《材料力學》課程教學大綱(中英)

《材料力學》課程教學大綱

一、課程基本信息

課程名稱（中文）：材料力學

課程名稱（英文）：MechanicsofMaterials

課程性質(zhì)：口公共必修課■專業(yè)必修課口限選課□任選課口實踐性環(huán)節(jié)

課程類別*:■學術(shù)知設(shè)類口方法技能類口研究探索類口實踐體驗類

課程代碼：2410083

周學時：5總學時：80學分:4

先修課程：高等數(shù)學、理論力學

二、教師信息

三、課程簡介

本課程為土木工程專業(yè)學生的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，是學位課程，采用雙語教

學，為考試課。通過材料力學的學習，要求學生掌握變形體力學的基礎(chǔ)知識，初

步學會應(yīng)用變形體力學理論分析解決問題的基本方法，對桿件的強度、剛度和穩(wěn)

定性問題具有明確的基本概念，具有比較熟練的計算能力、一定的分析能力和初

步的實驗?zāi)芰Α１菊n程的知識既可以直接應(yīng)用于工程設(shè)計，乂為學習后繼課程奠

定堅實的理論基礎(chǔ)。通過本課程的學習，學生將完成由基礎(chǔ)課學習向?qū)I(yè)課學習

的過渡，具有承前啟后的重要意義。

課程主要教學內(nèi)容及知識結(jié)構(gòu)：

第一章緒論

1.了解課程的性質(zhì)、任務(wù)和研究對象；

2.建立變形固體概念，理解并牢記基本假設(shè)；

3.了解材料彈性變形和塑性變形的基本特征；

4.掌握材料力學的基本假設(shè)及小變形假設(shè)；

5.了解四種基本變形。

本章習題數(shù)：0

第二章軸向拉伸與壓縮

1.掌握桿件受拉或受壓特點，熟練掌握用截面法求其軸力的方法及軸力圖的繪

制：

2.了解平面假設(shè)及圣維南原理，要求能分析軸向拉伸或壓縮時橫截面的內(nèi)力或

應(yīng)力，并會計算直桿軸向拉壓時斜截面的應(yīng)力；

3.掌握碳鋼或鑄鐵拉伸或壓縮時的力學性能，熟練掌握。s（。。.,）。6，3和中

等力學指標的力學意義及測試方法；

4.掌握彈性模量E,泊松比u和截面抗拉壓剛度的概念，熟練掌握用胡克定律

計算拉壓桿變形的方法：

5.熟練掌握。計算，明確許用應(yīng)力［。］的概念，會建立構(gòu)件拉伸或壓縮的強度

條件公式，理解安全系數(shù)。

本章習題數(shù)：8

第三章扭轉(zhuǎn)

1.掌握扭轉(zhuǎn)的概念及變形特點：掌握外力偶矩計算及截面法求扭矩及扭矩里的

畫法;

2.了解純剪切的相關(guān)概念（如橫截面在扭轉(zhuǎn)中仍然保持為平面，剪切應(yīng)變v等）;

3.熟練掌握切應(yīng)力互等定理和剪切胡克定律；

4.掌握圓軸扭轉(zhuǎn)的強度和剛度計算方法及截面的極慣性矩與抗扭截面系數(shù)計算;

5.了解有關(guān)矩形截面桿扭轉(zhuǎn)時橫截面上剪應(yīng)力分布規(guī)律的主要結(jié)論。

本章習題數(shù)：5

附錄I平面圖形的幾何性質(zhì)

1.掌握靜矩、形心、慣性矩、慣性積的概念；

2.了解平行移軸公式及轉(zhuǎn)軸公式。

本章習題數(shù)：2

第四章彎曲應(yīng)力

1.掌握彎曲的概念及變形特點；

2.掌握用截面法求截面剪力Fs和彎矩M的計算方法及剪力，熟練掌握梁受力

彎曲時剪力、彎矩方程求法與剪力、彎矩圖的繪制；

3.了解剛架與曲梁內(nèi)力的計算方法。

4.熟練掌握純彎曲時從幾何、物理、靜力學三個方面推導的正應(yīng)力計算公式及

正應(yīng)力分布規(guī)律；

5.熟練掌握彎曲切應(yīng)力的計算及分布規(guī)律；

6.熟練掌握彎曲正應(yīng)力強度條件和彎曲切應(yīng)力強度條件；梁的合理強度設(shè)計。

本章習題數(shù)：12

第五章梁彎曲時位移

1.了解繞曲線、撓度和轉(zhuǎn)角的概念，理解梁撓曲線近似微分方程的建立過程。

2.熟練掌握計算彎曲變形的積分法和疊加法。

3.了解梁彎曲的剛度條件以及提高梁彎曲剛度的措施。

本章習題數(shù)：5

第六章簡單的超靜定問題

1.了解簡單超靜定問題的求解方法；

2.了解拉壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲的超靜定問題求解方法。

本章習題數(shù)：2

第七章應(yīng)力狀態(tài)和強度理論

1.理解簡單應(yīng)力狀態(tài)和復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的概念：

2.平面應(yīng)力狀態(tài)下對斜截面上應(yīng)力分析的解析法，圖解法；

3.平面應(yīng)力狀態(tài)下的主應(yīng)力概念及求法：

4.空間應(yīng)力狀態(tài)概念，最大應(yīng)力，廣義胡克定律；

5.掌握四個強度理論的應(yīng)用范圍，掌握四個強度理論的實際應(yīng)用。

本章習題數(shù)：6

第八章組合變形及連接部分的計算

1.理解組合變形的概念；

2.掌握組合變形的強度計算問題：包括兩垂直平面內(nèi)彎曲、拉（壓）彎、扭彎;

3.掌握連接件的實用計算方法。

本章習題數(shù)：6

第九章壓桿穩(wěn)定

1.了解失穩(wěn)現(xiàn)象，臨界載荷，臨界應(yīng)力等概念；

2.了解利用歐拉公式計算兩端較支和兩端非較支細長桿的臨界載荷；

3.掌握幾種常見細長壓桿的長度因數(shù)與臨界載荷，歐拉公式的適用范圍；

4.掌握壓桿的穩(wěn)定性條件及穩(wěn)定的實用計算；提高壓桿穩(wěn)定性的措施。

本章習題數(shù)：7

四、課程目標

本課程的教學目標與形成的綜合素養(yǎng)目標是：

1.對材料力學的基本概念和基本的分析方法有明確的認識。

2.具有將一般構(gòu)件簡化為力學簡圖的初步能力，具有力學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、計算其應(yīng)力和位移、并進行

強度和剛度計算。

4.對應(yīng)力狀態(tài)理論和強度理論有明確的認識，并能將其應(yīng)用于組合變形下桿件

的強度計算。

5.理解掌握簡單超靜定問題的求解方法。

6.對能量法的有關(guān)基本原理有明確認識，并比較熟練地掌握一種計算位移的能

量方法。

7.對壓桿的穩(wěn)定性概念有明確的認識，會計算粕向受壓桿的臨界載荷與臨界應(yīng)

力，并進行穩(wěn)定性校核等計算。

8.對于常用材料在常溫下的基本力學性能及其測試方法有初步認識。

9.對于電測實驗應(yīng)力分析的基本原理、方法和實驗方案設(shè)計有初步認識。

五、教學內(nèi)容與進度安排*

教學

授課內(nèi)容及重難點授課形式課外學習要求

周次

第一章緒論習題

1課堂講授2-1

第二章軸向拉伸與壓縮概念及實例

內(nèi)力?截面法?拉壓桿內(nèi)的軸力及軸力

圖

應(yīng)力?拉壓桿內(nèi)的應(yīng)力思考

2課堂講授245

拉壓桿的變形?胡克定律（拉壓桿的應(yīng)

習題2-4、2-6、

變能）

3材料在拉伸和壓縮時的力學性能課堂講授

實驗1實找空做實驗實驗報告

4強度條件安全因數(shù)許用應(yīng)力應(yīng)力集課堂講授習題、2-11、12、

中習題課18、19、20、21

思考

5第三章扭轉(zhuǎn)概述扭矩及扭矩圖圓課堂講授3-1,

習題3-1、2

軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力與變形強度條件實驗室做實驗

實驗報告

實驗2

圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形和剛度（等直圓桿扭轉(zhuǎn)思考

6課堂講授3-3

時的應(yīng)變能）*非圓截面桿的自由扭轉(zhuǎn)習題3-4,3-7、

附錄1平面圖形的幾何性質(zhì)10、14

第四章彎曲內(nèi)力概念梁的內(nèi)力剪習題

7誅堂講授4-1,4-2

力圖與彎矩圖

4-3,48

荷載、剪力、彎矩之間的關(guān)系疊加法繪內(nèi)

力圖其他靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力圖

思考

8彎曲正應(yīng)力彎曲正應(yīng)力強度計算課堂講授4-10,11

習題4-19,23,24

9彎曲切應(yīng)力叨應(yīng)力強度計算梁的合課堂講授習題4-32,36

理設(shè)計習題課

實驗實驗報告

103課堂講授

第五章彎曲變形梁的位移，撓度和轉(zhuǎn)角習題5-3,4,5

梁的撓曲線近似微分方程積分法實驗室做實驗

按疊加原理計算梁的撓度和轉(zhuǎn)角（奇異習題

11課堂講授5-11,12,13

函數(shù)）梁的剛度校核提高兩剛度的措施

習題6-1,7,11,15

第六章簡單的超靜定問題

12第七章應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析課堂講授思考7-1,2

平面應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)力分析

習題7-1,6,7,8,14

空間應(yīng)力狀態(tài)的概念，應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系

空間應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變能密度

應(yīng)力與應(yīng)變間的關(guān)系廣義胡克定律強

13誅堂講授思考7-7,8,9,

度理論相當應(yīng)力強度理論的應(yīng)用10,11,13,8-3

第八章組合變形斜彎曲彎扭組合習題7-25,8-1,7

14連接件的實用計算法剪切的實用計算課堂講授思考8-7,8

擠壓的實用計算習題8-22,23

實驗室做實驗

實驗4實驗報告

15第九章壓桿穩(wěn)定問題誅堂講授思考9-59-6

習題9-8,14

實驗報告

16復(fù)習課課堂講授

實驗5

實驗室做實驗

六、修讀要求

課前預(yù)習，課后復(fù)習所學內(nèi)容，獨立完成布置的作業(yè)。課內(nèi)外學時比為1:2。

七、學習評價方案

考核內(nèi)容期末考試日勤平時作業(yè)

所占比例%701515

1.出勤：Q）百分制，滿分100分，按15%折算成最終成績。