2013材料力學(xué)a (1)教學(xué)大綱

1、材料力學(xué)a課程教學(xué)大綱課程中文名稱：材料力學(xué)a 課程英文名稱：Mechanics of Materials課程編號(hào)：070000160 適用專業(yè)：力學(xué)、機(jī)械工程、土木工程學(xué) 時(shí) 數(shù)： 72 學(xué) 分 數(shù)：4課程類別：學(xué)科基礎(chǔ) 應(yīng)開課學(xué)期：22執(zhí) 筆 者： 審 核 人： 批 準(zhǔn) 人： 定稿日期：2010年5月一、課程的性質(zhì)和目的材料力學(xué)是由基礎(chǔ)理論課過渡到設(shè)計(jì)課程的技術(shù)基礎(chǔ)課。該課程對(duì)后續(xù)專業(yè)課及工程應(yīng)用都有深遠(yuǎn)的影響。通過對(duì)材料力學(xué)課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生對(duì)桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題具有明確的基本概念、必要的基礎(chǔ)理論知識(shí)、比較熟練的計(jì)算能力、一定的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α６?、課程教學(xué)的主要內(nèi)容及學(xué)時(shí)分

2、配本課程主要講述桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性理論極其應(yīng)用，包括各種基本變形與組合變形的應(yīng)力和變形，強(qiáng)度和剛度計(jì)算，能量方法與超靜定問題，壓桿的穩(wěn)定，動(dòng)載荷與交變應(yīng)力。以下分章闡述。第一章 緒論（1學(xué)時(shí)）知識(shí)要點(diǎn)：材料力學(xué)的任務(wù)，本課程的特點(diǎn)與應(yīng)用、變形固體的基本假設(shè)，外力及其分類，內(nèi)力、截面法和應(yīng)力的概念，變形與應(yīng)變，桿件變形的基本形式。 目標(biāo)要求：理解材料力學(xué)任務(wù)和研究對(duì)象、變形固體的基本假設(shè)；了解構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等基本概念；了解桿件的基本變形形式；建立材料力學(xué)分析問題的思想。采用課堂教學(xué)，1學(xué)時(shí)。第二章拉伸、壓縮與剪切（10學(xué)時(shí)）知識(shí)要點(diǎn)：軸向拉伸與壓縮的概念與實(shí)例，軸力和軸力圖，軸向

3、拉壓時(shí)橫截面和斜截面上的應(yīng)力，材料的基本力學(xué)性能，溫度和時(shí)間對(duì)材料力學(xué)性能的影響，失效、安全系數(shù)和強(qiáng)度計(jì)算，軸向拉伸或壓縮時(shí)的變形及變形能，簡單超靜定問題，溫度應(yīng)力和裝配應(yīng)力，應(yīng)力集中的概念；剪切與擠壓的概念，剪切與擠壓的實(shí)用計(jì)算，鉚釘連接的計(jì)算。目標(biāo)要求：理解外力、內(nèi)力、應(yīng)力、應(yīng)變、變形、位移等概念；掌握拉（壓）桿的內(nèi)力、內(nèi)力圖；應(yīng)力和強(qiáng)度計(jì)算、材料的拉、壓力學(xué)性能、胡克定律、能計(jì)算簡單的超靜定問題；了解應(yīng)力集中的概念；理解剪切與擠壓的概念；掌握剪切與擠壓的實(shí)用計(jì)算。采用課堂教學(xué)，10學(xué)時(shí)。第三章 扭轉(zhuǎn)（4學(xué)時(shí)）知識(shí)要點(diǎn)：扭轉(zhuǎn)的概念和實(shí)例，外力偶矩的計(jì)算，扭矩和扭矩圖，純剪切，圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)

4、力和變形，強(qiáng)度條件和剛度條件，圓柱形密圈螺旋彈簧的應(yīng)力和變形，非圓截面桿扭轉(zhuǎn)的概念。目標(biāo)要求：理解純剪切、剪切胡克定律、剪應(yīng)力互等定理；掌握功率、轉(zhuǎn)速與外力偶矩的關(guān)系；掌握扭矩和扭矩圖、應(yīng)力和變形的計(jì)算、強(qiáng)度條件和剛度條件；了解彈簧的應(yīng)力和變形計(jì)算；了解非圓截面桿扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力和變形。采用課堂教學(xué)，4學(xué)時(shí)。附錄 截面的幾何性質(zhì)（2學(xué)時(shí)）知識(shí)要點(diǎn)：截面的靜矩，形心，慣性矩，極慣性矩，慣性積；平行移軸定理；轉(zhuǎn)軸公式，主慣性矩概念。目標(biāo)要求：掌握截面的靜矩、形心、慣性矩、極慣性矩慣性極的計(jì)算；掌握平行移軸定理及其應(yīng)用；了解轉(zhuǎn)軸公式及主慣性矩的概念。采用課堂教學(xué)，2學(xué)時(shí)。第四章 彎曲內(nèi)力（6學(xué)時(shí)）知識(shí)要點(diǎn)

5、：彎曲的概念和實(shí)例，受彎桿件的簡化，剪力方程和彎矩方程，剪力圖和彎矩圖，載荷集度、剪力和彎矩間的關(guān)系，平面曲桿的彎曲內(nèi)力。目標(biāo)要求：理解平面彎曲的概念；掌握彎曲內(nèi)力的計(jì)算方法，能正確寫出剪力方程和彎矩方程；熟練掌握畫剪力圖和彎矩圖的方法。采用課堂教學(xué)，6學(xué)時(shí)。第五章 彎曲應(yīng)力（6學(xué)時(shí)）知識(shí)要點(diǎn)：純彎曲概念，梁的正應(yīng)力，正應(yīng)力強(qiáng)度條件，彎曲切應(yīng)力，切應(yīng)力強(qiáng)度條件，提高彎曲強(qiáng)度的措施。非對(duì)稱截面梁的彎曲正應(yīng)力，開口薄壁截面梁的切應(yīng)力。目標(biāo)要求：理解純彎曲的概念；掌握梁的正應(yīng)力計(jì)算、正應(yīng)力強(qiáng)度條件、剪應(yīng)力計(jì)算、剪應(yīng)力強(qiáng)度條件；了解提高彎曲強(qiáng)度的措施；了解彎曲中心的概念。采用課堂教學(xué)，6學(xué)時(shí)。第六章彎

6、曲變形（4學(xué)時(shí)）知識(shí)要點(diǎn)：工程中的彎曲變形問題，撓度與轉(zhuǎn)角，撓曲線近似微分方程，用積分法求彎曲變形，用疊加法求彎曲變形，簡單超靜定梁，提高彎曲剛度的一些措施。目標(biāo)要求：理解梁的撓度與轉(zhuǎn)角概念；掌握梁的撓曲線近似微分方程、用積分法和疊加法求梁的變形、剛度條件；掌握簡單超靜定梁的求解方法。 采用課堂教學(xué)，4學(xué)時(shí)。第七章 應(yīng)力狀態(tài)理論、強(qiáng)度理論（8學(xué)時(shí)）知識(shí)要點(diǎn)：應(yīng)力狀態(tài)概念，二向應(yīng)力狀態(tài)分析的解析法和圖解法，三向應(yīng)力狀態(tài)，平面應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變分析，廣義胡克定律，三個(gè)彈性常數(shù)間相互關(guān)系，體積應(yīng)變，復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的變形比能。強(qiáng)度理論概念，四種常用強(qiáng)度理論，莫爾強(qiáng)度理論。目標(biāo)要求：理解應(yīng)力狀態(tài)、主平面、主

7、應(yīng)力等概念；掌握二向應(yīng)力狀態(tài)分析的解析法和圖解法、廣義虎克定律；了解三向應(yīng)力狀態(tài)概念、三個(gè)彈性常數(shù)間相互關(guān)系、體積應(yīng)變、三向應(yīng)力狀態(tài)下的彈性比能；了解強(qiáng)度理論的概念、材料的脆性斷裂和塑性流動(dòng)；掌握常用的強(qiáng)度論理論及其應(yīng)用。采用課堂教學(xué)，8學(xué)時(shí)。第八章 組合變形（5學(xué)時(shí)）知識(shí)要點(diǎn)：組合變形的概念；疊加原理，斜彎曲，拉彎組合變形，偏心拉壓，彎扭組合變形下桿件的強(qiáng)度計(jì)算；截面核心的概念。目標(biāo)要求：了解組合變形的概念；掌握斜彎曲、拉彎組合變形、偏心拉壓、彎扭組合變形下桿件的強(qiáng)度計(jì)算；了解截面核心的概念、。采用課堂教學(xué)，5學(xué)時(shí)。第九章 能量法與超靜定系統(tǒng)（6學(xué)時(shí)）知識(shí)要點(diǎn)：能量方法的概述，桿件變性能的計(jì)

8、算，變形能的普遍表達(dá)式，互等定理，卡氏定理，虛功原理，單位載荷法，莫爾積分，計(jì)算莫爾積分的圖乘法。目標(biāo)要求：掌握桿件變形能的計(jì)算；了解功的互等定理和位移互等定理；掌握用單位力法或卡氏定理計(jì)算位移的方法；掌握簡單超靜定問題的求解方法。采用課堂教學(xué)，6學(xué)時(shí)。第十章 動(dòng)載荷與交變應(yīng)力（5學(xué)時(shí)）知識(shí)要點(diǎn)：動(dòng)載荷的概念；慣性力問題、沖擊問題的應(yīng)力和變形計(jì)算；沖擊韌性，提高桿件抗沖擊能力的措施。交變應(yīng)力與疲勞失效，交變應(yīng)力的循環(huán)特征，應(yīng)力幅和平均應(yīng)力，持久極限，影響持久極限的因素，對(duì)稱循環(huán)下構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算。目標(biāo)要求：了解動(dòng)載荷的概念；掌握慣性力問題、沖擊問題的應(yīng)力和變形計(jì)算；了解提高桿件抗沖擊能力的措

9、施 。掌握交變應(yīng)力與疲勞失效概念、持久極限及其影響因素。對(duì)稱循環(huán)下構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算。采用課堂教學(xué)，5學(xué)時(shí)。第十一章壓桿穩(wěn)定（5學(xué)時(shí)）知識(shí)要點(diǎn)：壓桿穩(wěn)定的概念、軸向受壓桿的臨界壓力和臨界應(yīng)力、壓桿的柔度、歐拉公式的使用范圍、臨界應(yīng)力總圖，經(jīng)驗(yàn)公式，壓桿的穩(wěn)定計(jì)算；提高壓桿穩(wěn)定性的措施，縱橫彎曲的概念。目標(biāo)要求：掌握壓桿穩(wěn)定的概念、軸向受壓桿的臨界壓力和臨界應(yīng)力的計(jì)算、壓桿的柔度、歐拉公式的使用范圍、臨界應(yīng)力總圖 、經(jīng)驗(yàn)公式、壓桿的穩(wěn)定計(jì)算；了解提高壓桿穩(wěn)定性的措施、縱橫彎曲的概念。采用課堂教學(xué)，5學(xué)時(shí)。實(shí) 驗(yàn)（8學(xué)時(shí)）基本實(shí)驗(yàn)：拉伸與壓縮實(shí)驗(yàn)、材料常數(shù)的測定、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)、彎曲正應(yīng)力測定。綜合性：

10、主應(yīng)力測定。采用課堂教學(xué)，8學(xué)時(shí)。三、課程教學(xué)的基本要求1、 對(duì)材料力學(xué)的基本概念和基本分析方法有明確的認(rèn)識(shí)。2、 具有將一般桿類構(gòu)件簡化為力學(xué)簡圖的初步能力。能分析桿件的內(nèi)力、并作出相應(yīng)的內(nèi)力圖。3、 能分析桿件的應(yīng)力和位移，并進(jìn)行強(qiáng)度和剛度計(jì)算；會(huì)求解簡單的一次超靜定問題。4、 對(duì)應(yīng)力狀態(tài)理論與強(qiáng)度理論有明確的認(rèn)識(shí)，并能進(jìn)行組合變形下桿件的強(qiáng)計(jì)算。5、 對(duì)能量法的有關(guān)基本原理有明確的認(rèn)識(shí)，并能熟練地掌握一種計(jì)算位移的能量方法。6、 對(duì)壓桿的穩(wěn)定性概念有明確的認(rèn)識(shí)，會(huì)計(jì)算軸向受壓桿的臨界力與臨界應(yīng)力，并進(jìn)行穩(wěn)定性校核。7、 對(duì)常用材料的的基本力學(xué)性能及測試方法有初步認(rèn)識(shí)。對(duì)電測實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析的基原理和方法有初步了解。、作業(yè)量第一章 緒論 第二章 拉伸與壓縮和剪切 14 18 題第三章 扭轉(zhuǎn) 68 題第四章 彎曲內(nèi)力 1012 題附錄 截面的幾何性質(zhì) 45 題第五章 彎曲應(yīng)力 1012 題第六章 彎曲變形 810 題第七章 應(yīng)力狀態(tài)理論與強(qiáng)度理論 1216 題 第八章 組合變形 810 題第九章 能量法與超靜定系統(tǒng) 68 題第十章 動(dòng)載荷與交變應(yīng)力 68 題第十一章壓桿穩(wěn)定 68 題四、本課程與其他課程的銜接與分工本課程主要的先修課是理論力學(xué)。作為機(jī)械類技術(shù)基礎(chǔ)課，其