《材料力学A》教学大纲（本科）.docx

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1、材料力学A教学大纲课程英文名Mechanics of Materials A课程代码A0803K06学分3总学时48理论学时42实验/实践学时 6课程类别学科基础课课程性质限选先修课程高等数学普通物理理论力学适用专业机械设计制造及自动化开课学院机电工程学院执笔人申定人制定时间2018年5月一、课程地位与课程目标（一）课程地位材料力学（A）是机械设计制造及其自动化专业的一门必修的学科基础课程，通过本课 程的教学，要求学生对工程中的力学问题具备必要的知识，并对杆件在各种变形时的强度、刚度 和稳定性问题有明确的基本概念、必要的基础知识、一定的计算能力以及初步的分析能力和实验 能力，为学习后继课程以及

2、解决工程技术问题提供必要的基础。（-）课程目标（1）理解材料力学的基本概念，明确认识材料力学的基本分析方法；（2）掌握杆类零、构件简化为计算简图的方法；直杆在常见教荷作用下的变形计算方法，熟练 掌握杆件的内力分析方法，能绘制相应的内力图；计算简单压杆的临界载荷和临界应力，并能对 简单压杆进行稳定校核；常用材料的基本力学性能；了解电测实验应力分析的基本原理和方法。（3）熟练掌握杆件的应力计算方法与强度计算方法，掌握杆件变形计算和刚度计算方法；掌握 求解一次静不定问题（拉、压、弯曲）；应力状态理论和强度理论，掌握组合变形下的强度计算 方法；掌握动载荷状态下的杆件的强度计算方法。二、课程目标达成的途

3、径与方法材料力学A课程教学以课堂教学为主，结合自主学习和实验教学，培养学生具备工程力 学问题的必要知识，并对杆件在各种变形时的强度、刚度和稳定性问题有明确的基本概念、一定 的计算能力以及初步的分析能力和实验能力，为解决工程技术问题提供必要的建模及分析计算基 础。（1）课堂教学主要讲述材料力学的基本概念，基本原理、建模和计算方法。结合实际课程内容, 将机械工程中材料力学的实例融入理论教学中，使学生能够更加容易理解抽象的理论知识，形成 良好的思维方式和学习方法。（2）针对某些较为容易或和实际应用联系密切的知识点，列出部分内容作为学生自主学习环节, 训练，培养学生自主学习意识和解决工程问题的能力.（

4、3）设计验证性、设计性实验，采用实验教学方式，训练实验技能，培养理论知识的应用能力、 实验数据分析、判断和处理能力。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对课程归属专业毕业要求的支撑程度毕业要求1毕业要求2课程目标（1）ML课程目标（2）HM课程目标（3）HH注：1 .支撑强度分别填写卜、M或L （其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）：2.毕业要求须根据课程所在专业培养方案进行描述。四、课程主要内容与基本要求知识点主要内容基本要求1 .材料力学概述基本假设，外力及其分类，内力、截面法和 应力的概念L1变形与应变，杆件变形的基本形式L22.釉向载荷作用下杆件的材 料力学问题拉、

5、压杆的内力、应力和变形计算L2强度问题，拉、压静不定问题，应力集中和 应变能的概念L3剪切和挤压的实用计算L33.轴向载荷作用下材料的力 学性能应力应变曲线，弹性力学性能L2极限应力值强度指标，韧性指标，单项 压缩时材料的力学行为L24.圆轴扭转时的强度与刚度 计算外力偶矩的计算，扭转和扭矩图L1纯剪切，剪切虎克定律，切应力互等定理L2圆轴扭转时应力和变形，圆轴扭转时强度计 算L3圆轴扭转时刚度计算，圆轴扭转简单超静定 问题L25.梁的强度问题平面弯曲，剪力和方矩，剪力图和方矩图， 载荷集度、剪力和弯矩三者的关系L3载荷集度、剪力和弯矩三者的关系L2截面图形几何性质（形心、静矩、惯性矩、 惯矩

6、积、平行移轴公式）L1平面弯曲时的正应力，正应力强度条件L3弯曲切应力，斜弯曲的应力计算与强度计算L1弯曲与轴力的组合变形时的应力计算L36.梁的变形分析与刚度计算梁的变形与位移，挠曲线的近似微分方程L3用积分法和叠加法求梁的变形，刚度计算L2简单静不定梁L27.应力状态与强度理论及其 工程应用应力状态的基本概念，平面应力状态时任意 方向上的正应力L2应力状态中的主应力与最大剪应力，应力圆 及其应用，广义虎克定律，应变能与应变能密 度L3四种常用强度理论L2圆轴承受扭转与弯曲组合时的强度计算L3圆柱形薄壁容器的强度计算L28.压杆的稳定性问题压杆稳定的概念，两端绞支压杆的临界力， 不同支承对压

7、杆临界载荷的影响，欧拉公式的 适用范围，临界应力总图.L2压杆的稳定性设计L29.动载荷及疲劳强度概述动应力的概念，构件作匀加速直线运动和匀 速转动时的应力计算，旋转构件的受力分析与 动应力计算L1冲击载荷的应力计算，疲劳强度概述，影响 疲劳寿命因素，基于无限寿命设计方法的疲劳 强度L110.新材料的材料力学概述复合材料概述，单层纤维复合材料的弹性模 量，纤维增强效应，高分子材料概述L1基本要求：LI-理解.，L2.掌握，L3-熟练掌握五、课程学时安排章节号教学内容学时分 配学生任务对应 课程 目标作业 要求自学要求讨论第一章U材料力学的研究内容1.2 杆件的受力与变形形式1.3 工程构件静力

8、学设计主要内容1.4 关于材料的基本假定21-11-21-3课前自学材 料力学概述11.5 弹性体受力与变形特征1.6 材料力学的分析方法应力应变 的关系2课前自学应 力应变概念1第二章2.1 轴力与轴力图2.2 轴向载荷作用下杆件横截面上 的应力2.3 最简单的强度问题2.4 横向载荷作用下的变形分析与 计算22-42-7课前自学截 面法讨论拉 压静不 定问题22.5 两种典型材料拉伸时力学性能2.6 两种典型材料压缩时力学性能 金属材料拉伸实验42-62-10课前自学材 料的力学性 能2,3第三章3.1钾接件的强度失效形式及相应 的强度计算方法23-13-2课前自学连 接强度问题23.2焊

9、接强度的剪切假定计算23-32第四章4.1 外加扭力矩、扭矩与扭矩图4.2 剪应力互等定理剪切胡克定理24-14-2课前复习截 面法14.3 圆轴扭转时横截面上的剪应力 分析与强度设计4.4 圆杆扭转时的变形及刚度条件24-34-4复习内力图 的画法，预习 扭转应力公 式讨论内 力图的 画法1第五章5.1 工程中的弯曲构件5.2 梁的内力及其与外力相互关系5.3 剪力方程与弯矩方程25-15-2预习弯曲内 )25.4 剪力图与弯矩图5.5 载荷集度、剪力、弯矩之间的微 分关系5.6 钢架的内力与内力图25-3复习剪力方 程和弯矩方 程2第六章6.1 与应力分析相关的截面图形几 何性质6.2 平

10、面弯曲时梁横截面上正应力6.3 梁的强度计算弯曲电测实验46-16-3预习弯曲应 力2,36.4 弯曲剪应力分析6.5 斜方曲的应力计算与强度分析26-46-5复习弯曲正 应力公式讨论弯 曲应力 计算26.6弯矩与轴力同时作用时横截面 上的正应力2第七章7.1 梁的变形与梁的位移7.2 梁的小挠度微分方程及其积分7.3 叠加法确定梁的挠度与转角27-17-2预习弯曲变 形2第七章7.4 梁的刚度问题7.5 简单的静不定梁27-47-5预习梁的刚 度问题2第八章8.1 应力状态的基本概念8.2 平面应力状态任意方向面上的 应力8.3 应力状态中的主应力与最大剪 应力8.4 应力圆及其应用28-1

11、8-28-38-4预习应力状 态28.5 一般应力状态下的应力一应变 关系8.6 一般应力装态下的应变能密度28.7 强度理论概述8.8 关于脆性断裂的强度理论8.9 关于屈服的强度理论28-68-78-88-10预习强度理 论，主应力讨论组 合变 形，强 度理 论。2,38.10 圆轴承受弯曲与扭转共同作用 时的强度计算8.11 圆柱形薄壁容器的应力分析与 强度设计简述弯扭组合实验4第九章9.1 压杆稳定的基本概念9.2 两端钱支压杆的临界载荷欧拉 公式9.3 不同刚性支承对压感临界载荷 的影响29-19-29-3预习压杆稳 定性，临界载 荷。19.4 临界应力与临界应力总图9.5 压杆稳定

12、性设计的安全因数法2六、实践环节及基本要求序号实验项目基本要求实验性质实验类别1金属材料拉伸实验测定低碳钢的弹性模量E； 测定低碳钢的力学性能验证必做2金属材料扭转实验测定低碳钢的扭转的弹性 模量G,测定金属材料扭转 时的变形性能验证必做3矩形截面梁弯曲止应力 实验测定梁在纯弯曲下的弯曲 正应力分布规律；验证必做4弯扭组合变形实验测定梁在弯扭组合变形下 应力分布规律验证必做5两种不同材料组成的胶测定由两种不同材料组成验证选修接叠梁的弯曲实验的胶接叠梁正应力分布规 律6压杆稳定实验测定较支杆的临界载荷，观 察失稳现象验证选修注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、

13、选做等。七、考核方式及成绩评定考核形式考核内容占比评定标准平时作业和课 堂表现成绩考核课堂教学各知识点的复习程度、听 课效果和掌握熟练度。以点验到课率，课堂互动回答问题等形 式，检验学生学习态度。20%中国计量学院学生课 程平时成绩考核细则期末考试成绩考核各知识点的基本概念、机构设计基 本方法、特性分析、设计方法。题型为 填空、判断和计算等。70%试卷参考答案和评分 标准实验成绩考核各知识点的实际应用情况，通过学 习测量、分析和处理实验数据方法等实 验技能。以实验报告形式，验证知识点 理论上的正确性。10%实验指导书八、推荐教材与主要参考书推荐教材材料力学范钦珊殷雅俊编，清华大学出版社，2004.9材料力学（第四版）刘鸿文，高等教育出版社，2004 .1材料力学实验指导书，张竞，中国水利水电出版社2010.7 主要参考书材料力学教程，单辉祖编，高等教育出版社，2004.1材料力学学习指导，殷雅俊，清华大学出版社，2004.9