《材料力学》课程教学大纲（本科）.docx

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1、材料力学Material mechanics课程代码：24410019学分：5学时： （其中：课堂教学学时：80 实验学时： 上机学时：课程实践学时：）先修课程：高等数学，大学物理，工程制图、理论力学适用专业：工程力学土木工程等教材：材料力学（第五版），刘鸿文，高等教育出版社，2010.6一、课程性质与课程目标（-）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）材料力学是力学、机械、土木类等专业的一门主要专业基础课，是这些类别专业学 科平台的主干课程。通过本课程的学习，可以培养学生的辨证唯物主义世界观，培养学 生分析和解决工程问题的能力。为学习后继课程，从事工程技术工作，科学研究以及开 拓新技术领

2、域，打下坚实的基础。（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。应包括知识目标和能力 目标。）课程目标1：.工程知识：掌握材料力学的基本知识，对杆件的强度、刚度和稳定 性问题具有明确的基本概念、必要的基础理论知识并能将其用于解决复杂工程问题。（毕 业要求1. 3. 1）课程目标2：.研究：有比较熟练的计算能力、一定的分析能力和实验能力。能够 基于工程力学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解 释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。（毕业要求1.3. 4）课程目标3：素质：培养严谨求实的科学态度和开拓进取精神、科学思维的方式和方 法、创新意识和创新

3、思维，为培养不断学习能力和寻找解决问题的欲望提供支撑。（毕业要求 1.3.5, 1.3.6）注：工程类专业通识课程的课程目标应覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准；（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系（认证专业专业必修课程填写）静不定结构66讲授法、讨论法1、2动载荷44讲授法、讨论法1交变应力44讲授法、讨论法1压杆稳定44讲授法、讨论法1、2、3弯曲的几个补充 问题22讲授法、讨论法1杆件的塑性分析22讲授法、讨论法1、2电测基本理论33讲授法、讨论法1、2合计8080注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格；.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问

4、题、项目、案例等教学方法）等。五、课程考核考核形式考核要求考核权重备注课堂表现、平时作业缺课、不得多于3次，作业完 成不少于80%,质量较好0.2阶段测试参加，根据具体情况考虑0. 1期中考试按卷面成绩折算0.7注：1.分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。2 .考核形式主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大作业、小 论文、项目设计和作品等。3 .考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、项目设计要求等。4 .考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所占比重。六、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）1、材料力学教与学，苟文选，高等教育出版社，20

5、07年5月第1版2、材料力学学习指导书，陈乃立，陈倩，高等教育出版社出版，2004年1月第1版3、工程力学基础孙保苍，国防工业出版社，2016年第二版七 大纲说明（内容可包括课程基本要求、习题要求及其它一些必要的说明）1 .本课程的实验要求见工程力学实验实验教学大纲；2 .教材：推荐使用刘鸿文所编的材料力学教材；3 .为达到基本要求，课外习题应不少于120题，即每次（2学时）布置34道题。其 中应有概念题、思考题、简单证明题、基本计算题和综合分析题及实验题等；5 .注意在教学中适当采用教学模型，特别大力提倡采用计算机辅助教学CAI软件、 片等现代化教学手段；6 .应采用试题库或试卷库进行统一考

6、试；2017年 9月10 日课程目标毕业要求指标课程目标L课程目标2课程目标3毕业要求1. 3. 1HM毕业要求1. 3. 4MHM毕业要求1.3.5MH毕业要求1.3. 6MH注：课程目标与毕业要求指标点对接的单元格中可输入“/”，也可标注“H、M、L”。二、课程内容与教学要求(一)绪论1、教学内容(1)材料力学的任务；(2)变形固体的基本假设；(3)外力及其分类；(4)内力、截面法和应力的概念；(5)变形和应变；(6)杆件变形的基本形式；7 .知识、能力与素质等方面的基本要求(1)理解变形固体的基本假设及内力、截面法、应力、位移和应变的概念；(2) 了解杆件变形的基本形式及组合变形的概念；

7、3、重难点(1)重点是掌握变形固体的基本假设及内力、截面法、应力、位移和应变的概念;(2)难点是了解杆件变形的基本形式及组合变形的概念；(二)拉压与剪切1、教学内容(1)轴向拉伸和压缩的概念和实例；(2)轴向拉压时横截面上的内力与应力；(3)直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力；(4)材料在拉伸时的力学性能；(5)材料在压缩时的力学性能；(6)失效、安全系数和强度计算；(7)轴向拉伸或压缩时的变形；(8)轴向拉伸或压缩时的变形能；(9)拉伸、压缩静不定问题；(10)温度应力和装配应力；(11)应力集中的概念；(12)剪切和挤压的实用计算；2.知识、能力与素质等方面的基本要求(1)熟练掌握拉压杆的

8、内力、应力、变形和应变的概念、理论分析和计算方法，建 立强度条件；(2)掌握材料的拉、压力学性能；(3) 了解应力集中概念；(4)熟练掌握剪切、挤压的概念和实用计算；3、重难点(1)重点是掌握拉、压、剪切、挤压强度计算，掌握拉、压的变形计算；(2)难点是简单拉、压超静定的解法；(三)扭转1、教学内容(1)外力偶矩的计算、扭矩和扭矩图；(2)纯剪切；(3)圆轴扭转时的应力；(4)圆轴扭转时的变形；(5)非圆截面杆扭转的概念；(6)薄壁杆件的自由扭转2.知识、能力与素质等方面的基本要求(1)熟练掌握轴扭转的内力、扭矩图，圆轴扭转的应力和变形，强度和刚度条件；(2)理解纯剪切概念；(3)掌握剪应力互

9、等定理；(4) 了解非圆截面杆扭转及薄壁杆件的扭转问题；3、重难点(1)重点是掌握扭转的扭矩图，圆轴扭转的强度和刚度条件；(2)难点是了解纯剪切概念；(四)弯曲内力1、教学内容(1) 平面弯曲的概念和实例；(2) 受弯杆件的简化；(3) 剪力和弯矩；(4) 剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图；(5) 载荷集度、剪力和弯矩间的关系；(6) 平面曲杆的弯曲内力；2.知识、能力与素质等方面的基本要求熟练掌握平面弯曲的内力、剪力图和弯矩图；3、重难点(1)重点是掌握平面弯曲的内力、剪力图和弯矩图；(2)难点是刚架和平面曲杆的内力；(五)弯曲应力1、教学内容(1)纯弯曲时的正应力(2)横力弯曲时的正应力

10、；(3)弯曲剪应力；(4)提高弯曲强度的措施；2.知识、能力与素质等方面的基本要求(1)熟练掌握具有纵向对称截面梁的弯曲正应力及其强度条件；(2)理解弯曲剪应力；3、重难点(1)重点是掌握平面弯曲弯曲正应力及其强度条件；(2)难点是了解弯曲切应力的概念和常用截面弯曲切应力的计算;(六)弯曲变形1、教学内容(1)工程中的弯曲变形问题；(2)挠曲线的微分方程；(3)用积分法求弯曲变形；(4)用叠加法求弯曲变形；(5)简单静不定梁；(6)提高弯曲刚度的一些措施；2.知识、能力与素质等方面的基本要求(1)熟练掌握用积分法和叠加法计算梁的变形(位移)；(2)理解简单静不定梁的求解；3、重难点(1)重点是

11、掌握用积分法和叠加法计算梁的变形；(2)难点是简单静不定梁的求解；(七)平面图形几何性质1、教学内容(1)静矩和形心；(2)惯性矩和惯性半径；惯性积；(4)平行移轴公式；(5)转轴公式、主惯性轴；2.知识、能力与素质等方面的基本要求(1)掌握截面静矩、极惯性矩、轴惯性矩、轴惯性积的概念；(2)掌握平行移轴定理；(3) 了解转轴公式；3、重难点(1)重点是掌握截面静矩、极惯性矩、轴惯性矩、轴惯性积的计算和平行移轴定理;(2)难点是了解转轴公式；(八)应力状态和强度理论1、教学内容(1)应力状态概念；(2)二向和三向应力状态的实例；(3)二向应力状态分析-解析法；(4)二向应力状态分析-图解法；(

12、5)三向应力状态；(6)广义虎克定律；(7)复杂应力状态的变形比能；(8)强度理论概述；(9)四种常用强度理论；2.知识、能力与素质等方面的基本要求(1)掌握应力状态分析和强度理论；(2)理解应力状态分析概念；(3)熟练掌握平面应力状态分析的解析法和图解法(莫尔圆)；(4)掌握三向应力状态下的主应力和最大切应力；(5)掌握广义胡克定律；(6)熟练掌握常用强度理论及其应用；3、重难点(1)重点是平面应力状态分析的一种方法，最大切应力计算，广义胡克定律，强度 理论及其应用；(2)难点是应力状态分析的概念和主平面位置的确定，三向应力状态下的广义胡克 定律的应用；(九)组合变形1、教学内容(1)组合变

13、形和叠加原理；(2)拉伸或压缩与弯曲的组合(包括斜弯曲的概念)；(3)偏心压缩；(4)扭转与弯曲的组合；(5)拉伸(压缩)、弯曲与扭转的组合变形2.知识、能力与素质等方面的基本要求(1)理解组合变形概念和叠加原理的应用；(2)掌握组合变形下杆件的强度计算；(3)熟练掌握拉(压)一弯和扭一弯组合变形杆件的强度计算；3、重难点(1)重点是掌握拉(压)一弯和扭一弯组合变形杆件的强度计算；(2)难点是力学计算简图的分析和组合变形的判断；(十)能量方法1、教学内容概述；(2)杆件变形能的计算；(3)变形能的普遍表达式；(4)互等定理；(5)卡氏定理;(6)单位载荷法、莫尔积分；2.知识、能力与素质等方面

14、的基本要求(1)理解外力功与弹性应变能概念；(2)熟练掌握一种能量方法计算位移(单位力法或卡氏定理)；3、重难点(1)重点是掌握一种能量方法计算位移；(2)难点是理解外力功与弹性应变能概念；(十一)静不定结构1、教学内容(1)静不定结构概述；(2)用力法或变形比较法解静不定结构；(3)对称及反对称性质的利用；2.知识、能力与素质等方面的基本要求(1)理解静不定概念；(2)熟练掌握一种求解简单一次静不定问题的方法,推荐使用力法解静不定结构;3、重难点(1)重点是熟练掌握一种求解简单一次静不定问题的方法；(2)难点是理解静不定概念，对称及反对称性质的利用；(十二)动载荷1、教学内容(1)概述；动静

15、法的应用；(2)杆件受冲击时的应力和变形；2.知识、能力与素质等方面的基本要求(1)了解动静法的应用；(2)掌握构件受冲击时应力和变形的计算原理；3、重难点(1)难点是了解动载荷中惯性力问题和冲击应力的分析与计算；(十三)交变应力1、教学内容(1)交变应力与疲劳失效；(2)交变应力的描述方法，材料的持久极限；(3)影响构件持久极限的因素，对称循环下构件的疲劳强度计算；(4)持久极限曲线，不对称循环下构件的疲劳强度计算；(5)弯扭组合交变应力的强度计算(6)提高构件疲劳强度的措施；2.知识、能力与素质等方面的基本要求(1) 了解交变应力与疲劳破坏的概念、持久极限及其影响因素；(2) 了解不同循环

16、下构件疲劳强度的计算方法。3、重难点(1)持久极限及其影响因素；(2)不同循环下构件疲劳强度的计算方法；(十四)压杆稳定1、教学内容(1)压杆稳定的概念；(2)两端钱支细长压杆的临界压力；(3)其他支座条件下细长压杆的临界压力；(4)欧拉公式的适用范围、经验公式；(5)压杆的稳定性校核；(6)提高压杆稳定性的措施；2.知识、能力与素质等方面的基本要求(1)理解稳定性概念及其意义；(2)熟练掌握轴向受压杆的临界力和临界应力计算；(3)熟练掌握压杆的柔度和压杆稳定性校核；3、重难点(1)重点是熟练掌握轴向受压杆的临界力和临界应力计算，掌握压杆稳定性校核;难点是理解稳定性的概念和欧拉公式的适用范围；

17、(十五)弯曲的几个补充问题1、教学内容(1)非对称弯曲；(2)弯曲中心；2.知识、能力与素质等方面的基本要求了解非对称弯曲的计算方法(1) 了解弯曲中心的物理意义，能找出简单薄壁构件的弯曲中心；3、重难点简单薄壁构件弯曲中心的确定。(十六)杆件的塑性变形1、教学内容(1)金属材料的塑性性能；(2)拉压杆系的塑性分析；(3)圆轴扭转的塑性分析；(4)梁的塑形分析；2.知识、能力与素质等方面的基本要求(1)金属材料的塑性性能；(2)掌握圆轴扭转及梁弯曲的塑性分析了解残余应力的概念。3、重难点(1)弹塑性力学模型；(2)梁弯曲的塑性分析简单薄壁构件弯曲中心的确定。(十七)电测基本理论1、教学内容(1

18、)电测基本原理；(2)单向应力状态测试；(3)主应力方向已知的平面应力状态测试；(4)主应力方向已知的平面应力状态测试。2 .知识、能力与素质等方面的基本要求(1)掌握电测基本原理；(2)掌握单向应力状态的测试方法3 3) 了解复杂应力状态的测试方法。3、重难点(1)电测基本原理；(2)复杂应力状态下电测方案的确定。四、学时分配及教学方法章(按序填写)教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目 标课堂 教学实验上机课程 实践小计绪论22讲授法、讨论法3拉压与剪切1010讲授法、讨论法1、2、3扭转66讲授法、讨论法1、2、3弯曲内力77讲授法、讨论法1、2、3弯曲应力66讲授法、讨论法1、2、3弯曲变形44讲授法、讨论法1、2平面图形几何性 质22讲授法、讨论法1应力状态和强度 理论88讲授法、讨论法1、2、3组合变形44讲授法、讨论法1、2、3能量方法66讲授法、讨论法1、2