《材料力學(xué)7》課程教學(xué)大綱

《材料力學(xué)7》課程教學(xué)大綱課程編號(hào)：2010253學(xué)時(shí)：80學(xué)分：5授課學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院適用專業(yè)：工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、土木工程、水利水電工程、港口航道與海岸工程和過程裝備與控制工程等專業(yè)教材： 1.《材料力學(xué)》，王世斌、亢一瀾主編，高等教育出版社，2008.2.《材料力學(xué)》，蘇翼林主編，天津大學(xué)出版社，2001.3.《材料力學(xué)》，趙志崗主編，天津大學(xué)出版社，2001.一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)材料力學(xué)是一門技術(shù)基礎(chǔ)課。通過材料力學(xué)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)知識(shí)，比較熟練的計(jì)算能力，一定的分析能力和初步的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。二、教學(xué)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認(rèn)識(shí)。2．具有將一般桿類零件簡化為力學(xué)簡圖的初步能力。3．能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，并進(jìn)行強(qiáng)度和剛度計(jì)算。4．對(duì)應(yīng)力狀態(tài)理論與強(qiáng)度理論有明確認(rèn)識(shí)，并能將其應(yīng)用于組合變形下的強(qiáng)度計(jì)算。5．熟練掌握簡單靜不定問題的求解方法。6．對(duì)能量法的有關(guān)基本原理有明確認(rèn)識(shí)，并熟練地掌握一種計(jì)算位移的能量方法。7．會(huì)計(jì)算軸向受壓桿件的臨界載荷與臨界應(yīng)力，并進(jìn)行穩(wěn)定性校核。8．對(duì)于常用材料的基本力學(xué)性能及其測(cè)試方法有初步認(rèn)識(shí)。9．對(duì)于電測(cè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析的基本原理和方法有初步認(rèn)識(shí)。三、教學(xué)內(nèi)容（一）緒論材料力學(xué)的任務(wù)和研究對(duì)象。變形固體的基本假設(shè)。桿件變形的基本形式。 （二）拉伸和壓縮概念和實(shí)例。截面法，軸力和軸力圖。橫截面和斜截面上的應(yīng)力。許用應(yīng)力，強(qiáng)度條件?？v向變形、線應(yīng)變、虎克定律、拉壓彈性模量、抗拉（壓）剛度、橫向變形、泊松比。低碳鋼的拉伸實(shí)驗(yàn)，圖。比例極限，彈性極限，屈服極限、強(qiáng)度極限、滑移線、延伸率、斷面收縮率。冷作硬化。鑄鐵和其他材料的拉伸試驗(yàn)。壓縮時(shí)材料的力學(xué)性能。應(yīng)變能，比能。應(yīng)力集中的概念，拉壓超靜定問題。（三）剪切 概念和實(shí)例，剪切的實(shí)用計(jì)算，擠壓的實(shí)用計(jì)算。（四）扭轉(zhuǎn)概念和實(shí)例，薄壁圓筒的扭轉(zhuǎn)，純剪切，剪應(yīng)變，剪切虎克定律，剪切彈性模量，剪應(yīng)力互等定理。功率、轉(zhuǎn)速和外力矩間的關(guān)系，扭矩和扭矩圖，圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)變形。極慣性矩，抗扭截面慣量。抗扭剛度，強(qiáng)度條件，剛度條件。扭轉(zhuǎn)彈性應(yīng)變能，考慮材料塑性時(shí)圓軸的極限扭矩簡介。 矩形截面桿扭轉(zhuǎn)的主要結(jié)果。 薄壁桿件的自由扭轉(zhuǎn)。（五）截面圖形的幾何性質(zhì) 靜矩、慣矩、慣積、慣性半徑、平行移軸公式、轉(zhuǎn)軸公式、組合圖形的慣矩和慣積計(jì)算。主形心軸和主形心慣矩。（六）彎曲內(nèi)力 平面彎曲的概念和實(shí)例，剪力，彎矩及其方程，剪力圖和彎矩圖，剪力，彎矩和分布載荷集度間的關(guān)系。剛架彎矩圖。 （七）彎曲應(yīng)力 純彎曲時(shí)的正應(yīng)力公式，彎矩與撓曲線曲率間的關(guān)系，抗彎剛度，抗彎截面模量，非對(duì)稱截面梁平面彎曲的條件，正應(yīng)力強(qiáng)度條件。 矩形截面梁的剪應(yīng)力，工字形截面梁的剪應(yīng)力，剪應(yīng)力強(qiáng)度條件，彎曲中心的概念。（八）彎曲變形 撓度和轉(zhuǎn)角，梁撓曲線的近似微分方程，積分法計(jì)算梁的變形，疊加法計(jì)算梁的變形，剛度條件。彎曲超靜定問題。 彎曲應(yīng)變能。（九）應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論 應(yīng)力狀態(tài)概念，主應(yīng)力和主平面，平面應(yīng)力分析(解析法、圖解法)，三向應(yīng)力圓簡介，最大剪應(yīng)力。 廣義虎克定律，三個(gè)彈性常數(shù)的關(guān)系，體積應(yīng)變，彈性比能，體積改變和形狀改變比能。 強(qiáng)度理論概念，破壞形式分析，第一、二、三、四強(qiáng)度理論，莫爾強(qiáng)度理論。 （十）組合變形下的強(qiáng)度計(jì)算 組合變形的概念與實(shí)例，斜彎曲，拉（壓）組合變形（含偏心拉、壓），截面核心的概念（土），彎扭組合變形。（十一）壓桿穩(wěn)定 彈性平衡穩(wěn)定性的概念，細(xì)長桿臨界載荷的歐拉公式，桿端不同約束的影響，長度系數(shù)，壓桿柔度，歐拉公式的適用范圍，經(jīng)驗(yàn)公式，臨界應(yīng)力總圖，穩(wěn)定計(jì)算，*用能量法計(jì)算臨界載荷（土）。 （十二）能量法與動(dòng)載荷 概述，桿件的變形能，莫爾定理，卡氏定理（機(jī)）、互等定理（機(jī)），超靜定結(jié)構(gòu)（機(jī)），正則方程（機(jī)）。 沖擊時(shí)的應(yīng)力和位移，動(dòng)荷系數(shù)，勻速運(yùn)動(dòng)桿件的應(yīng)力和變形。 （十三）疲勞強(qiáng)度 交變應(yīng)力下材料的疲勞破壞，持久極限和影響持久極限的因素，對(duì)稱循環(huán)和非對(duì)稱循環(huán)下構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的計(jì)算，彎扭組合變形的疲勞強(qiáng)度計(jì)算（機(jī)）。四、學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容章目學(xué)時(shí)分配講課實(shí)驗(yàn)課堂討論小計(jì)（一）緒論11（二）拉伸和壓縮55212（三）剪切22（四）扭轉(zhuǎn)415（五）截面圖形的幾何性質(zhì)33（六）彎曲內(nèi)力42（七）彎曲應(yīng)力7427（八）彎曲變形42（九）應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論426（十）組合變形5（機(jī)）7（土）27（機(jī)）9（土）（十一）壓桿穩(wěn)定5（機(jī)）6（土）5（機(jī)）6（土）（十二）能量法與動(dòng)載荷6（機(jī)）3（土）28（機(jī)）5（土）（十三）疲勞強(qiáng)度44*在保證完成大綱規(guī)定內(nèi)容的情況下，任課教師可適當(dāng)調(diào)整調(diào)整上述學(xué)時(shí)分配。說明： 1、教學(xué)學(xué)時(shí)分配總計(jì)：講課54學(xué)時(shí) 習(xí)題討論課10學(xué)時(shí) 試驗(yàn)課共12學(xué)時(shí)