1、材料力學(xué)課程教學(xué)大綱編寫人： 郭玉霞 審核人：趙福順一、課程基本信息開課單位：土木工程學(xué)院 適用專業(yè)：土木工程課程名稱：材料力學(xué) 課程代碼：課程類型：專業(yè)主干課 學(xué)分：4總學(xué)時：64 理論學(xué)時：56 實驗（上機）學(xué)時： 8 考核方式：考試 先修課程：理論力學(xué)后續(xù)課程：鋼結(jié)構(gòu)原理、混凝土結(jié)構(gòu)原理、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、土木工程材料二、課程簡介（一）課程性質(zhì)和任務(wù)材料力學(xué)是高等工科院校的一門重要的專業(yè)主干課。通過材料力學(xué)的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生對桿件的強度、剛度和穩(wěn)定性問題具有明確的基本概念、必要的基礎(chǔ)理論知識、比較熟練的計算能力、一定的分析能力和實驗?zāi)芰?。本課程在高級工程技術(shù)人才的培養(yǎng)過程中，具有

2、建立專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)，培養(yǎng)開發(fā)創(chuàng)新能力的作用。（二）課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生：1對材料力學(xué)的基本概念和基本分析方法有明確的認(rèn)識。2能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(jìn)行強度和剛度計算。3對應(yīng)力狀態(tài)理論與強度理論有明確的認(rèn)識，并能將其應(yīng)用于組合變形下桿件的強度計算。4對壓桿的穩(wěn)定性概念有明確的認(rèn)識，會計算軸向受壓桿的臨界應(yīng)力，并進(jìn)行穩(wěn)定性校核。5對低碳鋼和灰口鑄鐵的基本力學(xué)性能及其測試方法有初步認(rèn)識。三、教學(xué)內(nèi)容及要求第一章 緒論和基本概念 （總學(xué)時：2）第一節(jié) 材料力學(xué)的任務(wù)第二節(jié) 變形固體的基本假設(shè)第三節(jié) 外力及其分類第四節(jié) 內(nèi)力、截面法和應(yīng)力的概念第五節(jié) 變形與

3、應(yīng)變第六節(jié) 桿件變形的基本形式主要知識點，重點難點：掌握截面法、內(nèi)力、應(yīng)力、位移、變形和應(yīng)變的概念，建立材料力學(xué)分析問題的思想。教學(xué)目標(biāo)和要求：材料力學(xué)的任務(wù)，本課程的特點與應(yīng)用、發(fā)展，變形固體的概念和基本假設(shè)，內(nèi)力、截面法和應(yīng)力的概念以及變形與應(yīng)變的概念，桿件變形的基本形式。教學(xué)方法：理論授課。第二章 軸向拉伸和壓縮 （總學(xué)時：10）第一節(jié) 軸向拉伸與壓縮的概念和實例第二節(jié) 直桿軸向拉伸或壓縮時橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力第三節(jié) 直桿軸向拉伸或壓縮時斜截面上的應(yīng)力第四節(jié) 材料拉伸時的力學(xué)性能第五節(jié) 材料壓縮時的力學(xué)性能第六節(jié) 溫度和時間對材料力學(xué)性能的影響第七節(jié) 失效、安全因數(shù)和強度計算第八節(jié) 桿件

4、軸向拉伸或壓縮時的變形第九節(jié) 軸向拉伸或壓縮的應(yīng)變能第十節(jié) 拉伸、壓縮的超靜定問題第十一節(jié) 溫度應(yīng)力和裝配應(yīng)力第十二節(jié) 應(yīng)力集中的概念第十三節(jié) 剪切和擠壓的實用計算主要知識點，重點難點：軸向拉伸與壓縮的概念與實例，軸向拉伸或壓縮時橫截面上內(nèi)力和應(yīng)力，直桿軸向拉伸或壓縮時斜截面上的應(yīng)力，材料在拉伸、壓縮時的力學(xué)性能，軸向拉伸或壓縮時的變形，軸向拉、壓的強度計算，拉、壓超靜定問題。 教學(xué)目標(biāo)和要求：掌握拉（壓）桿的內(nèi)力、應(yīng)力、位移、變形和應(yīng)變概念。掌握單向拉壓的胡克定律，掌握材料的拉、壓力學(xué)性能，了解測試方法。掌握強度條件的概念，會進(jìn)行拉壓強度和剛度計算。教學(xué)方法：理論授課。實驗內(nèi)容及要求：1：拉

5、伸實驗 （學(xué)時：1 ）要求：了解實驗設(shè)備、觀察低碳鋼及鑄鐵受拉伸直至破壞的過程、測定各項機械性能指標(biāo) （ss 、sb 、d 、y） 、比較低碳鋼（塑性材料）與鑄鐵（脆性材料）拉伸時的機械性質(zhì)。2：壓縮實驗 （學(xué)時：1 ）要求：測定低碳鋼壓縮時的屈服極限ss和鑄鐵強度極限sb、觀察低碳鋼和鑄鐵壓縮時的變形破壞現(xiàn)象。第三章 扭轉(zhuǎn) （總學(xué)時：9 ）第一節(jié) 扭轉(zhuǎn)的概念和實例第二節(jié) 外力偶矩的計算扭矩和扭矩圖第三節(jié)純剪切第四節(jié)圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力第五節(jié)圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形第六節(jié)圓柱形密圈螺旋彈簧的應(yīng)力和變形第七節(jié)非圓截面桿扭轉(zhuǎn)的概念第八節(jié)薄壁桿件的自由扭轉(zhuǎn)主要知識點，重點難點：剪切和擠壓的實用計算，扭轉(zhuǎn)的概念和

6、實例，外力偶矩的計算，扭矩和扭矩圖，圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力，圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形，切應(yīng)力互等定理和剪切胡克定律。教學(xué)目標(biāo)和要求：掌握剪切、擠壓的概念和實用計算。掌握剪切胡克定律，切應(yīng)力互等定理。熟練繪制扭矩圖，掌握圓軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和變形的計算，建立強度和剛度條件，會進(jìn)行扭轉(zhuǎn)強度和剛度的計算。教學(xué)方法：理論授課。實驗內(nèi)容及要求：扭轉(zhuǎn)實驗 （學(xué)時：1 ）要求：測定低碳鋼的剪切屈服極限ts、剪切強度極限tb及單位扭轉(zhuǎn)角Q，同時測定鑄鐵的剪切強度極限tb及單位扭轉(zhuǎn)角，觀察比較低碳鋼（塑性材料）和鑄鐵（脆性材料）在受扭轉(zhuǎn)力過程中的變形情況和破壞特征，分析其原因。第四章 彎曲應(yīng)力（總學(xué)時：13 ）第一節(jié) 彎曲的概念和實

7、例第二節(jié)受彎桿件的簡化第三節(jié)剪力和彎矩第四節(jié)剪力方程和彎矩方程剪力圖和彎矩圖第五節(jié)載荷集度、剪力和彎矩間的關(guān)系第六節(jié)平面曲桿的彎曲內(nèi)力主要知識點，重點難點：彎曲的概念和實例，梁的荷載和支座反力，剪力和彎矩的求法，利用剪力方程和彎矩方程作剪力圖和彎矩圖，載荷集度、剪力和彎矩間的關(guān)系。純彎曲概念，純彎曲時的正應(yīng)力，橫力彎曲時的正應(yīng)力，梁的正應(yīng)力強度條件，彎曲切應(yīng)力，梁的切應(yīng)力強度條件，提高彎曲強度的措施。教學(xué)目標(biāo)和要求：掌握平面彎曲內(nèi)力的計算，掌握列內(nèi)力方程作內(nèi)力圖的基本方法，熟練掌握利用載荷集度、剪力和彎矩間的關(guān)系畫內(nèi)力圖。掌握對稱彎曲梁的彎曲正應(yīng)力、彎曲切應(yīng)力計算，能熟練進(jìn)行彎曲強度計算。教學(xué)

8、方法：理論授課。實驗內(nèi)容及要求：彎曲實驗 （學(xué)時：1 ）要求：測定鋼梁純彎曲時橫截面上的正應(yīng)力分布，并與理論值比較，以驗證彎曲正應(yīng)力公式。了解電測的基本原理，初步學(xué)會靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的使用。第五章 梁彎曲時的位移 （總學(xué)時：6 ）第一節(jié)純彎曲第二節(jié)純彎曲時的正應(yīng)力第三節(jié)橫力彎曲時的正應(yīng)力第四節(jié)彎曲切應(yīng)力第五節(jié)關(guān)于彎曲理論的基本假設(shè)第六節(jié)提高彎曲強度的措施習(xí)題主要知識點，重點難點：彎曲變形的描述，撓曲線的近似微分方程，用積分法求彎曲變形，用疊加法求彎曲變形，簡單超靜定梁，提高彎曲剛度的一些措施。教學(xué)目標(biāo)和要求：掌握彎曲變形有關(guān)概念，包括撓度、轉(zhuǎn)角、撓曲線的近似微分方程，會用積分法求彎曲變形和用疊加

9、法求彎曲變形。建立超靜定梁的解題思路。教學(xué)方法：理論授課。第七章 應(yīng)力狀態(tài)和強度理論 （總學(xué)時：10）第一節(jié)應(yīng)力狀態(tài)概述第二節(jié)二向和三向應(yīng)力狀態(tài)的實例第三節(jié)二向應(yīng)力狀態(tài)分析解析法第四節(jié)二向應(yīng)力狀態(tài)分析圖解法第五節(jié)三向應(yīng)力狀態(tài)第六節(jié)位移與應(yīng)變分量第七節(jié)平面應(yīng)變狀態(tài)分析第八節(jié)廣義胡克定律第九節(jié)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)變能密度第十節(jié)強度理論概述第十一節(jié)四種常用強度理論第十二節(jié)莫爾強度理論第十三節(jié)構(gòu)件含裂紋時的斷裂準(zhǔn)則主要知識點，重點難點：應(yīng)力狀態(tài)的基本概念，平面應(yīng)力狀態(tài)分析的解析法，主應(yīng)力和極值切應(yīng)力的概念及其計算，平面應(yīng)力狀態(tài)的圖解法（應(yīng)力圓），廣義胡克定律，強度理論概述，四種常用強度理論。教學(xué)目標(biāo)和要求

10、：本章是本課程的重點和難點。要求很好掌握平面應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力分析方法，掌握三向應(yīng)力狀態(tài)下的主應(yīng)力和最大切應(yīng)力的概念。正確理解廣義胡克定律，熟練運用。正確理解常用強度理論及其應(yīng)用。教學(xué)方法：理論授課。第八章 組合變形 （總學(xué)時：8）主要知識點，重點難點：組合變形的概念和疊加原理，斜彎曲，拉伸或壓縮與彎曲的組合，偏心壓縮和截面核心，扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合，組合變形的普遍情況。教學(xué)目標(biāo)和要求：掌握組合變形下桿件的強度計算，會進(jìn)行復(fù)雜受載下桿件強度的分析。教學(xué)方法：理論授課。實驗內(nèi)容及要求：彎扭組合實驗 （學(xué)時：2 ）要求：學(xué)習(xí)用電測法測定平面應(yīng)力狀態(tài)下一點處應(yīng)力大小、方向的原理和方法。測定薄壁圓管在彎曲與

11、扭轉(zhuǎn)組合變形下表面一點處的主應(yīng)力大小和方向。第九章 壓桿穩(wěn)定 （總學(xué)時：6）主要知識點，重點難點：壓桿穩(wěn)定的概念，細(xì)長壓桿的臨界力、臨界應(yīng)力及其歐拉公式，壓桿的穩(wěn)定計算，提高壓桿穩(wěn)定性的措施。教學(xué)目標(biāo)和要求：理解壓桿穩(wěn)定性的概念，熟練掌握歐拉公式的應(yīng)用，掌握壓桿的穩(wěn)定性計算。教學(xué)方法：理論授課。實驗內(nèi)容及要求：沖擊實驗 （學(xué)時：2 ）要求：測定低碳鋼、鑄鐵的沖擊韌度aku，了解金屬在常溫下沖擊韌性指標(biāo)的測定方法。觀察塑性材料與脆性材料承受沖擊破壞時的斷口情況，并進(jìn)行比較。四、學(xué)時分配章 次學(xué)時分配小計理論實驗（上機）備 注第一章：緒論和基本概念220第二章：軸向拉伸和壓縮1082第三章：扭轉(zhuǎn)981第四章：彎曲應(yīng)力13121第五