材料力学 精品课程

发布时间：2017-05-26 18:06

  本文关键词：材料力学，由笔耕文化传播整理发布。

《材料力学》教学大纲

适用专业：土木、机械、采矿、安全、弹爆、力学等专业                          

学    分：4

课程编号：21340402                                                           

课程类别：必修课

课程学时：72（理论64+实验8）                                                

开课学期：4

一、大纲说明

（一）课程的性质和任务

材料力学是一门理论性较强的学科专业基础课，与理论力学一起共同构成了其它各门力学课程的基础，同时在许多工程技术领域中有着广泛的直接应用。本课程的任务是使学生掌握受力构件变形及其变形过程中构件内部应力的分析和计算方法，掌握构件的强度、刚度和稳定性分析理论在工程设计、事故分析等方面的作用，为经济合理地设计构件提供必要的理论基础和计算方法，并为学好有关的后续课程打好必要的基础。

（二）课程的基本要求及重点、难点

总的要求：掌握各种基本变形及其相关组合变形情况下受力构件强度、刚度、稳定性的计算，掌握简单和复杂应力状态的解析和图解分析方法，熟练掌握各种强度理论的实际应用。

各部分具体要求及重点、难点：

1 、基本变形部分 ——包括轴向拉压、剪切、扭转、弯曲

（ 1 ）熟悉基本变形构件内力的分析方法——截面法。熟练掌握各种基本变形构件内力图的绘制方法，包括传统方法和技巧方法。

（ 2 ）熟悉平面假设在各种基本变形分析过程中的作用及圣维南原理的含义及应用。

（ 3 ）熟练掌握各种基本变形情况下构件变形和应变、内力和应力的计算方法。

（ 4 ）熟练掌握和运用各种基本变形情况下，强度条件三方面的运用，，即强度校核、截面设计和许可载荷的确定。

（ 5 ）掌握各种基本变形情况下，构件变形能的计算。

（ 6 ）熟练掌握静不定结构的求解方法和步骤。

（ 7 ）掌握各种基本变形情况下，构件危险截面和危险点的判别方法。

（ 8 ）掌握各种基本变形情况下，提高构件承载能力的措施。

2 、组合变形部分——包括斜弯曲、拉弯组合、压弯组合、弯扭组合

（ 1 ）熟悉各种组合变形情况下，叠加原理的运用。

（ 2 ）熟悉斜弯曲和平面弯曲的区别及判别方法。

（ 3 ）掌握偏心压缩构件截面核心范围的确定方法。

（ 4 ）熟悉弯扭组合变形情况下，第三、第四强度理论的具体表达形式和应用。

（ 5 ）熟悉各种组合变形情况下，危险截面和危险点的确定方法和相应位置处内力和应力的分析和计算方法。

3 、应力状态和应变状态和强度理论部分

（ 1 ）掌握应力状态、单元体的概念及其两者之间的关系。掌握主应力、主平面、主单元体、简单应力状态、复杂应力状态的概念。

（ 2 ）熟练掌握平面应力状态下，求解各种应力的解析法和图解法。

（ 3 ）熟练掌握广义虎克定律的几种表达形式及其运用。

（ 4 ）对于三向应力状态和平面应变状态问题要求了解掌握。

（ 5 ）熟练掌握四大强度理论的适用范围、应用方法。

4 、能量法和静不定系统部分

（ 1 ）熟练掌握莫尔定理、卡氏定理的推导及应用。

（ 2 ）熟练掌握莫尔图乘法的原理和运用。

（ 3 ）掌握位移互等定理的原理和运用。

（ 4 ）熟练掌握能量法在求解静不定结构中的重要作用。

（ 5 ）熟练掌握求解静不定系统的力法方程的运用。

5、动荷载和交变应力

（ 1 ）熟练掌握三种类型的动应力计算。重点掌握冲击变形和应力的计算。

（ 2 ）熟练掌握静变形、静载荷、静应力和动变形、动载荷、动应力之间的关系。熟练掌握动荷系数的计算。

（ 3 ）掌握静不定结构受冲击荷载作用下的变形和应力计算。

（ 4 ）了解掌握冲击韧度的概念及其影响因素。

（ 5 ）掌握交变应力与疲劳破坏之间的关系及其造成的危害，了解掌握疲劳破坏的特征。

（ 6 ）熟练掌握交变应力的循环特性、材料的持久极限及影响持久极限的因素。

（ 7 ）掌握对称循环下和非对称循环下构件疲劳强度的计算。

（ 8 ）掌握弯扭组合交变应力下构件疲劳强度的计算。

（ 9 ）熟悉掌握构件抗疲劳和抗冲击的措施。

6、压杆稳定部分

（ 1 ）中心受压细长直杆临界压力的计算

（ 2 ）不同杆端约束情况下欧拉公式中长度系数的取值。

（ 3 ）压杆的临界应力总图及欧拉临界应力计算公式的使用范围。

（ 4 ）压杆的稳定性校核。

（三）对能力培养的要求

结合本课程的特点，使学生在下列各种能力上得到培养。

（ 1）逻辑思维能力，包括推理、分析、判断等能力。

（ 2）抽象化能力，包括将简单问题抽象成为力学模型，进行适当的数学描述、应用力学理论求解。

（ 3）自学能力、表达能力（文字和图象）、数字计算能力。

总之，整个《材料力学》课程的中心就是受力构件的强度、刚度、稳定性，其余均是围绕这三个内容提供具体的分析和计算方法，总的目标是为经济合理地设计构件提供理论依据。

（四） 本课程和其它课程的关系

在学习本课程之前要求掌握并能初步运用相关的数学和物理学方面的知识，主要有高等数学、解析几何、普通物理等。 在本课程的教学中则应注意利用学生在数学和物理等课程中已掌握的物理概念与数学方法，并使之进一步巩固、熟练与加深，注意使之与工程实际联系起来。

材料力学是一系列后续课程的基础，例如弹性力学、弹塑性力学、塑性力学、结构力学、流体力学、分析力学、断裂力学、复合材料力学、板壳力学、连续介质力学、钢筋混凝土结构、土力学与地基基础、机械振动学等。

（五） 几点说明

1、为达到基本要求，课外练习应不少于150题，其中包括概念题、简单证明题、基本运算题和综合分析题。 课内、外学习课时比以 1 ： 1.5 为宜。

2、在保证基本要求的前提下，应注意适当采用形象化教学手段。应尽量创造条件开出能够反应各部分内容的试验课，同时还应培养学生的计算机辅助计算能力。

二、大纲内容

（一）课程内容

第一章.绪论

材料力学的任务、变形固体的基本假设、外力及其分类、内力与应力、变形与应变、杆件变形的基本形式。

第二章.轴向拉压变形

轴向拉伸和压缩的概念、轴向拉压时横截面上的内力和应力、直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力、材料在拉伸和压缩时的力学性能、许用应力 安全系数 拉压强度 、轴向拉伸或压缩时的变形、直杆轴向拉伸或压缩时的变形能、应力集中的概念、拉（压）超静定问题。

第三章.剪切变形

剪切的概念和实用计算、挤压和挤压的实用计算、纯剪切  剪应力互等定理  剪切虎克定律、剪切变形能

第四章.扭转变形

扭转的概念、外力偶矩的计算  扭矩和扭矩图、圆轴扭转时的应力和强度条件、圆轴扭转时的变形和刚度条件、圆柱形密圈螺旋弹簧的应力和变形、非圆截面杆扭转的概念、薄壁杆件的自由扭转。

第五章.弯曲内力

平面弯曲的概念、受弯杆件的简化、剪力和弯矩、剪力方程和弯矩方程　剪力　弯矩图、载荷集度 剪力和弯矩之间的关系、按叠加原理作弯矩图、平面曲杆的弯曲内力、平面刚架内力图。

第六章.弯曲应力

纯弯曲时横截面上的正应力、非对称梁的纯弯曲、横力弯曲时的正应力  正应力强度条件、弯曲剪应力、弯曲剪应力的强度校核、开口薄壁杆件

的弯曲应力  弯曲中心、提高弯曲强度的一些措施。

第七章.弯曲变形

梁的挠曲线近似微分方程用其积分、用叠加法求梁的变形、简单静不定梁的解法、梁的刚度校核及提高梁的刚度措施、梁内的弯曲应变能。

第八章.应力状态和强度理论

应力状态的概念和实例、平面应力状态下的任意斜截面上的应力、平面应力状态下的最大应力 主应力、三向应力状态下的最大应力、广义虎克定律、强度理论。

第九章.组合变形

斜弯曲、偏心压缩（拉伸）、扭转与弯曲的组合变形。

第十章.能量法

杆件变形能的计算、莫尔定理、图形互乘法、卡氏定理、功的互等定理和位移互等定理。

第十一章.静不定系统

静不定系统的概念、叠加法  能量法解静不定问题、用力法解静不定系统。

第十二章.动荷载

构件作匀加速直线运动 或匀速转动时的应力计算 、冲击时应力和变形

的计算、提高构件抗冲击能力的措施、冲击韧度。

第十三章.交变应力

交变应力及疲劳破坏、交变应力的循环特性应力幅度和平均应力、材料的持久极限、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、持久极限曲线及其简化折线、不对称循环下构件的疲劳强度计算、弯曲和扭转组合交变应力下构件的疲劳强度计算、提高构件疲劳强度的措施。

第十四章.压杆稳定

压杆稳定性的基本概念、细长中心受压直杆临界力的欧拉公式、细长压杆的临界压力    欧拉公式、压杆的临界应力及临界应力总图、压杆的稳定性计算。

三、教材及参考书

（一）教材

材料力学，刘鸿文编. 高等教育出版社

材料力学，孙训方编. 高等教育出版社

材料力学，铁木辛柯编. 高等教育出版社

材料力学，范钦删编. 高等教育出版社

（二）参考书

1、材料力学，杨伯源著　合肥工业大学出版社

2、材料力学，宋子康 蔡文安主编 高等教育出版社

3、材料力学，金家桢主编 高等教育出版社

4、材料力学800题，胡增强 杨英 胡柔等主编 高等教育出版社

5、材料力学，В.И.费奥多谢夫著 蒋维城等译. 高等教育出版社

6、材料力学解题精粹，陈升平主编.中国邮电大学出版社

7、材料力学学习指导，王守新主编.大连理工大学出版社

教研室： 力学教研室

编写人： 经来旺、宫能平、刘丹丹、江向阳

 

 

 

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本文编号：397641