武理工材料力学性能教学大纲

《材料力学性能》教学大纲课程编号：课程名称：材料力学性能/MechanicalPropertiesofMaterials学时/学分：32/2（其中含实验4学时）先修课程：材料科学基础，工程力学适用专业：材料科学与工程、材料成形及控制、材料加工开课学院，系(教研室)：材料学院，金属材料系、材料成形系、材料加工系一、课程的性质与任务《材料力学性能》是材料科学与工程、材料成形及控制、材料加工等专业的必修课，属于学科基础课。通过本课程的学习，使学生能够从各种机器零件或构件最常见的服役条件和失效现象出发，正确了解衡量材料失效抗力的指标，以及这些指标的物理意义、技术意义和测试方法。弄清这些指标之间的相互关系，分析内在因素和外在因素对它们的影响。从而为机械设计和制造过程中正确选择和合理使用材料提供可靠的力学性能依据。同时也为发展新材料，改进制造工艺提供一定的理论基础。二、课程的教学内容、基本要求及学时分配（一）教学内容绪言材料的性能与材料的力学性能第一章单向静拉伸力学性能§1-1应力-应变曲线§1-2弹性变形与弹性不完整性§1-3塑性变形、屈服强度、形变硬化§1-4金属断裂、断裂强度、断裂理论及其应用第二章其他静载荷下的力学性能§2-1压缩特点与压缩试验§2-2弯曲试验与弯曲强度§2-3扭转特点与扭转试验§2-4硬度的物理含义与测试方法第三章冲击载荷下的力学性能§3-1冲击变形与断裂§3-2影响冲击韧性的因素第四章金属的断裂韧度§4-1线弹性条件下的断裂韧度§4-2弹塑性条件下的断裂韧度§4-3断裂韧度的影响因素与测量第五章金属的疲劳§5-1疲劳现象和疲劳机理§5-2疲劳强度与影响因素§5-3低周疲劳§5-4接触疲劳第六章应力腐蚀和氢脆§6-1应力腐蚀和防止措施§6-2氢脆及其防止措施第七章金属的磨损§7-1磨损及其机理§7-2材料的耐磨性第八章材料的高温力学性能§8-1蠕变现象及其机理§8-2高温强度与高温硬度§8-3影响高温力学性能因素第九章陶瓷材料的力学性能§9-1陶瓷材料的结构§9-2陶瓷材料的变形和断裂§9-3陶瓷材料的硬度和耐磨性第十章复合材料的力学性能§10-1复合材料的结构及性能特点§10-2单向复合材料的力学性能§10-3复合材料的断裂和疲劳第十一章聚合物材料力学性能§11-1聚合物材料的结构§11-2聚合物材料的弹性、变形和断裂§11-3聚合物材料的疲劳（二）基本要求（1）掌握金属材料力学性能的宏观规律及其微观机制或微观解释。（2）掌握力学指标的概念，物理意义和测试方法。（3）了解影响材料力学性能的主要因素。（4）以金属材料为基础，了解陶瓷材料、复合材料和高分子材料的力学性能特点。（三）学时分配本课程的教学时数为32学时，课内学时分配如下表：教学环节课程内容学时讲课考试小计第一章单向静拉伸力学性能66第二章其他静载荷下的力学性能44第三章冲击载荷下的力学性能22第四章金属的断裂韧度44第五章金属的疲劳44第六章应力腐蚀和氢脆1.51.5第七章金属的磨损0.50.5第八章材料的高温力学性能22第九章陶瓷材料的力学性能22第十章复合材料的力学性能22第十一章聚合物材料力学性能2222合计30232（四）课程内容的重点、难点重点：1、材料在静载下的力学行为（弹性、屈服与强化、断裂）；2、断裂力学与材料的断裂韧度；3、缺口，加载方式和应变速率对材料性能的影响；4、材料在交变载荷下的力学行为（疲劳）；5、材料在环境介质作用下的力学行为。难点：1、材料的屈服与加工硬化特性及其微观机理；2、不同应力状况、环境条件下的力学行为；3、断裂韧度的理论推导，及其工程应用；4、疲劳及疲劳裂纹扩展率；5、非金属材料与金属材料力学性能上的差异，极其微观机理。三、课程改革与特色以金属材料单向静拉伸力学性能（弹性、塑性、屈服与强化、断裂、以及硬度）为基础，通过改变加载方式和环境条件来扩充材料的力学性能指标。参照金属材料的力学性能特点去讲授非金属材料的力学性能。本门课程已使用多媒体教学。四、推荐教材及参考书推荐教材：《》，主编：出版社：机械工业出版社出版或修订时间：2003参考书：《》，主编：出版社：西北工大版出版或修订时间：2001《》主编：出版社：科学出版社出版或修订时间：1999《材料的力学行为》主编：匡震邦出版社：高等教育出版社出版或修订时间：1998《陶瓷的力学性能》主编：张清纯出版社：科学出版社出版或修订时间：1997《复合材料》主编：吴人洁出版社：天津大学出版社出版或修订时间：2000《MechanicalPropertiesofMetals》主编：MeleanD.出版社：NewYork:Oxford出版或修订时间：1992《Mechanicalpropertiesofengineeredmaterials》主编：Soboyejo,W.O.出版社：NewYork:MarcelDekker出版或修订时间：2003《MechanicalBehaviorofMaterials》主编：Cour