《材料力学》课程教学大纲

1、成都理工大学工程技术学院材料力学课程教学大纲自动化工程系、机械工程教研室2006年2月一、课程适用层次、专业、参考课时1、课程适用层次：本科和专科2、课程适用专业：机械工程类本专科各专业3、考学时：56学时（本），50学时（专）二、课程性质、目的和任务1、课程性质：材料力学是机械工程类专业的重要技术基础课。2、课程目的：通过材料力学的学习，使学生对机械工程中的构件的强度、刚度和稳定性的概念有深刻认识。3、课程任务：使学生掌握从外力到内力的基础力学知识，初步掌握力学分析和力学计算能力，了解一些力学试验方法和实验设备。三、课程内容的基本要求、重点和难点1、课程内容的基本要求通过教学，使学生对拉（压

2、）、扭、弯、剪切、挤压几种受里状态的受力，变形，内力，内应力到强度、刚度条件建立，具有系统的认识和正确地理解，能初步应用这些理论解决一些工程实际问题。对复杂应力状态下的材力计算能初步应用四个强度理论公式去解决。了解压杆稳定的力学概念和稳定校核，截面设计，许用载荷计算。初步了解材力实验内容，方法；验证一些力学状态下的试验假设；对碳钢拉伸的应力应变图能说出力学含义。2、课程内容重点用截面法计算内力，内力正负判别，内力图示法。强度、刚度条件建立和应用。材料极限应力、许用应力、安全因数的选择确定。正确计算支反力，构件简单截面形状的截面系数计算。用积分法（叠加法）计算梁弯曲的转角和绕度，以及四个强度理论

3、应用。3、程内容难点（1）变形叠加原理和节点位段、能量法求变形和解静不足问题。（2）变截面杆扭转的计算（3）用dM/dx=Fs和d2M/dx2=q判别剪力、弯矩图绘制和形状。截面形心、惯性矩、静矩的求取方法。积分常数确定（本科）（4）复杂应力状态下斜截面应力计算解析式和应力图应用，确定主平面、主应力。（本科）四、课程总体安排和学时分配1、总学时：本科56学时，专科50学时2、理论教学：本科50学时，专科44学时3、材力试验：6学时4、理论教学内容及学时分配:主要内容第一章绪论材料力学的任务与研究对象，基本假设第二章轴向拉压应力与材料的力学性能第一、二节引言轴力与轴力图第三节拉压杆的应力与圣维南

4、原理第四节材料拉伸时的力学性能第五节材料拉压力学性能进一步研究第六节应力集中概念第七节许用应力与强度条件第八节连接部分的强度计算第三章轴向拉压变形第一、二、三节引言轴向拉压变形与叠加原理，桁架的节点位移第四、五节拉压与剪切应变能，简单拉压静不定问题第四章扭转第一、二、三节引言扭力偶矩计算与扭矩第三、四节圆轴扭转横截面上的应力，圆轴扭转强度条件与合理设计第五、六、七、八节：圆轴扭转变形与刚度条件，简单静不定问题，非圆截面扭转第五章弯曲内应力第一、二、三节引言梁的约束与类型，剪力与弯矩第四节剪力，弯矩方程与剪力，弯矩图第五节剪力，弯矩与载荷集度间的微分关系第六章弯曲应力第一至四节引言弯曲正应力，弯

5、曲切应力第五、六节梁的强度条件，梁的合理强度设计弯拉（压）组合第七章弯曲变形第一、二、三节引言挠曲轴的近似微分方程，计算梁位移的积分法第四、五、六节计算梁位移的叠加法，简单静不足问题，梁的刚度条件与合理刚度设计第八章应力应变状态分析第一、二、三、四节平面应力状态，应力圆，极限应力与主应力第九章复杂应力状态强度问题第一、二、三节引言关于断裂的强度理论，关于屈服的强度理论第十章压杆稳定问题学时分配11232+2 (3)22222 2+2 (3)222+2 (3)2+2 (3)2+2 (3)2+2 (3)2+2 (3)1注：1、2+2表示理论课2节，习题课2节2、（3）表示用于专科实验教学的实验内容

6、几及学时分配实验内容学时分配1 碳钢拉伸实验1.52 铸钢压缩试验13 碳钢弯曲实验1.54 碳钢扭转演示实验15 碳钢冲击演示实验1五、课程教学内容和教学基本要求（1） 绪论1、基本要求（ 1）了解材料力学的任务，明确构件具有足够的能力负担，其应当承受载荷时，须具备强度、刚度、稳定性三大要求。（ 2）理解变形固体的三个基本假设，小变形条件及意义。（ 3）了解杆件变形的基本形式。（2） 轴向拉压应力与材料的力学性能1、基本要点（ 1）明确杆件受拉或受压特点（ 2）熟练掌握用截面法求其轴力的方法及轴力图的绘制，了解平面假设及圣维南原理，要求能分析轴向拉伸或压缩时横截面的内力或应力，并会计算直杆轴

7、向拉伸或压缩时斜界面的应力。（3）明确碳钢或铸铁拉伸或压缩时的力学性能，熟练掌握bs（T0.2）bb,8和3等力学指标的力学意义及测试方法。4）熟练掌握b计算，明确许用应力5的概念，会建立构件拉伸或压缩的强度条件公式，理解安全系数。（ 、重点与难点杆件的拉伸或压缩时材料力学最基本最典范的范例。（ 1）理解外力、内力的概念，用截面法求轴力，正确画轴力图，能正确理解应力应变bE曲线图上各点对应的dE变化规律特性。正确认识正应力、前应力、极限应力、许用应力的含义。（ 2）应熟练掌握强度校核，受力杆件截面计算，计算杆件所允许承受的载荷。掌握杆件应力集中的概念。（ 3）掌握连接件受剪切或挤压得受力面确定

8、，正确计算出剪力Fs或挤压力Fb,特别是积压面的面积计算。（ 4）平面架节点及计算。（三）轴向拉压变形（ 、基本要点（ 1）明确弹性模量巳泊松比科和截面抗拉压刚度的概念，熟练掌握用胡克定律计算拉压杆变形的方法。（ 2）掌握“用切线法代替圆弧”求简单行架节点位移的方法。（ 3）明确变形能和比能的概念，并掌握其计算方法。（ 4）掌握静不足杆系的相关知识，熟练掌握一次静不足杆系（包括温度应力和装配应力）的求解。2、重点与难点（1）掌握胡克定律&=（r/E,尸&l&,L=Fnl/EA的具体应用计算。（ 2）掌握拉压变形叠加原理概念及具体应用。（ 3）明确小变形概念，掌握行架节点位移计算。（ 4）构件由

9、离心力引起的抗应力，抗应变这一特例的计算方法应予理解。（ 5）掌握拉压静不足问题的计算步骤和方法及用能量法求解静不足方法。（四）扭转1、基本要点（ ）明确扭转的概念及变形特点；掌握外力偶矩计算及截面法求扭矩及扭矩图的画法。（2）明确纯剪切的相关概念（如横截面在扭转中仍然保持为平面，剪切应变丫等）。深刻理解剪应力互等定理和剪切胡克定律。3）掌握圆轴扭转的强度和刚度计算方法及截面的极惯矩与截面抗扭系数计算。4）了解圆柱形密圈螺旋弹簧应力和变形计算。5）了解有关矩形截面杆扭转时横截面上剪应力分布规律的主要结论及强度和刚度计算方法。6）了解开口与闭口落壁杆件自由扭转时强度与刚度的计算方法。2、重点与难

10、点（ 1）落实圆筒扭转时的应力应变公式。（ 2）熟练掌握截面扭转方向的判定方法（右螺旋法则）。（ 3）重点掌握圆轴扭转时的应力分析，要求了解推导剪应力和扭角公式，明确平面假设的意义和作用。（ 4）非圆截面杆的扭转：认识自由扭转和约束扭转，自由扭转杆表面无剪应力这一概念的理解。（ 5）了解便截面杆扭转时扭转角计算，掌握杆扭转中的简单静不定问题计算。（五）弯曲内力（ 、基本要点（ 1）明确弯曲的概念及变形特点。掌握梁的约束（支座形式与约束反力）与类型。（ 2）明确用截面法求截面剪力Fs和弯矩M的计算方法及剪力，弯矩的正、负判别方法。（ 3）掌握梁受力弯曲时剪力、弯矩方程求法与剪力、弯矩图的绘制。（

11、 4）掌握刚架与曲梁内力的计算方法。2、重点与难点（ 1）熟练掌握用静力平衡方程求其支反力的方法。正确列出梁各段的剪力、弯矩方程。（2）重点理解集变载荷q与剪力Fs、弯矩M的微分方程。掌握好q（x）=0、q（x）=C时剪力、弯矩图中直线或曲线的变化关系。（六）弯曲应力1、基本要点1）理解弯曲变形的两个假设。2）熟练掌握纯弯曲时从几何、物理、静力学三个方面推导的正应力计算公式及抗弯截面系数求法，正应力分布规律。3）熟练掌握弯曲切应力的计算式（6-8）（6-9）及剪应力的分布规律。4）熟练掌握弯曲正应力强度条件和弯曲剪应力强度条件；弯曲正应力与弯曲切应力比较：bmax/Tmax=4（l/h）.梁的

12、合理强度设计。2、重点与难点1 ）重点掌握弯曲正应力计算公式的推导及正应力分布和其强度条件的应用。2）掌握求其不同形状的横截面梁的最大弯曲剪应力计算公式及剪切强度条件。3）掌握弯曲强度校核中，只校核正应力强度的条件。（七）弯曲变形1、基本要求1 ）明确绕曲线、绕度和转角的概念，深刻理解梁绕曲线近似微分方程的建立过程。2）熟练掌握计算量弯曲变形的积分法和叠加法。3）理解简单静不定梁的概念，掌握其计算方法。4）了解梁弯曲的刚度条件和提高梁弯曲刚度的措施。2、重点和难点1）用积分法求梁弯曲变形。掌握用边界条件、连续光滑条件确定积分常数。2）深刻理解弯曲变形遵循叠加原理的概念。掌握用叠加法求弯曲变形，

13、关键掌握变形图表查其，方向（即正负）确定。3）了解用奇异函数法求弯曲变形的方法（本科）。（A）应力应变状态分析1、基本要求1 ）理解简单应力状态和复杂应力状态的概念，掌握从受力体中截其单元体方法，并判断单元体的受力状态。2）平面应力状态下对斜界面上应力分析的解析法，图解法应力图及应用。3）平面应力状态下的集中应力与主应力概念及求法。4）复杂应力状态概念，最大应力。5）了解平面应变状态应变分析，应变图、最大应变与主应变。6）纯剪切状态的最大应力与扭转破坏。2、重点与难点1 ）应力应变状态分析，广义胡克定律的应用。2）确定主平面、主应力、主应变，掌握各计算公式。（九）复杂应力状态强度问题1、基本要求1 ）了解材料在复杂应力状态下破坏或失效规律；建立强度理论的基本假设。2）明确建立四个强度理论的基本依据，四个强度理论的表达式。3）明确四个强度理论的应用范围，掌握四个强度理论的实际应用。2、重点与难点1）熟练掌握第三、第四强度理论的建立和应用。2）掌握强度理论在弯、拉、扭组合变形中的应用。（十）压杆稳定1、基本要点1）了解失稳现象，临界载荷，临界应力等概念。2）了解利用欧拉公式计算两端铰友和两端非铰友细长杆的临界载荷。3）掌握表10-1中几种常见细长杆的长度因数与临界载荷。2、重点