材料力學(xué)課程教學(xué)大綱

1、材料力學(xué)課程教學(xué)大綱課程編號(hào)： 125006 大綱執(zhí)筆人：虞愛民學(xué)分： 4總學(xué)時(shí)： 68大綱審核人： 李堯臣、課程性質(zhì)與目的材料力學(xué)是一門技術(shù)基礎(chǔ)課。 通過(guò)本門課程的學(xué)習(xí)， 要求學(xué)生對(duì)桿件的受力分析、 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)知識(shí)、 比較熟練的計(jì)算能力， 有初步的 力學(xué)建模及對(duì)簡(jiǎn)化模型近似性評(píng)估的能力，必要的定性與定量分析能力和初步的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。二、課程基本要求1. 對(duì)材料力學(xué)的基本概念和基本的分析方法有明確的認(rèn)識(shí)。2 具有將一般桿類零構(gòu)件簡(jiǎn)化為力學(xué)簡(jiǎn)圖的初步能力， 具有力學(xué)建模的初步概念與能 力。3. 能比較熟練地作出桿件在基本變形下的內(nèi)力圖、 計(jì)算其應(yīng)力和位移

2、、 并進(jìn)行強(qiáng)度和 剛度計(jì)算。4. 對(duì)應(yīng)力狀態(tài)理論和強(qiáng)度理論有明確的認(rèn)識(shí)， 并能將其應(yīng)用于組合變形下桿件的強(qiáng)度 計(jì)算。5. 理解掌握簡(jiǎn)單超靜定問題的求解方法。6. 對(duì)能量法的有關(guān)基本原理有明確認(rèn)識(shí)，并比較熟練地掌握一種計(jì)算位移的能量方 法。7. 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載荷與臨界應(yīng)力， 并 進(jìn)行穩(wěn)定性校核等計(jì)算。8. 理解動(dòng)載荷中的動(dòng)荷系數(shù)和交變應(yīng)力中的疲勞破壞、 持久極限等基本概念， 會(huì)計(jì)算 桿件承受沖擊載荷時(shí)的應(yīng)力和變形。9. 對(duì)于常用材料在常溫下的基本力學(xué)性能及其測(cè)試方法有初步認(rèn)識(shí)。10 對(duì)于電測(cè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析的基本原理、方法和實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)有初步認(rèn)識(shí)。三、課程

3、基本內(nèi)容1 緒論 材料力學(xué)的任務(wù)與研究對(duì)象 材料力學(xué)的基本假設(shè) 桿件變形的基本形式。 內(nèi)力 截面法 應(yīng)力概念 應(yīng)變概念。2 軸向拉壓應(yīng)力、位移與材料的力學(xué)性能 拉壓桿橫截面與斜截面上的應(yīng)力 圣維南原理 拉壓桿的強(qiáng)度條件 材料在常溫、 靜荷 下的拉、壓力學(xué)性能 拉壓桿的變形 胡克定律 彈性模量與泊松比 桁架的節(jié)點(diǎn)位移 拉 壓應(yīng)變能概念 簡(jiǎn)單拉壓靜不定問題。3剪切與擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切名義應(yīng)力 擠壓名義應(yīng)力 許用應(yīng)力 連接件的實(shí)用計(jì)算 接頭的強(qiáng)度計(jì)算。4 扭轉(zhuǎn) 圓軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 切應(yīng)力互等定理 剪切胡克定律 剪切彈性 模量 極慣性矩與抗扭截面模量。軸的動(dòng)力傳遞 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件。圓軸扭

4、轉(zhuǎn)變形 扭轉(zhuǎn)剛度條件簡(jiǎn)單扭轉(zhuǎn)超靜定問題。非圓截面桿扭轉(zhuǎn)簡(jiǎn)介。5 附錄截面幾何性質(zhì)靜矩慣性矩慣性積慣性半徑 主形心軸和主形心軸慣性矩簡(jiǎn)單截面慣性矩和慣性積計(jì)算移軸公式和轉(zhuǎn)軸公式組合截面的慣性矩和慣性積計(jì)算。6 .彎曲內(nèi)力梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖 剪力、彎矩方程和剪力、彎矩圖剪力、彎矩與載荷集度間的微分關(guān)系 及其應(yīng)用 剛架和曲桿的內(nèi)力。7.彎曲應(yīng)力對(duì)稱截面梁的彎曲正應(yīng)力矩形截面梁與薄壁截面梁的彎曲切應(yīng)力剪心概念 彎曲強(qiáng)度條件梁的合理強(qiáng)度設(shè)計(jì)。8 .彎曲變形梁的撓度與轉(zhuǎn)角撓曲線近似微分方程計(jì)算梁變形的積分法和迭加法簡(jiǎn)單超靜定梁梁的剛度條件與合理剛度設(shè)計(jì)。9 .應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)分析和強(qiáng)度理論應(yīng)力狀態(tài)平面應(yīng)力狀態(tài)下應(yīng)

5、力、應(yīng)變分析應(yīng)力圓主應(yīng)力和主平面概念三向應(yīng)力狀態(tài)下的最大應(yīng)力廣義胡克定律 各向同性材料E、 G、的關(guān)系復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變能與畸變能。強(qiáng)度理論概念 常用的四個(gè)強(qiáng)度理論強(qiáng)度理論的應(yīng)用薄壁圓筒強(qiáng)度計(jì)算莫爾強(qiáng)度理論。10 .組合變形組合變形問題的分析方法斜彎曲拉（壓）與彎曲的組合 偏心拉壓截面核心彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合。11.能量法外力功與應(yīng)變能的一般表達(dá)式功的互等定理 位移互等定理 卡氏第二定理 單位載荷法。12 .壓桿穩(wěn)定問題壓桿穩(wěn)定性概念兩端較支細(xì)長(zhǎng)壓桿臨界載荷的歐拉公式其它支承情況下壓桿的臨界載荷長(zhǎng)度系數(shù)與柔度歐拉公式的應(yīng)用范圍中柔度桿臨界應(yīng)力的經(jīng)驗(yàn)公式臨界應(yīng)力總圖 壓桿穩(wěn)定性計(jì)算提高壓桿穩(wěn)定性的

6、措施。13.動(dòng)載荷構(gòu)件作等加速運(yùn)動(dòng)或等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算構(gòu)件受沖擊時(shí)的應(yīng)力和變形計(jì)算動(dòng)荷系數(shù)提高構(gòu)件抗沖擊能力的措施本課程共68學(xué)時(shí)，其中理論課 62學(xué)時(shí)（其中有約 4學(xué)時(shí)的習(xí)題及討論課），實(shí)驗(yàn)6 學(xué)時(shí)。課外：要求學(xué)生 2倍的上課時(shí)間進(jìn)行復(fù)習(xí)及作作業(yè)。四、實(shí)驗(yàn)或上機(jī)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.低碳鋼與鑄鐵兩種材料的拉伸與壓縮破壞實(shí)驗(yàn)。測(cè)定低碳鋼的彈性模量。2. 低碳鋼與鑄鐵兩種材料的扭轉(zhuǎn)破壞實(shí)驗(yàn)。測(cè)定低碳鋼的剪切彈性模量。3. 梁彎曲正應(yīng)力試驗(yàn)（電測(cè)法）。4. 彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形試驗(yàn)。5. 壓桿穩(wěn)定試驗(yàn)。6. 沖擊疲勞演示試驗(yàn)。五、前修課程要求先修課程：高等數(shù)學(xué)，理論力學(xué)六、學(xué)時(shí)分配序號(hào)內(nèi)容學(xué)時(shí)安排小計(jì)理論 課時(shí)實(shí)驗(yàn) 課時(shí)習(xí)題 課時(shí)上機(jī) 課時(shí)1緒論22軸向拉伸與壓縮823剪切24扭轉(zhuǎn)4115截面幾何性質(zhì)26彎曲內(nèi)力47彎曲應(yīng)力6118彎曲變形49應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論710組合變形5111能量法4112壓桿穩(wěn)定5113動(dòng)載何交變應(yīng)力5演示1總計(jì)586468七、教材與主要參考書教 材：材料力學(xué)同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院基礎(chǔ)力學(xué)教研部編，同濟(jì)大學(xué)出版社 19979材料力學(xué)宋子康材料力學(xué)第二版材料力