内科大材料力学B课程教学大纲

材料力学B课程教学大纲英文名称：MechanicsofMaterialsB课程编号：63125207学时数：72其中实验学时数：8课外学时数：0学分数：4.5适用专业：土木工程、交通工程、金属材料工程、材料成型及控制工程、矿物加工工程等专业一、课程的性质、目的和任务《材料力学》是一门理论性较强的专业基础课。它是各门力学的基础，并在许多工程技术领域中有着广泛的应用。课程的任务是使学生掌握构件强度、刚度和稳定性计算的基本方法，为学好有关的后继课打好必要的基础，并为将来研究解决工程问题和学习新的科学技术创造条件。目的是培养学生的思维能力、计算能力和自学能力。二、课程教学内容的基本要求、重点和难点第1章绪论材料力学的任务了解构件正常工作时应满足的要求。变形固体的基本假设理解变形固体的概念。1.3内力、应力和截面法理解用截面法求内力的方法；掌握截面上点的应力的概念。1.4位移、变形与应变了解位移、变形与应变的概念。1.5杆件变形的基本形式初步了解四种杆件变形的基本形式。拉伸、压缩与剪切轴向拉伸与压缩的概念和实例掌握轴向拉压的概念及工程背景。拉伸或压缩时的内力和横截面上的应力掌握用截面法求截面上的内力的方法；掌握拉伸或压缩时杆横截面上应力的分布情况及计算公式。材料拉伸时的力学性能通过低碳钢的拉伸实验，掌握拉伸应力—应变图及其特性；掌握比例极限、弹性极限、屈服极限、强度极限的概念，观察屈服时试件表面的滑移线。了解延伸率和截面收缩率的概念；材料压缩时的力学性能了解铸铁和其它材料的压缩试验；通过材料的压缩实验，了解材料压缩时的应力—应变曲线。2.5失效、安全系数和强度计算熟练掌握应用强度条件进行结构的强度校核、截面设计、许用载荷的计算；了解安全系数、许用应力的确定。2.6轴向拉伸或压缩的变形掌握轴向拉（压）杆的变形的计算；掌握线应变、弹性模量、抗拉（压）刚度的概念；理解横向变形、泊松比、胡克定律。2.7轴向拉伸或压缩的变形能掌握拉压变形能、比能的计算。2.8拉伸、压缩静不定问题（成型等专业）掌握简单的拉压静不定问题。2.9温度应力和装配应力（成型等专业）了解简单的温度应力和装配应力。2.10应力集中的概念了解应力集中现向。2.11剪切和挤压的实用计算掌握剪切和挤压的实用计算方法。【重点和难点】拉伸或压缩时横截面上的应力；轴向拉伸或压缩的变形；材料拉伸时的力学性能。扭转3.1扭转的概念和实例掌握扭转的概念。3.2外力偶矩的计算、扭转和扭矩图掌握功率、转速与外力矩间的关系；熟练掌握用截面法求扭矩和画扭矩图。3.3纯剪切掌握纯剪切的概念；掌握切应力互等定理和剪切胡克定律。3.4圆轴扭转时的应力熟练掌握圆轴扭转时横截面上的应力分布规律及计算公式；掌握强度条件的应用。3.5圆轴扭转时的变形掌握两截面相对扭转角的计算和圆轴扭转时的刚度计算。3.6扭转变形能 了解扭转变形能的计算。3.7矩形截面杆扭转理论简介了解矩形截面杆扭转时截面上的应力分布。【重点和难点】等直圆杆扭转时的应力、强度条件和变形、刚度条件。平面图形的几何性质4.1静矩和形心掌握静矩和形心的概念，掌握静矩和形心位置的计算公式。4.2惯性矩和惯性半径掌握惯性矩和惯性半径的概念；掌握简单图形的惯性矩的计算。4.3惯性积了解惯性积的概念。4.4平行移轴公式熟练掌握平行移轴公式及组合截面的惯性矩的计算。4.5转轴公式主惯性轴 了解转轴公式和主惯性轴的概念。弯曲内力 5.1弯曲的概念和实例掌握弯曲的概念，了解工程实例中的弯曲变形。5.2梁的支座和载荷的简化掌握梁的支座和载荷的简化的几种情况。5.3剪力和弯矩掌握截面法求梁横截面上的剪力和弯矩。5.4剪力方程和弯矩方程剪力图和弯矩图 掌握剪力方程和弯矩方程，并能根据剪力方程和弯矩方程画剪力图和弯矩图。5.5载荷集度、剪力和弯矩间的关系熟练掌握用载荷集度、剪力和弯矩间的关系画剪力图和弯矩图。【重点和难点】载荷集度、剪力和弯矩间的关系。弯曲应力6.1梁的纯弯曲掌握纯弯曲的概念。6.2纯弯曲时的正应力理解纯弯曲时横截面上的应力推导，掌握横截面上的应力分布情况及计算公式。6.3横力弯曲时的正应力了解纯弯曲理论的推广；熟练掌握横力弯曲时横截面上正应力的计算方法。6.4弯曲切应力了解几种常见截面弯曲切应力的计算公式和分布情况；了解剪应力强度校核。6.5提高弯曲强度的措施理解提高弯曲强度的措施。【重点和难点】梁纯弯曲时的正应力公式及梁正应力的强度计算。弯曲变形7.1工程问题中的弯曲变形挠度和转角了解工程问题中的弯曲变形，掌握挠度和转角的概念。7.2挠曲线的近似微分方程掌握挠曲线的近似微分方程。7.3用积分法求弯曲变形掌握各种梁的边界条件，用积分法求弯曲变形。7.4用叠加法求弯曲变形熟练掌握用叠加法求梁的变形。7.5弯曲变形能掌握弯曲变形能的计算。7.6简单静不定梁（成型等专业）能利用变形协调条件求解简单静不定梁。7.7提高弯曲刚度的措施理解提高弯曲刚度的措施。【重点和难点】叠加法求梁的变形。简单的超静定问题（土木、交通专业）8.1超静定问题及其解法掌握超静定系统的概念及求解方法。8.2拉压超静定问题熟练掌握简单拉压超静定问题的解法。8.3扭转超静定问题掌握简单扭转超静定问题的解法。8.4简单超静定梁熟练掌握简单梁的弯曲超静定问题的解法。【重点和难点】静定基的选取和变形协调条件的建立。应力状态分析和强度理论9.1应力状态概述单向拉伸时斜截面上的应力掌握应力状态的概念；理解单向拉伸时斜截面上的应力的计算方法。9.2二向和三向应力状态的实例通过实例理解二向和三向应力状态。9.3二向应力状态分析熟练掌握二向应力状态斜截面上的应力计算和最大最小应力计算。9.4二向应力状态的应力圆掌握利用应力圆分析计算二向应力状态。9.5三向应力状态简介了解三向应力状态下最大最小应力的计算。9.6广义胡克定律掌握复杂应力状态下的应力应变关系。9.7复杂应力状态的变形比能掌握复杂应力状态的变形比能。9.8强度理论概述掌握强度理论的概念。9.9四种常用强度理论掌握利用四种常用强度理论进行强度计算的方法。【重点和难点】应力状态、主应力和主平面的概念；强度理论的概念。组合变形10.1组合变形和叠加原理理解组合变形和叠加原理。10.2拉伸或压缩与弯曲的组合掌握拉伸或压缩与弯曲的组合的强度计算。10.3斜弯曲掌握斜弯曲的概念和强度计算。10.4扭转与弯曲的组合掌握扭转与弯曲组合变形的应力和强度计算。【重点和难点】组合变形的概念，弯扭组合时的应力和强度计算。压杆稳定11.1压杆稳定的概念理解压杆失稳的现象，掌握临界力的概念。11.2两端铰支细长压杆的临界压力熟练掌握细长压杆在两端铰支约束情况下的临界荷载的欧拉公式。11.3其他支座条件下压杆的临界压力了解其他支座条件下压杆的临界压力的计算。11.4欧拉公式的适用范围经验公式掌握欧拉公式的适用范围和经验公式11.5压杆的稳定校核掌握压杆的稳定校核11.6提高压杆稳定性的措施理解提高压杆稳定性的措施。【重点和难点】压杆稳定性的概念；细长压杆在两端铰支约束情况下的临界荷载的欧拉公式。动载荷、交变应力12.1概述了解动载荷的概念和分类。12.2动静法的应用了解动静法求应力进行强度计算。12.3受冲杆件的应力和变形了解受冲杆件的应力和变形。12.4交变应力下材料的疲劳破坏、疲劳极限掌握交变应力及其循环特性；了解材料的疲劳极限、影响材料疲劳极限的主要因素和提高构件疲劳极限的措施。三、教学方式及学时分配序号主要内容主要教学方式学时分配（成型等专业）学时分配（土木、交通专业）辅导答疑比例1第1章绪论讲授222:12第2章拉伸、压缩与剪切讲授12106:13第3章扭转讲授666:14第4章平面图形的几何性质讲授444:15第5章弯曲内力讲授663:16第6章弯曲应力讲授666:17第7章弯曲变形讲授666:18第8章简单的超静定问题讲授44:19第9章应力状态分析和强度理论讲授884:110第10章组合变形讲授663:111第11章压杆稳定讲授444:112第12章动载荷、交变应力讲授422:1合计6464四、课程各教学环节的要求1、教学方法采用板书讲授与多媒体课件相结合的教学方法，尽量多采用力学演示模型，使学生可以更好的掌握基本理论，加强分析能力的锻炼，学会分析问题和解决问题的方法。2、作业要求每次课后完成材料力学作业练习册中相应的作业，包括选择题、填空题、计算题。选择题、填空题占30%-40%，计算题占60%-70%。3、实验要求本课程安排三项实验，共8课时。具体内容和要求如下：根据《实验指导书》的要求准备实验、完成实验内容、每次实验结束后要求学生书写实验报告。序号实验名称实验内容学时实验一金属材料的拉伸、压缩实验测定金属材料在拉伸和压缩时的力学性能指标2实验二梁的纯弯曲正应力实验测定梁的弯曲正应力的大小及分布规律2实验三复杂受力杆件综合实验测量并计算薄壁矩形管在三个位置上受偏心压缩载荷作用时，表面各测点的应力，同时将实验得到的应力值与理论值进行比较，确定三种加载情况下中性轴位置。4五、本课程与其他课程的联系先修