材料力学教学教案36

教案教学部教研室授课教师孙祥课程名称授课班级教研室主任签字教案首页课程名称《材料力学》授课形式讲授授课时间第1周----第13周授课学时总学时：72（学时）讲课：64（学时）实验：8（学时）教学目的与要求①目的：为后续课程打好力学相关知识基础，为工程结构部件的强度、刚度、稳定性分析奠定相关力学理论基础。②要求：学生掌握工程实际中常见的杆件静定结构、简单静不定结构力学分析的方法和理论基础，并掌握基本的实验应力分析方法。重点难点重点：基本变形形式杆件强度、刚度分析理论和方法。难点：应力状态分析和静不定问题分析。主要教学媒体课堂讲授为主：以教材、辅导资料、网络课程等为平台，配合使用图像、二维或三维图形、动画等多媒体技术，使抽象知识变得形象化，从而达到演绎教学艺术、科学之美、激发创新精神的目的。主要参考资料或相关网站《材料力学》（上、下），孙训芳主编，高等教育出版社；《材料力学》（上、下），刘鸿文主编，高等教育出版社；《材料力学》（上、下），单辉祖主编，高等教育出版社；《材料力学》（上、下），杨伯源主编，机械工业出版社；《材料力学》宋曦、赵永刚、马连生主编，科学出版社；《材料力学》张少实主编，哈尔滨工业大学出版社。课程新进展重新审视、精选、浓缩传统内容，并适当拓宽基础，为当代前沿恰当开设窗口与接口。站在弹性力学的高度审视材料力学中杆件拉（压）、剪、扭、弯的应力与变形计算问题。教学进程课次授课章节学时备注第1次第一章绪论2第2次第二章轴向拉伸压缩：2-1至2-22第3次第二章轴向拉伸压缩：2-3至2-43第4次第二章轴向拉伸压缩：2-5至2-62第5次第二章轴向拉伸压缩：2-7至2-92第6次第三章扭转：3-1至3-22第7次第三章扭转：3-3至3-42第8次第三章扭转：3-5至3-72第9次第四章弯曲内力：4-1至4-32第10次第四章弯曲内力：4-4至4-62第11次弯曲内力图绘制专题2第12次第五章弯曲应力：5-1至5-33第13次第五章弯曲应力：5-4至5-53第14次第六章梁的弯曲变形及简单超静定梁4第15次第七章平面图形的几何性质2第16次第八章剪切与连接件实用计算2第17次第九章应力与应变分析9-1至9-33第18次第九章应力与应变分析9-4至9-63第19次第十章强度理论3第20次第十一章组合变形11-1至11-23第21次第十一章组合变形11-3至11-53第22次第十二章压杆稳定12-1至12-34第23次第十二章压杆稳定12-4至12-63第24次第一阶段复习3第25次第二阶段复习2

教案首页授课题目第一章绪论授课形式讲授授课时间第一周授课学时3（学时）教学目的与要求了解力学学科的进展，明确材料力学的任务、研究对象，变形体及假设变形基本形式。基本内容教学内容：①了解力学发展史；②力学学科的进展、使命与任务；③材料力学的任务、研究对象，变形体及假设变形基本形式。重点难点明确材料力学的任务，了解工程应用。主要教学媒体教学方法：以黑板教学为主。辅助手段：多媒体课件中的一些应用实例介绍。板书设计：写出提纲标题。有关本内容的新进展材料力学应用于工程实际中，产生分支学科固体力学、生物流体力学、电磁流体力学等。主要参考资料或相关网站材料力学发展史。铁梓柯著。1.中国力学学会：/

2.天津大学理论力学网站：/webclass/lllx/index.htm西安交通大学理论力学网站：2/lili/jieshao.asp?id=14.河海大学理论力学网站：/jpkc/lllx/index.htm

5.北京师范大学理论力学网站：/course/mechanics/

6.中山大学理论力学网站：/mech/mo2/lilun/main.htm

7.上海交通大学理论力学网站：/

8.哈尔滨工业大学理论力学网站：/lllx/lllx.htm

9.华南理工大学理论力学网站：43/05course/lllx/declare/index.htm

10.清华大学理论力学网站：0/jpkcgc/aao_73/index.jsp课后体会与反思课后看参考书相关内容教案首页授课题目第二章轴向拉伸压缩：2-1基本概念；2-2内力及内力图绘制授课形式讲授授课时间第一周授课学时2（学时）教学目的与要求①了解掌握轴向拉伸压缩内力概念；②内力求解方法；③轴向拉伸压缩的内力分析计算基本内容教学内容：①轴向拉伸压缩内力与内力分量；②内力与外力关系；③轴向拉伸压缩的内力分析及内力图（轴力图）绘制。重点难点掌握轴向拉伸压缩内力概念及内力图（轴力图）绘制。主要教学媒体教学方法：以黑板教学为主。辅助手段：多媒体课件中的一些相关内容。板书设计：写出标题，作内力图时边讲边作出。时间分配：概念一节课，作内力图一节课。师生互动：在分析内力分量、作内力图时注意启发、引导、提问。有关本内容的新进展突变规律快速、正确绘制轴力图。主要参考资料或相关网站指定教学参考书课后体会与反思自我总结分析内力与外力的形式、平衡等方面的异同。教案首页授课题目第二章轴向拉伸压缩：2-3横截面及斜截面应力；2-4拉压杆的变形胡克定律授课形式讲授授课时间第二周授课学时3（学时）教学目的与要求①掌握轴向拉压杆件横截面及斜截面应力计算；②了解研究轴向拉伸压缩杆件变形和刚度的重要性，会利用杆件变形计算解工程问题基本内容教学内容：①轴向拉压杆件横截面及斜截面应力计算；②轴向拉伸压缩杆件的拉压变形胡克定律。重点难点掌握轴向拉伸压缩应力计算方法；掌握计算杆件变形的方法。主要教学媒体教学方法：以黑板教学为主。辅助手段：多媒体课件中的一些应用实例介绍。板书设计：写出标题，指导求解拉压变形的公式，举例讲解分析方法。有关本内容的新进展胡克定律的精确求解和近似计算。主要参考资料或相关网站指定参考书及一些相关的习题集课后体会与反思自我总结杆件变形计算的方法及利用变形协调条件进行超静定分析。教案首页授课题目第二章轴向拉伸压缩：2-5轴向拉压杆内应变能简介；2-6材料拉压时的力学性能授课形式讲授授课时间第二周授课学时2（学时）教学目的与要求了解材料在轴向拉伸压缩时的力学性质，熟悉影响材料力学性能的因素；基本内容教学内容：①轴向拉伸压缩拉压杆件的弹性变形能；②材料拉压时的力学性质，温度、时间及加载速率对材料力学性能的影响。重点难点理解应力—应变曲线反映的材料力学性质。主要教学媒体教学方法：以黑板教学为主。辅助手段：多媒体课件中的一些应用实例介绍。师生互动：对不同材料力学性质区别进行提问，加深理解。板书设计：写出标题，以低碳钢、铸铁为例画出σ-ε图说明材料的力学性质有关本内容的新进展展示不同金属材料的σ-ε图，说明材料的力学性质差异。主要参考资料或相关网站指定参考书及一些相关资料。课后体会与反思自我总结分析工程实际问题与材料的力学性质的关系。教案首页授课题目第二章轴向拉伸压缩：2-7强度条件、安全系数、许用应力；2-8拉压杆超静定问题分析；2-9应力集中现象授课形式讲授授课时间第三周授课学时3（学时）教学目的与要求①掌握拉压杆件强条件的应用方法；②理解圣维南原理和应力集中的概念；③了解拉压杆超静定问题分析方法。基本内容教学内容：①拉压杆件的强度条件；②圣维南原理；③应力集中的概念；④拉压杆超静定问题分析。重点难点轴向拉压杆件强度条件在强度设计中的应用。主要教学媒体教学方法：以黑板教学为主。辅助手段：多媒体课件中的一些应用实例介绍。板书设计：写出标题和公式，举典型例题讲解解题方法。时间分配：拉压杆件的强度条件占1学时，其余2学时。有关本内容的新进展应力集中实验现象分析。主要参考资料或相关网站指定参考书及一些相关的习题集。课后体会与反思自我总结分析学习圣维南原理和应力集中在工程应用中的体会。教案首页授课题目第三章扭转：3-1概述；3-2薄壁圆筒的扭转授课形式讲授授课时间第四周授课学时3（学时）教学目的与要求了解薄壁杆件的基本特点，薄壁圆筒扭转的应力计算方法；掌握分析开口和闭口薄壁杆件自由扭转变形的方法掌握扭转的受力、变形特点。基本内容教学内容：①薄壁杆件的基本特点；②薄壁杆件的自由扭转，约束扭转的概念；③薄壁圆筒扭转的应力计算。重点难点掌握分析薄壁杆件扭转变形的方法。主要教学媒体教学方法：以黑板教学为主。辅助手段：多媒体课件中的一些应用实例介绍。时间分配：第一节占1/3，第二节占2/3。板书设计：写出标题，画图说明薄壁杆件的基本特点，画图分别讲解开口和闭口薄壁杆件的扭转变形情况。举例子讲解其工程应用。有关本内容的新进展薄壁圆筒扭转受力、变形、应力计算对研究实心圆截面的意义。主要参考资料或相关网站指定参考书及一些相关的习题集。课后体会与反思自我总结分析薄壁杆件的方法及其在工程中的应用。教案首页授课题目第三章扭转：3-3传动轴的外力偶矩计算、扭矩及其扭矩图；3-4等直杆（圆）扭转时的应力强度条件授课形式讲授授课时间第四周授课学时2（学时）教学目的与要求①掌握受扭杆件扭矩计算，扭矩图作法；②了解各种扭转杆件的应力情况，并会进行计算和强度校核。基本内容教学内容：①扭矩的计算（包括外力偶的求出）扭矩图的作出；②纯剪切；③圆轴扭转时的应力、强度条件；④矩形截面杆的扭转。重点难点①扭矩计算，扭矩图绘制；②掌握各种扭转杆件的应力计算方法。主要教学媒体教学方法：以黑板教学为主。板书设计：写出公式，画出内力图，讲解几个特例。师生互动：在求内力和作内力图过程时的提问。有关本内容的新进展突变规律准确、快速绘制扭矩图。主要参考资料或相关网站指定参考书及相关的习题集。课后体会与反思自我总结分析以扭矩图绘制方法、扭转时的应力计算方法，并分析在工程中的应用。教案首页授课题目第三章扭转：3-5等直圆杆扭转的变形、刚度条件及超静定问题；3-6等直杆（圆）扭转时的应变能；3-7等直非圆杆自由扭转时的应力和变形。授课形式讲授授课时间第五周授课学时3（学时）教学目的与要求①了解杆件扭转变形的研究目的；②掌握杆件扭转变形、扭转刚度的计算方法。基本内容教学内容：①等直杆（圆）杆件的扭转变形；②等直杆（圆）杆件扭转的刚度条件及超静定；③等直杆（圆）杆件的扭转变形能；④等直非圆杆自由扭转时的应力和变形。重点难点掌握杆件扭转刚度的计算方法，解决相关工程设计问题；主要教学媒体教学方法：以黑板教学为主。辅助手段：多媒体课件中的一些应用实例介绍。板书设计：写出标题和公式，对其进行详细地推导，举例子讲解其应用。有关本内容的新进展等直非圆杆自由扭转、非自由扭转时的应力和变形问题。主要参考资料或相关网站指定参考书及相关的习题集。课后体会与反思自我总结比较各种杆件的扭转变形及刚度计算方法。教案首页授课题目第四章弯曲内力：4-1平面弯曲的概念；4-2梁的剪力和弯矩；4-3剪力方程和弯矩方程授课形式讲授授课时间第五周授课学时2（学时）教学目的与要求①了解梁弯曲变形的分类；②掌握静定梁内力计算，剪力、弯矩方程及作Q、M绘图。基本内容教学内容：①梁弯曲变形的分类，梁的计算简化；②静定梁剪力方程和弯矩方程；③静定梁Q、M求解，Q、M图绘制方法。重点难点作Q、M图的过程和结论校核主要教学媒体教学方法：以黑板教学为主。板书设计：写出公式，画出内力图，讲解几个特例。师生互动：在求内力和作内力图过程时的提问。有关本内容的新进展数学函数关系在力学内力图形绘制中的应用。主要参考资料或相关网站指定参考书及相关的习题集。课后体会与反思自我总结分析剪力、弯矩方程列出时，截面位置变量的值域确定。教案首页授课题目第四章弯曲内力：4-4微分关系绘制弯曲内力图；授课形式讲授授课时间第六周授课学时3（学时）教学目的与要求掌握微分关系作梁的内力图，平面刚架、平面曲杆的内力图；掌握面积突变规律作梁的内力图。基本内容教学内容：①q、Q、M间的微分关系，利用微分关系作Q、M图；②叠加法画弯矩图；③面积突变规律作梁的内力图④平面曲杆、刚架的内力图。重点难点①控制截面内力值的计算和用微分关系连线作Q、M图；②叠加法画弯矩图；③面积突变规律作梁的内力图。主要教学媒体教学方法：以黑板教学为主，讨论式进行。辅助手段：多媒体课件。师生互动：在作Q、M图过程可以让学生自己作。时间分配：微分关系及作图一节课，叠加法一节课，面积突变规律和曲杆、刚架一节课。板书设计：写出主要标题和公式，内力图例子画出。有关本内容的新进展面积规律、微分关系在弯曲内力图绘制中的教学研究。主要参考资料或相关网站指定参考书及相关的习题集。课后体会与反思自我总结微分关系连线作Q、M图；叠加法画弯矩图；面积突变规律作梁的内力图。教案首页授课题目第五章弯曲应力：5-1关于弯曲应力的概念；5-2纯弯曲时梁横街面上正应力的求解；5-3纯弯曲理论在横力弯曲中的推广及弯曲正应力强度条件。授课形式讲授授课时间第七周授课学时3（学时）教学目的与要求了解正应力的概念及本构关系。基本内容教学内容：①梁发生纯弯曲时梁横街面上正应力的求解；②纯弯曲理论在横力弯曲中的推广及弯曲正应力强度条件。重点难点重点：①纯弯曲梁横截面上正应力公式的分析推导；②横力弯曲横截面上正应力（最大拉（压）应力）的计算；③弯曲的强度计算主要教学媒体教学方法：以黑板教学为主，讨论式进行。辅助手段：多媒体课件师生互动：纯弯曲时梁横街面上正应力公式推导。板书设计：图文并貌、合理布局。有关本内容的新进展纯弯曲理论在横力弯曲中的推广的近似性。主要参考资料或相关网站指定参考书及相关的习题集。课后体会与反思总结纯弯曲梁正应力公式推到方法的超静定特性。教案首页授课题目第五章弯曲应力：5-4梁横截面上的剪应力及其强度条件；5-5梁的合理截面设计授课形式讲授授课时间第七周授课学时2（学时）教学目的与要求掌握各种梁弯曲时的正应力、剪应力和强度计算方法，进一步了解应力的本构关系；了解提高弯曲强度的措施，学会合理安排载荷与支座。基本内容教学内容：①纯弯曲、横力弯曲时的正应力计算方法总结；②横力弯曲剪应力及强度条件；③提高弯曲强度的错施：适当安排载荷与支座；选择合理的截面形状；采用变截面梁。重点难点①确定梁的危险截面；②合理安排载荷与支座。主要教学媒体教学方法：以黑板教学为主。辅助手段：多媒体课件中的一些应用实例介绍。师生互动：举例子讲解时让学生作弯矩图与讲相结合板书设计：写出标题，画出弯曲图，分析其几何、物理和静力的关系；推导出正应力和剪应力的计算公式及强度条件。时间分配：梁的正应力与正应力强度条件一节课，其余的下一节课。有关本内容的新进展梁在剪应力作用下产生横截面不再符合平面假设，采用静力学平衡手段推导剪应力计算公式。主要参考资料或相关网站指定参考书及相关的习题集。课后体会与反思总结分析梁的应力与强度的计算方法及其工程应用；总结学生出现的问题，提高改进教育教学方法。教案首页授课题目第六章梁的弯曲变形及简单超静定梁授课形式讲授授课时间第八周授课学时3（学时）教学目的与要求了解弯曲变形的概念，掌握建立梁的挠曲线微分方程、求解弯曲变形的方法；掌握利用弯曲刚度条件求解工程问题的方法；了解弯曲变形能概念；解决梁发生弯曲变形时的超静定问题。基本内容教学内容：①梁的弯曲变形的基本概念，用积分法、叠加法求解弯曲变形；②寻找变形协调条件，解决超静定问题；③梁的弯曲刚度、梁的弯曲变形能。重点难点重点：掌握求解弯曲变形的方法；掌握弯曲刚度的计算方法；难点：寻找变形协调条件，解决超静定问题。主要教学媒体教学方法：以黑板教学为主。辅助手段：多媒体课件中的一些应用实例介绍。师生互动：推导计算弯曲变形公式时对学生提问，加深理解。板书设计：写出标题，推导建立挠曲线微分方程，举例分别讲解用积分法、叠加法求解弯曲变形。时间分配：梁的弯曲变形基本概念，用积分法、叠加法分析弯曲变形各占1/3有关本内容的新进展寻找合理的边界条件、连续条件，确定挠曲线微分方程。主要参考资料或相关网站指定参考书及一些相关习题集课后体会与反思自我总结求解各种梁弯曲变形的静定、超静定问题的方法；自我总结梁的弯曲刚度的计算方法，分析学生出现的问题，提出提高的方法。教案首页授课题目第七章平面图形的几何性质授课形式讲授授课时间第八周授课学时2（学时）教学目的与要求掌握特殊形状平面图形几何性质。基本内容教学内容：①掌握特殊形状平面图形的形心、对称轴、轴惯性矩、极惯性矩、面积矩的计算。②掌握轴惯性矩的平行移轴定理。重点难点重点：特殊形状平面图形的形心、对称轴、轴惯性矩、极惯性矩、面积矩的计算；难点：坐标系的旋转变换对坐标的影响。主要教学媒体教学方法：以黑板教学为主。辅助手段：多媒体课件中的一些应用实例介绍。师生互动：引导学生一边绘图一边思考。板书设计：写出标题，推导建立挠曲线微分方程。有关本内容的新进展坐标变换在施工工艺上的优化效果。主要参考资料或相关网站指定参考书及一些相关习题集课后体会与反思自我总结特殊形状截面的形心坐标。教案首页授课题目第八章剪切与连接件实用计算授课形式讲授授课时间第九周授课学时3（学时）教学目的与要求会对简单连接构件进行受力分析和强度校核。基本内容教学内容：①剪切的实用计算；②挤压的实用计算；③焊缝的实用计算。重点难点分析连接构件所受的剪切力和挤压力。主要教学媒体教学方法：以黑板教学为主。辅助手段：多媒体课件中的一些应用实例介绍。板书设计：写出标题，举典型例子讲解连接构件的受力分析和强度计算时间分配：三个部分各占1/3有关本内容的新进展综合考虑构件破坏可能性，合理设计连接件。主要参考资料或相关网站指定参考书及一些相关习题集课后体会与反思自我总结分析各种连接构件的强度计算方法。教案首页授课题目第九章应力与应变分析：9-1概念；9-2平面应力状态下应力的研究；9-3梁的主应力授课形式讲授授课时间第九周授课学时2（学时）教学目的与要求了解掌握应力状态、平面应力状态的概念；掌握分析平面应力状态的解析法；了解应力圆的概念及其原理；掌握作应力圆分析平面应力状态的方法掌握梁的主应力计算方法。基本内容教学内容：应力状态的概念（一点处的应力状态及其研究对象、应力状态类别）；（2）分析平面应力状态的解析法；应力圆原理；应力圆的作法；应力圆与单元体的对应关系；应力圆的应用；梁的主应力。重点难点①掌握应力状态的概念及其解析法；②掌握分析平面应力状态的图解法主要教学媒体教学方法：以黑板教学为主。辅助手段：多媒体课件中的一些应用实例介绍。师生互动：讲解应力圆的应用时，举例让学生做练习。板书设计：写出标题，介绍内容，对分析平面应力状态的解析法要写出详细推导过程；举例讲解应力圆的作法，边讲边写。有关本内容的新进展单元体选择方位、大小、形状选择的多样性，给材料特性研究所带来的的便宜性。主要参考资料或相关网站指定参考书及一些相关习题集。课后体会与反思总结研究应力状态的意义及方法；分析用应力圆分析应力状态的方法及优点。教案首页授课题目第九章应力与应变分析：9-4空间应力状态研究；9-5平面应力状态下的应变分析；9-6应力与应变关系授课形式讲授授课时间第十周授课学时3（学时）教学目的与要求了解空间应力状态的概念；掌握广义虎克定律的内容及其应用方法。基本内容教学内容：①空间应力状态简介；②广义虎克定律的内容。重点难点掌握广义虎克定律。主要教学媒体教学方法：以黑板教学为主。辅助手段：多媒体课件中的一些应用实例介绍。师生互动：讲解空间应力状态时，联系分析平面应力状态的方法对学生进行提问，加以比较和应用。板书设计：写出标题，作图讲解分析三向应力状态的方法。第四节，写出标题和广义虎克定律的内容，对其进行详细推导，举例讲解其应用方法。写出比能、体积改变比能与形状改变比能的公式，加以解释说明。有关本内容的新进展在工程实际中广义胡克定律坐标系统灵活变换使用。主要参考资料或相关网站指定参考书及一些相关习题集。课后体会与反思自我总结研究应力状态的意义及方法。教案首页授课题目第十章强度理论授课形式讲授授课时间第十周授课学时2（学时）教学目的与要求①了解各种强度理论的内容；②掌握利用强度理论解决实际问题。基本内容教学内容：①强度理论的概念；②几种强度理论；③强度理论的应用。重点难点掌握利用强度理论解决实际问题主要教学媒体教学方法：以黑板教学为主。辅助手段：多媒体课件中的一些应用实例介绍。师生互动：对各种强度理论的优缺点进行提问，加深理解每种强度理论的适用范围。板书设计：写出标题及每种强度理论的公式，对其说明。写出典型例题，讲解利用强度理论解决实际问题的方法。时间分配：介绍各种强度理论用一节课，讲解各种强度理论的应用占下一节。有关本内容的新进展强度理论与实验、实践的依赖关系，促进强度理论内容的不断丰富。主要参考资料或相关网站指定参考书及相关的习题集。课后体会与反思自我总结学习强度理论的理论；分析各种强度理论的优缺点。教案首页授课题目第十一章组合变形：11-1概述；11-2斜弯曲授课形式讲授授课时间第十一周授课学时3（学时）教学目的与要求①掌握组合变形、斜弯曲的概念；②会对斜弯曲进行分析计算。基本内容教学内容：①组合变形的概念及分析方法；②斜弯曲。重点难点掌握组合变形的概念、分析计算斜弯曲的方法。主要教学媒体教学方法：以黑板教学为主。辅助手段：多媒体课件中的一些应用实例介绍。板书设计：写出标题，介绍组合变形的概念及其分析方法，第二节要写出标题和典型例题，详细讲解解题思路及计算方法。时间分配：第一节占1/3，第二节占2/3。有关本内容的新进展叠加法广泛应用于组合变形问题的解决。主要参考资料或相关网站指定参考书及相关的习题集。课后体会与反思自我总结斜弯曲的分析方法；理解本章中有关斜弯曲的公式适用范围。教案首页授课题目第十一章组合变形：11-3拉（压）与弯曲组合变形；11-4偏心拉伸压缩；11-5弯扭组合变形授课形式讲授授课时间第十一周授课学时2（学时）教学目的与要求①掌握拉压与弯曲的组合；②偏心压缩的分析方法；了解弯扭组合的概念；④掌握弯曲与扭转组合变形的强度计算方法。基本内容教学内容：①拉伸（压缩）与弯曲的组合；②偏心压缩（拉伸）；③截面核心；④弯曲与扭转组合变形及其强度计算方法。重点难点①拉伸（压缩）与弯曲的组合的分析方法；②弯曲与扭转组合变形的强度计算方法。主要教学媒体教学方法：以黑板教学为主。辅助手段：多媒体课件中的一些应用实例介绍。师生互动：讲解弯曲与扭转组合变形的强度计算方法时，让学生单独分析弯曲或扭转，对其进行提问，然后总结分析组合变形的方法。板书设计：写出标题和典型例题，讲解分析方法和解题思路，得出一般强度条件；讲解偏心压缩的强度计算方法；介绍偏心压缩的一般情况和截面核心，画图说明；举典型实