脆性断裂和塑性流动；掌握常用的强度论理论及其应用。采用课堂教学，8学时。第八章 组合变形（5学时）知识要点：组合变形的概念；叠加原理，斜弯曲，拉弯组合变形，偏心拉压，弯扭组合变形下杆件的强度计算；截面核心的概念。目标要求：了解组合变形的概念；掌握斜弯曲、拉弯组合变形、偏心拉压、弯扭组合变形下杆件的强度计算；了解截面核心的概念、。采用课堂教学，5学时。第九章 能量法与超静定系统（6学时）知识要点：能量方法的概述，杆件变性能的计

8、算，变形能的普遍表达式，互等定理，卡氏定理，虚功原理，单位载荷法，莫尔积分，计算莫尔积分的图乘法。目标要求：掌握杆件变形能的计算；了解功的互等定理和位移互等定理；掌握用单位力法或卡氏定理计算位移的方法；掌握简单超静定问题的求解方法。采用课堂教学，6学时。第十章 动载荷与交变应力（5学时）知识要点：动载荷的概念；惯性力问题、冲击问题的应力和变形计算；冲击韧性，提高杆件抗冲击能力的措施。交变应力与疲劳失效，交变应力的循环特征，应力幅和平均应力，持久极限，影响持久极限的因素，对称循环下构件的疲劳强度计算。目标要求：了解动载荷的概念；掌握惯性力问题、冲击问题的应力和变形计算；了解提高杆件抗冲击能力的措

9、施 。掌握交变应力与疲劳失效概念、持久极限及其影响因素。对称循环下构件的疲劳强度计算。采用课堂教学，5学时。第十一章压杆稳定（5学时）知识要点：压杆稳定的概念、轴向受压杆的临界压力和临界应力、压杆的柔度、欧拉公式的使用范围、临界应力总图，经验公式，压杆的稳定计算；提高压杆稳定性的措施，纵横弯曲的概念。目标要求：掌握压杆稳定的概念、轴向受压杆的临界压力和临界应力的计算、压杆的柔度、欧拉公式的使用范围、临界应力总图 、经验公式、压杆的稳定计算；了解提高压杆稳定性的措施、纵横弯曲的概念。采用课堂教学，5学时。实 验（8学时）基本实验：拉伸与压缩实验、材料常数的测定、扭转试验、弯曲正应力测定。综合性：

10、主应力测定。采用课堂教学，8学时。三、课程教学的基本要求1、 对材料力学的基本概念和基本分析方法有明确的认识。2、 具有将一般杆类构件简化为力学简图的初步能力。能分析杆件的内力、并作出相应的内力图。3、 能分析杆件的应力和位移，并进行强度和刚度计算；会求解简单的一次超静定问题。4、 对应力状态理论与强度理论有明确的认识，并能进行组合变形下杆件的强计算。5、 对能量法的有关基本原理有明确的认识，并能熟练地掌握一种计算位移的能量方法。6、 对压杆的稳定性概念有明确的认识，会计算轴向受压杆的临界力与临界应力，并进行稳定性校核。7、 对常用材料的的基本力学性能及测试方法有初步认识。对电测实验应力分析的基原理和方法有初步了解。、作业量第一章 绪论 第二章 拉伸与压缩和剪切 14 18 题第三章 扭转 68 题第四章 弯曲内力 1012 题附录 截面的几何性质 45 题第五章 弯曲应力 1012 题第六章 弯曲变形 810 题第七章 应力状态理论与强度理论 1216 题 第八章 组合变形 810 题第九章 能量法与超静定系统 68 题第十章 动载荷与交变应力 68 题第十一章压杆稳定 68 题四、本课程与其他课程的衔接与分工本课程主要的先修课是理论力学。作为机械类技术基础课，其