《材料力学》课程教学大纲

1、材料力学教学大纲一、课程基本情况英文名称：Material Mechanics课程编号：F161710019056总 学 时：56 讲课学时：52 实践学时：4总 学 分：3.5课程性质：必修考核方式：考试适用对象：土木工程专业先修课程：高等数学、大学物理、理论力学参考文献：材料力学教程（2版），单辉祖，高等教育出版社，2016.3二、课程目标本课程是土木专业核心课程，涉及杆件的强度、刚度、稳定性问题等相关知识。通过本课程的学习，使学生达到如下课程目标：1.对材料力学基本概念、基本理论和基本分析方法有明确的认识。掌握一般杆类零件和构件的受力与变形原理，具有初步简化并绘制受力简图能力。 支撑毕业

2、要求1-22.具有必要的材料力学性能知识，掌握常用材料的基本力学性质，具备初步的实验技能和比较熟练的计算能力。 支撑毕业要求2-2、4-43.掌握构件在各种组合变形下的强度条件和强度计算、刚度条件和变形位移计算。支撑毕业要求2-2、10-1表1 本课程对毕业要求及其指标点的支撑课程目标课程目标支撑的毕业要求指标点支撑强度课程目标对应的知识单元课程目标11-2：掌握土木工程专业所需要的力学基础知识，能够建立复杂土木工程问题的力学计算模型，包括荷载和边界条件。强支撑知识单元一、二实践教学综合训练课程目标22-2：能够应用力学基础知识准确识别复杂土木工程问题，并能选择合适的方法进行分析和求解。强支撑

3、知识单元三实践教学综合训练4-4：能够对实验结果进行科学合理的分析和解释，通过信息的综合分析获得合理有效的结论。强支撑课程目标32-2：能够应用力学基础知识准确识别复杂土木工程问题，并能选择合适的方法进行分析和求解。强支撑知识单元四、五10-1：能够就土木工程专业的复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、表达或回应指令。强支撑三、教学内容、教学方法和手段、学时分配知识单元一：材料力学的基本概念、轴向拉伸与压缩、剪切支撑课程目标1（建议12学时）教与学要求：本知识单元要求学生理解可变形固体的基本概念、基本假定；掌握内力、应力、变形和应变的概念。掌握截

4、面法、轴力与轴力图、直杆横截面及斜截面应力；掌握材料拉伸及压缩时的力学性能；掌握拉压杆的强度条件，安全因数及许用应力；掌握剪切与挤压的强度计算；掌握简单拉压静不定问题；理解圣维南原理，应力集中、材料疲劳的概念；了解桁架的节点位移、拉压与剪切应变能、热应力与预应力。教与学方法：讲授、研讨知识点1：材料力学的研究任务与对象及基本概念和方法主要内容：可变形固体的基本概念、基本假定；内力、应力、变形和应变的概念。重点：内力、应力、变形和应变的概念。研讨：可变形固体的连续性、均匀性和各向异性。知识点2：轴向拉伸与压缩主要内容：截面法、轴力与轴力图、直杆横截面及斜截面应力；圣维南原理；材料拉伸及压缩时的力

5、学性能；拉压杆的强度条件，安全因数及许用应力；应力集中、材料疲劳的概念；剪切与挤压的强度计算；拉压杆的变形与叠加原理、简单拉压静不定问题；桁架的节点位移、拉压与剪切应变能、热应力与预应力。重点：截面法、轴力与轴力图、直杆横截面及斜截面应力；材料拉伸及压缩时的力学性能；拉压杆的强度条件，安全因数及许用应力；简单拉压静不定问题。难点：简单拉压静不定问题；桁架的节点位移、拉压与剪切应变能、热应力与预应力。综合训练项目一：简单拉压静不定结构的强度分析知识单元二：扭转 支撑课程目标1（建议6学时）教与学要求：本知识单元要求学生掌握切应力互等定理；掌握圆轴扭转时的外力、内力、应力、变形、强度条件、刚度条件

6、；了解非圆截面杆扭转、薄壁杆扭转。教与学方法：讲授、研讨知识点1：扭转主要内容：切应力互等定理；圆轴扭转时的外力、内力、应力、变形、强度条件、刚度条件；非圆截面杆扭转、薄壁杆扭转。重点：切应力互等定理；圆轴扭转时的外力、内力、应力、变形、强度条件、刚度条件。难点：切应力互等定理；非圆截面杆扭转、薄壁杆扭转。研讨：切应力互等定理的适用条件。知识单元三：弯曲内力、弯曲应力、弯曲变形 支撑课程目标2（建议14学时）教与学要求：本知识单元要求学生理解平面弯曲的概念；掌握剪力和弯矩方程、剪力图和弯矩图；掌握利用微分关系画梁的剪力图和弯矩图。掌握对称弯曲正应力、弯曲强度条件、提高弯曲强度的措施、弯拉（压）

7、组合变形的强度。理解挠曲轴及其近似微分方程、积分法求梁的位移；掌握叠加法求梁的位移、梁的刚度校核。教与学方法：讲授、案例知识点1：弯曲内力主要内容：平面弯曲的概念；剪力和弯矩方程、剪力图和弯矩图；利用微分关系画梁的剪力图和弯矩图。重点：剪力和弯矩方程、剪力图和弯矩图。知识点2：弯曲应力主要内容：对称弯曲正应力、弯曲强度条件、提高弯曲强度的措施；弯曲切应力分布规律、截面核心的概念。重点：对称弯曲正应力、弯曲强度条件。知识点3：弯曲变形主要内容：挠曲轴及其近似微分方程、积分法求梁的位移；叠加法求梁的位移、梁的刚度校核。重点：挠曲轴及其近似微分方程、积分法求梁的位移；叠加法求梁的位移、梁的刚度校核。

8、知识单元四：应力状态分析 支撑课程目标3（建议16学时）教与学要求：本知识单元要求学生掌握应力状态的概念；掌握平面应力状态下应力分析的解析法和图解法、广义胡克定律；了解三向应力状态下的应变能、体积改变能、畸变能。掌握强度理论的概念、材料破坏形式、脆性断裂和塑性屈服；掌握四个经典强度理论；掌握莫尔强度理论；掌握弯扭组合与弯拉（压）扭组合变形的强度计算；理解薄壁圆筒的强度计算。教与学方法：讲授、研讨知识点1：应力状态分析主要内容：应力状态的概念；平面应力状态下应力分析的解析法和图解法、广义胡克定律；三向应力状态下的应变能、体积改变能、畸变能。重点：应力状态的概念；平面应力状态下应力分析的解析法和图

9、解法、广义胡克定律。难点：三向应力状态下的应变能、体积改变能、畸变能。知识点2：复杂应力状态分析主要内容：强度理论的概念、材料破坏形式、脆性断裂和塑性屈服；四个经典强度理论；莫尔强度理论；弯扭组合与弯拉（压）扭组合变形的强度计算；薄壁圆筒的强度计算。重点：强度理论的概念、材料破坏形式、脆性断裂和塑性屈服；四个经典强度理论；莫尔强度理论；弯扭组合与弯拉（压）扭组合变形的强度计算。研讨：材料发生脆性断裂或塑性屈服的条件。综合训练项目一：简单拉压静不定结构的强度分析 支撑课程目标1目的：理解拉压静不定结构的内力特性，熟练掌握拉压静不定结构内力的计算方法。要求：能对拉压静不定结构进行分析，给出受力简图

10、，能够利用变形协调方程和静力平衡方程求解拉压静不定结构，求得结构的内力并正确画出内力图。教学过程：教师利用课内10分钟左右时间布置任务，学生课外查资料、计算、分析，形成材料，课堂集中讨论、答辩、教师总结。成果形式：结构内力计算、强度分析说明书。综合训练项目二：组合变形构件的强度分析 支撑课程目标1、2目的：熟练掌握组合变形构件的强度分析的分析方法。要求：能根据组合变形构件工程实例，计算组合变形构件的内力，分析最危险截面最危险点，给出最危险点应力状态，进行强度分析。教学过程：教师利用课内10分钟左右时间布置任务，学生课外查资料、计算、分析，形成材料，课堂集中讨论、答辩、教师总结。成果形式：组合变

11、形构件的内力计算书、强度分析报告。四、实践教学环节序号实践项目名称实践目的主要内容支撑课程目标实践学时实践类型开出要求1低碳钢拉伸实验学生能够在实验过程中通过应力-应变曲线读取屈服极限、强度极限，根据试件实验前后变形测量得到拉伸率和截面收缩率。1、测定低碳钢拉伸时的屈服极限、强度极限、拉伸率和截面收缩率；2、观察拉伸过程中的实验现象（低碳钢材料的比例、屈服、强化和颈缩现象）；3、绘制应力-应变曲线。课程目标12验证必做2梁的纯弯曲正应力实验能够掌握电阻应变测量技术的基本原理和电阻应变仪使用方法。能够通过测量矩形截面梁纯弯曲时横截面上正应力，给出其分布规律1、掌握电阻应变测量技术的基本原理和电阻应变仪使用方法；2、测量矩形截面梁纯弯曲时横截面上正应力分布规律，并与理论计算结果对比。课程目标1、22综合必做五、成绩构成和评价方法1.成绩构成总分100分，其中操行成绩占10分、综合训练成绩占20分、实验成绩占10分、期末成绩占60分，60分为及格线。（1）操行成绩。主要考核遵守纪律、课堂表现等方面，6分及格线，不及格者课程成绩为零。（2）综合训练成绩。每个综合训练项目10分，由答辩、综合训练报告等组成；答辩主要考核ppt的质量、口头表达能力和相关