中南大學(xué)材料力學(xué)A(一)教學(xué)日歷

1、材料力學(xué)（i ）課程簡介課程編號:12070021課程名稱：材料力學(xué)（i ）英文名稱：mechanics of materials學(xué)時與學(xué)分：72/4.5先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、理論力學(xué)課程簡介（200字以內(nèi)）：材料力學(xué)為專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，其主要任務(wù)是在滿足強度、 剛度和穩(wěn)定性要求的前提下，為設(shè)計既經(jīng)濟(jì)又安全的構(gòu)件提供必要的理論基礎(chǔ)和計 算方法。構(gòu)件的強度、剛度和穩(wěn)定性均與材料的力學(xué)性能有關(guān)，而這些力學(xué)性能需 通過材料力學(xué)實驗來測定，所以，實驗研究和理論分析是完成材料力學(xué)任務(wù)所必須 的手段。適應(yīng)專業(yè)：工科高類型（土木、機械、力學(xué)、教改班）教材及參考書：1、材料力學(xué)教程（劉慶潭主編，機械工

2、業(yè)出版社出版）2、材料力學(xué)（劉鴻文主編，高等教育岀版社）材料力學(xué)（i）課程教學(xué)大綱課程編號:12070021課程名稱：材料力學(xué)（i ）學(xué)分：4.5總學(xué)時：72課內(nèi)上機學(xué)時：0先修課程要求：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、理論力學(xué)適應(yīng)專業(yè)：工科高類型（土木、機械、力學(xué)、教改班）參考教材：1、材料力學(xué)教程（劉慶潭主編，機械工業(yè)出版社出版）2、材料力學(xué)（劉鴻文主編，高等教育出版社）一、課程在培養(yǎng)方案中的地位、目的和任務(wù)材料力學(xué)為專業(yè)基礎(chǔ)課程，或稱為技術(shù)基礎(chǔ)課。其教學(xué)目標(biāo)為：抓住重點，體現(xiàn)材料力學(xué) 在工程技術(shù)教育中的根基作用，還耍通過學(xué)習(xí)知識的過程，突出創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的 提高。二、課程的基本要求1、対材

3、料力學(xué)的基本概念和基本分析方法有明確的認(rèn)識。2、能熟練地做出桿件在基木變形下的內(nèi)力圖，并進(jìn)行應(yīng)力和位移、強度和剛度計算。3、掌握應(yīng)力狀態(tài)理論，掌握組合變形下桿件的強度的計算。4、掌握簡單一次超靜定問題的求解方法。5、熟悉能量法的基木原理，掌握一種計算位移的能蜃方法。6、了解壓桿的穩(wěn)定性概念，掌握軸向受壓桿的臨界力與臨界應(yīng)力的計算方法。7、掌握構(gòu)件作等加速運動、勻速轉(zhuǎn)動及受沖擊作用吋的應(yīng)力和變形計算方法。8、了解疲勞破壞的特點和棊木概念，疲勞極限與影響構(gòu)件極限的主要因素。三、課程的基本內(nèi)容與學(xué)時分配1、緒論基本內(nèi)容：材料力學(xué)的任務(wù)與該課程跟相關(guān)學(xué)科的關(guān)系，變形固體的基本假設(shè)，截面法和內(nèi)力，應(yīng)力、

4、 變形、應(yīng)變。重點難點：重點是材料力學(xué)的任務(wù)；變形固體的基本假設(shè)；桿件變形的基本形式。難點是 變形固體的基本假設(shè)。2、軸向拉仲、壓縮與剪切基本內(nèi)容：軸力與軸力圖，直桿橫截血及斜截面的應(yīng)力，圣維南原理，應(yīng)力集中的概念；材料拉伸及 壓縮時的力學(xué)性能，應(yīng)力一應(yīng)變曲線，材料在卸載及再加載時的力學(xué)性能，材料的力學(xué)指標(biāo)； 軸向拉壓桿的強度條件，安全因數(shù)及許用應(yīng)力；軸向拉壓桿的變形，縱向變形與橫向變形，胡 克定律，彈性模量，泊松比，節(jié)點位移計算方法；拉壓超靜定問題，溫度應(yīng)力及裝配應(yīng)力；結(jié) 構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的概念；剪切與擠壓的實用計算。重點：材料拉伸及壓縮時的力學(xué)性能，材料的力學(xué)指標(biāo)，軸向拉壓桿的強度條件，軸向拉

5、壓桿的變形，胡克定律，拉壓超靜定問題。難點：簡單桁架節(jié)點的位移計算及拉壓靜不定問題，連接件的受力分析及剪切面和擠壓面 而積的正確計算。3、扭轉(zhuǎn)基本內(nèi)容：扭轉(zhuǎn)概念，扭矩及扭矩圖，純剪切，切應(yīng)力互等定理，剪切胡克定律，圓軸扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力與 m變，扭轉(zhuǎn)強度及剛度條件，簡單扭轉(zhuǎn)超靜定問題，矩形截而桿的扭轉(zhuǎn)，開口、閉口薄壁桿件 的自由扭轉(zhuǎn)簡介。重點：圓軸扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力為應(yīng)變，扭轉(zhuǎn)強度及剛度條件。難點：扭轉(zhuǎn)超靜定問題，矩形截面桿的扭轉(zhuǎn)，開口、閉口薄壁桿件的自由扭轉(zhuǎn)。4、彎曲內(nèi)力基本內(nèi)容：平面彎曲的內(nèi)力，剪力、彎矩方程，剪力圖與彎矩圖，剪力、彎矩與載荷集度間的關(guān)系， 利用微分關(guān)系畫梁的剪力、彎矩圖、山桿、剛架內(nèi)力圖

6、簡介。重點：求指定截血上的內(nèi)力，剪力圖與彎矩圖。難點：載荷集度、剪力和彎矩z間的微分關(guān)系及其應(yīng)用，曲桿、剛架的內(nèi)力圖。5、彎曲應(yīng)力基本內(nèi)容：彎曲應(yīng)力的基本假設(shè)，彎曲正應(yīng)力公式，彎曲匸應(yīng)力的強度條件，彎曲切應(yīng)力和強度條件, 開口薄壁截面梁的彎曲切應(yīng)力和彎曲中心的簡介，提高彎曲強度的措施。重點：彎曲正應(yīng)力公式，彎曲正應(yīng)力的強度條件，彎曲切應(yīng)力和強度條件。難點：彎曲切應(yīng)力公式推導(dǎo)，材料的拉壓性能不同、截面上下不對稱梁的強度計算，開口 薄壁截面梁的彎曲切應(yīng)力和彎曲中心。6、彎曲變形基本內(nèi)容：彎曲變形的壟木概念，撓曲線近似微分方程，積分法求梁變形，疊加法求梁變形，梁的剛 度校核，提高梁彎曲剛度的措施。重

7、點：撓曲線近似微分方程，疊加法求梁變形。難點：積分法屮利用邊界條件和連續(xù)條件確定積分常數(shù)；疊加法屮川逐段剛化法求梁的撕 裂度和轉(zhuǎn)角。7、應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)分析基本內(nèi)容：應(yīng)力狀態(tài)的概念，平面應(yīng)力狀態(tài)下應(yīng)力分析的解析法及圖解法，三向應(yīng)力狀態(tài)的簡介，廣 義胡克定律，體枳應(yīng)變，三向應(yīng)力狀態(tài)下應(yīng)變能密度、體積應(yīng)變能密度、畸變能密度的概念。重點：應(yīng)力狀態(tài)的概念，平面應(yīng)力狀態(tài)卜-應(yīng)力分析的解析法及圖解法，廣義胡克定律。 難點：三向應(yīng)力狀態(tài)，廣義胡克定律。8、強度理論基本內(nèi)容：強度理論的概念，破壞形式的分析，斷裂失效和屈服失效，最大拉應(yīng)力理論，最大拉應(yīng)變 理論，最大切應(yīng)力理論，畸變能理論，莫爾強度理論。重點：強度

8、理論的概念，四種強度理論的應(yīng)用。難點：斷裂失效和屈服失效準(zhǔn)則9、組合變形基本內(nèi)容：組合變形的概念和實例，斜彎曲，拉壓與彎曲的組合變形，扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合變形，截面 核心。重點：組合變形下桿件的強度計算，截面核心的確定。難點：桿件的受力分析，危險截面和危險點的確定。10、壓桿穩(wěn)定基本內(nèi)容：壓桿穩(wěn)定的概念，細(xì)長壓桿臨界載荷的歐拉公式，桿端不同約束的彫響，長度系數(shù)，歐拉 公式的應(yīng)用范圍，臨界應(yīng)力、經(jīng)驗公式、臨界應(yīng)力總圖，壓桿的穩(wěn)定校核，安全因數(shù)法，折減 因數(shù)法，提高穩(wěn)定性的措施。重點：壓桿穩(wěn)定的概念，細(xì)長壓桿臨界載荷的歐拉公式，臨界應(yīng)力總圖，壓桿的穩(wěn)定計算。 難點：用折減系數(shù)法進(jìn)行壓桿的截面設(shè)計。11

9、、能量法基本內(nèi)容:桿件應(yīng)變能的計算，功的互等定理、位移互等定理，余能定理，卡氏第二定理，虛功原理 簡介，單位載荷法與莫爾積分。重點：卡氏第二定理，單位載荷法與莫爾積分難點：余能定理，虛位移原理12、靜不定結(jié)構(gòu)基本內(nèi)容：用力法解靜不定問題，力法正則方程。重點：學(xué)握利用力法求解靜不定問題。難點：靜定基或相當(dāng)系統(tǒng)的選収。13、動載荷基本內(nèi)容：構(gòu)件作等加速運動和勻速轉(zhuǎn)支的應(yīng)力計算，沖擊時的應(yīng)力和變形計算，提高構(gòu)件抗沖擊能 力的皓施。重點：用動靜法進(jìn)行構(gòu)件作等加速運動和勻速轉(zhuǎn)動時的應(yīng)力計算，用能量法進(jìn)行沖擊吋的 應(yīng)力和變形計算。難點：動荷因數(shù)中靜位移的意義和計算。14、交變應(yīng)力基木內(nèi)容：疲勞破壞的特點和

10、基本概念，s-n illi線及材料的疲勞極限，影響構(gòu)件的疲勞極限的主要因 素，構(gòu)件的疲勞強度計算。重點：s-n曲線及材料的疲勞極限，影響構(gòu)件疲勞極限的主要因素，構(gòu)件的疲勞強度計算。難點：構(gòu)件的疲勞強度計算15、截而的兒何性質(zhì)基本內(nèi)容:截面的靜矩與形心，組合截面的靜矩與形心計算，慣性矩、慣性積，極慣性矩，平行移軸 公式，轉(zhuǎn)軸公式。重點：靜矩、慣性矩、慣性積的計算和平行移軸公式的應(yīng)用。難點：形心主慣性矩的計算，轉(zhuǎn)軸公式的應(yīng)用。四、實驗要求（實驗部分已獨立授課）五、課程學(xué)時分配章節(jié)內(nèi)容學(xué)時其中實驗 （上機學(xué)時）備注第一章緒論2第二章拉伸、壓縮與剪切8第三章扭轉(zhuǎn)4附錄i截面的兒何性質(zhì)4第四章彎曲內(nèi)力4笫五章彎曲應(yīng)力6第六章彎曲變形4笫七章應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)分析、強度理論10第八章組合變形6第九章壓桿穩(wěn)定4笫十章能量方法6