《材料力学》教学大纲 课程名称：材料力学 课程类别（必，选修）：必修 课程英文名称：Mechanics of Materials 总学时/周学时/学分：64/4/4 其中实验实践学时：8 先体课程：高等数学、理论力学 后续课程支撑：结构力学(1)、结构力学（Ⅱ）、钢筋混凝土结构基本原理、结构设计原理 授课时间：周一1-2节、周三1-2节/1-16周： 授课地点：松山湖校区/6E204,优学院平台 周一3-4节、周三3-4节/1-16周 授课对象：2020级土木工程1、2班：2020级土木工程3、4班 开课学院：生态环境与建筑工程学院 任课教师姓名职称：马崇武/教授 答疑时间、地点与方式：课前、课后教室现场答疑，QQ、微信等网络方式答疑，课程结束后集中答疑。 课程考核方式：开卷()闭卷(V)课程论文()其它() 使用教材： 孙训方，方孝淑，关来泰.材料力学(1)（第6版）.北京：高等教育出版社，2019 救学参考资料： [山刘鸿文.材料力学1（第6版）.北京：高等教育出版社，2017：2力学期刊：《力学与实践》。 课程简介： 材料力学是变形体力学的重要基础分支之一，是工科高校机械、土木工程等专业学生必修的技术基础课，主要研究杆件在外力作用下的应力、变形 以及材料的力学行为。通过材料力学的学习，使学生掌握研究杆件内力、应力、变形分布规律的基本原理和方法，掌握分析杆件强度、刚度和稳定性问 题的基本理论和基本方法，培养学生对实际工程问题的简化能力、力学分析能力和计算能力，为学习有关后续课程和专业课奠定扎实的基础
1 《材料力学》教学大纲 课程名称：材料力学 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Mechanics of Materials 总学时/周学时/学分：64/4/4 其中实验/实践学时：8 先修课程：高等数学、理论力学 后续课程支撑：结构力学（I）、结构力学（II）、钢筋混凝土结构基本原理、结构设计原理 授课时间：周一 1-2 节、周三 1-2 节/1-16 周； 周一 3-4 节、周三 3-4 节/1-16 周。 授课地点：松山湖校区/6E204，优学院平台 授课对象：2020 级土木工程 1、2 班；2020 级土木工程 3、4 班 开课学院：生态环境与建筑工程学院 任课教师姓名/职称：马崇武/教授 答疑时间、地点与方式：课前、课后教室现场答疑，QQ、微信等网络方式答疑，课程结束后集中答疑。 课程考核方式：开卷（）闭卷（√）课程论文（）其它（ ） 使用教材： 孙训方, 方孝淑, 关来泰. 材料力学（I）(第 6 版). 北京: 高等教育出版社, 2019.. 教学参考资料： [1] 刘鸿文. 材料力学 I（第 6 版）. 北京: 高等教育出版社, 2017；[2] 力学期刊:《力学与实践》. 课程简介： 材料力学是变形体力学的重要基础分支之一，是工科高校机械、土木工程等专业学生必修的技术基础课，主要研究杆件在外力作用下的应力、变形 以及材料的力学行为。通过材料力学的学习，使学生掌握研究杆件内力、应力、变形分布规律的基本原理和方法，掌握分析杆件强度、刚度和稳定性问 题的基本理论和基本方法，培养学生对实际工程问题的简化能力、力学分析能力和计算能力，为学习有关后续课程和专业课奠定扎实的基础
课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑单业要求指标点 半业要求 目标1： 1.】掌握解决土木工程问题所需的数 1.掌握相关数学、自然科学、工程基础和专业知 理解材料力学的任务、变形固体的基本假设和基本变形 学、自然科学知识，并能应用于土木工 识，能够应用数学、自然科学和工程科学的基本 的特征，能运用材料力学的基本理论建立工程构件的力学模 程专业工程基础类课程、专业基础类课 原理，识别、表达、并通过文献研究分析、解决 型：理解截面法的基本内容，能运用截面法求解杆件各种变 程和专业课程中，以及专业工程问题的 土木工程领域复杂工程问题，以获得有效结论。 形的内力，并熟练绘制内力图。 分析、数学模型的建立与求解。 目标2： 1.掌握相关数学、自然科学、工程基础和专业知 理解应力、应变的概念，能运用静力平衡条件、变形几 12掌握土木工程相关力学基础知识， 识，能够应用数学、自然科学和工程科学的基本 何关系和物理方程等分析杆件的强度、刚度和稳定性问题： 能建立合适的力学模型并求解，用于推 原理，识别、表达、并通过文献研究分析、解决 对工程构件能根据具体问题选择合理的计算模型，并对计算 演、分析专业工程问题。 土木工程领域复杂工程问题，以获得有效结论。 结果的合理性进行分析、评价。 目标3： 2.2能够合理利用土木工程专业知识 2.能够设计（开发）针对土木工程领域复杂工程 能运用梁的挠曲线近似微分方程求解梁的挠度、转角： 和使用基本设计工具，对特定土木工程 问题的解决方案，设计（开发）满足土木工程特 理解应力状态的概念，能运用应力圆分析一点处应力状态的 进行结构构件、节点、施工方案设计， 定需求的体系、结构、构件（节点）或者施工方 特征：根据不同材料的破坏规律，能运用四种常用强度理论 使其在功能上满足项目要求，性能上满 案，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社 校核强度。 足规范要求。 会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。 3.3能采用正确的实验方法对构件、节 3. 能够基于科学原理并采用科学方法对土木工 目标4： 点、材料等的性能进行测试，正确完成 程领域复杂工程问题进行研究，包括设计实验、 能运用材料力学实验方法和技术测定材料的力学性能， 实验数据采集、处理及分析，并能基于 收集数据、分析与解释数据、并通过信息综合得 验证正应力计算公式。 土木工程专业基本原理，解释实验现象 到合理有效的结论。 和结果，得出有效结论。 2
2 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1： 理解材料力学的任务、变形固体的基本假设和基本变形 的特征，能运用材料力学的基本理论建立工程构件的力学模 型；理解截面法的基本内容，能运用截面法求解杆件各种变 形的内力，并熟练绘制内力图。 1.1 掌握解决土木工程问题所需的数 学、自然科学知识，并能应用于土木工 程专业工程基础类课程、专业基础类课 程和专业课程中，以及专业工程问题的 分析、数学模型的建立与求解。 1. 掌握相关数学、自然科学、工程基础和专业知 识，能够应用数学、自然科学和工程科学的基本 原理，识别、表达、并通过文献研究分析、解决 土木工程领域复杂工程问题，以获得有效结论。 目标 2： 理解应力、应变的概念，能运用静力平衡条件、变形几 何关系和物理方程等分析杆件的强度、刚度和稳定性问题； 对工程构件能根据具体问题选择合理的计算模型，并对计算 结果的合理性进行分析、评价。 1.2 掌握土木工程相关力学基础知识， 能建立合适的力学模型并求解，用于推 演、分析专业工程问题。 1. 掌握相关数学、自然科学、工程基础和专业知 识，能够应用数学、自然科学和工程科学的基本 原理，识别、表达、并通过文献研究分析、解决 土木工程领域复杂工程问题，以获得有效结论。 目标 3： 能运用梁的挠曲线近似微分方程求解梁的挠度、转角； 理解应力状态的概念，能运用应力圆分析一点处应力状态的 特征；根据不同材料的破坏规律，能运用四种常用强度理论 校核强度。 2.2 能够合理利用土木工程专业知识 和使用基本设计工具，对特定土木工程 进行结构构件、节点、施工方案设计， 使其在功能上满足项目要求，性能上满 足规范要求。 2. 能够设计（开发）针对土木工程领域复杂工程 问题的解决方案，设计（开发）满足土木工程特 定需求的体系、结构、构件（节点）或者施工方 案，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社 会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。 目标 4： 能运用材料力学实验方法和技术测定材料的力学性能， 验证正应力计算公式。 3.3 能采用正确的实验方法对构件、节 点、材料等的性能进行测试，正确完成 实验数据采集、处理及分析，并能基于 土木工程专业基本原理，解释实验现象 和结果，得出有效结论。 3. 能够基于科学原理并采用科学方法对土木工 程领域复杂工程问题进行研究，包括设计实验、 收集数据、分析与解释数据、并通过信息综合得 到合理有效的结论
理论款学进程表 学时 周次 教学主题 授课教师 数 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 教学模式 支撑课 敦学方法 作业安排 (线上/线下) 程目标 重点：材料力学的基本假设，研究对象，变 线上：优学院 3 形的基本形式：内力、内力主矢和内力主矩。 课堂讲授 目标1 (链接见备注) 难点：内力、内力主矢和内力主矩。 课程思政作业 1 基本概念 马崇武 1:查阅文献了 课程思政融入点：介绍力学发展简史，培养 线上：优学院 课堂讲授 解20世纪理论 目标1 学生的爱国精神。 (链接见备注) 和应用力学的 十大进展。 重点：轴力，轴力图：拉压杆的应力、变形、 轴向拉伸和压 线上：优学院 第1次作业：轴 2 马崇武 应变能计算。 课堂讲授 缩 目标1 (链接见备注) 向拉伸和压缩 难点：拉压杆的应力、变形、应变能计算。 重点：材料在拉压时的力学性能，许用应力， 线上：优学院 2 应力集中。 课堂讲授 目标2 材料拉伸的力 (链接见备注) 难点：材料在拉伸时的力学性能。 3 学性能：扭转 马崇武 内力 重点：扭矩，扭矩图，薄壁圆筒的扭转 线上：优学院 2 课堂讲授 目标1 难点：薄壁圆筒的扭转。 (链接见备注)
3 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教师 学时 数 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 教学模式 （线上/线下） 教学方法 作业安排 支撑课 程目标 1 基本概念 马崇武 3 重点：材料力学的基本假设，研究对象，变 形的基本形式；内力、内力主矢和内力主矩。 难点：内力、内力主矢和内力主矩。 线上：优学院 （链接见备注） 课堂讲授 目标 1 1 课程思政融入点：介绍力学发展简史，培养 学生的爱国精神。 线上：优学院 （链接见备注） 课堂讲授 课程思政作业 1：查阅文献了 解 20 世纪理论 和应用力学的 十大进展。 目标 1 2 轴向拉伸和压 缩 马崇武 4 重点：轴力，轴力图；拉压杆的应力、变形、 应变能计算。 难点：拉压杆的应力、变形、应变能计算。 线上：优学院 （链接见备注） 课堂讲授 第 1 次作业：轴 向拉伸和压缩 目标 1 3 材料拉伸的力 学性能；扭转 内力 马崇武 2 重点：材料在拉压时的力学性能，许用应力， 应力集中。 难点：材料在拉伸时的力学性能。 线上：优学院 （链接见备注） 课堂讲授 目标 2 2 重点：扭矩，扭矩图，薄壁圆筒的扭转 难点：薄壁圆筒的扭转。 线上：优学院 （链接见备注） 课堂讲授 目标 1
重点：等直圆杆扭转时的应力：等直圆杆扭 扭转应力和变 线上：优学院 第2次作业：扭 4 马崇武 转时的变形、应变能。 课堂讲授 目标2 形 (链接见备注) 转应力和变形 难点：等直圆杆扭转时的应力。 习题课：弯曲 重点：典型习题：梁的对称弯曲、内力。 线上：优学院 5 马崇武 4 课堂讲授 目标1 内力 难点：梁的对称弯曲、剪力和弯矩。 (链接见备注) 重点：梁的剪力图和弯矩图绘制及叠加原理 第3次作业：弯 弯曲内力图绘 线上：优学院 课堂讲授 6 马崇武 的应用。 曲内力和弯曲 目标2 制 (链接见备注) 小组讨论 难点：叠加原理的应用。 应力 重点：梁横截面上的正应力：梁横截面上的 3 切应力。 线下 课堂讲授 目标2 难点：梁横截面上的正应力。 7 弯曲应力 马崇武 课程思政融入点：介绍伽利略提出的计算梁 课程思政作业 强度的公式，指出该公式经试验验证是错误 线上：优学院 2:查阅文献了 课堂讲授 目标1 的，以此例要求学生处理实验数据必须坚持 (链接见备注) 解伽利略对材 实事求实、严谨的科学态度。 料力学的贡献。 重点：梁的挠曲线近似微分方程，梁的挠度、 梁弯曲时的位 第4次作业：梁 马崇武 转角及其求解。 线下 课堂讲授 目标3 移 弯曲时的位移 难点：梁的挠曲线近似微分方程。 重点：拉压超静定、扭转超静定及简单超静 简单超静定问 马崇武 定梁：典型习题。 线下 课堂讲授 目标3 题：习题课 难点：扭转超静定及简单超静定梁。 4
4 4 扭转应力和变 形 马崇武 4 重点：等直圆杆扭转时的应力；等直圆杆扭 转时的变形、应变能。 难点：等直圆杆扭转时的应力。 线上：优学院 （链接见备注） 课堂讲授 第 2 次作业：扭 转应力和变形 目标 2 5 习题课；弯曲 内力 马崇武 4 重点：典型习题；梁的对称弯曲、内力。 难点：梁的对称弯曲、剪力和弯矩。 线上：优学院 （链接见备注） 课堂讲授 目标 1 6 弯曲内力图绘 制 马崇武 4 重点：梁的剪力图和弯矩图绘制及叠加原理 的应用。 难点：叠加原理的应用。 线上：优学院 （链接见备注） 课堂讲授 小组讨论 第 3 次作业：弯 曲内力和弯曲 应力 目标 2 7 弯曲应力 马崇武 3 重点：梁横截面上的正应力；梁横截面上的 切应力。 难点：梁横截面上的正应力。 线下 课堂讲授 目标 2 1 课程思政融入点：介绍伽利略提出的计算梁 强度的公式，指出该公式经试验验证是错误 的，以此例要求学生处理实验数据必须坚持 实事求实、严谨的科学态度。 线上：优学院 （链接见备注） 课堂讲授 课程思政作业 2：查阅文献了 解伽利略对材 料力学的贡献。 目标 1 8 梁弯曲时的位 移 马崇武 4 重点：梁的挠曲线近似微分方程，梁的挠度、 转角及其求解。 难点：梁的挠曲线近似微分方程。 线下 课堂讲授 第 4 次作业：梁 弯曲时的位移 目标 3 9 简单超静定问 题；习题课 马崇武 4 重点：拉压超静定、扭转超静定及简单超静 定梁；典型习题。 难点：扭转超静定及简单超静定梁。 线下 课堂讲授 目标 3
重点：平面、空间应力状态，莫尔应力圆， 课堂讲授 第5次作业：应 10 应力状态 马崇武 应力-应变关系。 线下 小组讨论 力状态和强度 目标3 难点：莫尔应力圆，应力应变关系。 课堂讲授 理论 重点：应变能密度，强度理论及应用。 3 线下 课堂讲授 目标3 难点：强度理论及应用。 课程思政作业 11 强度理论 马崇武 课程思政融入点：结合工程失效案例，介绍 3:查阅文献了 线上：优学院 1 强度设计的重要性，培养学生理论联系实际 课堂讲授 解建筑工程中 目标1 (链接见备注) 的意识。 常见的构件失 效形式。 组合变形：习 重点：组合变形：典型习题。 12 马崇武 4 线下 课堂讲授 目标3 题课 难点：两相互垂直平面内的弯曲。 重点：压杆稳定性的概念，细长受压直杆临 13 压杆稳定 马崇武 界力的欧拉公式。 线下 课堂讲授 目标3 难点：细长受压直杆临界力的欧拉公式。 重点：应变速率、温度、时间及冲击荷载等 材料性能的影 对材料力学性能的影响：总复习。 14 响因素：总复 马崇武 4 线下 课堂讲授 目标1 难点：应变速率、温度、时间及冲击荷载等 习 对材料力学性能的影响。 合计 56 备注：优学院平台课程链接：https:://courseweb.ulearning.cn/ulearning//index.html#/course/announcement?courseld=-99054 5
5 10 应力状态 马崇武 4 重点：平面、空间应力状态，莫尔应力圆， 应力-应变关系。 难点：莫尔应力圆，应力-应变关系。 线下 课堂讲授 小组讨论 课堂讲授 第 5 次作业：应 力状态和强度 理论 目标 3 11 强度理论 马崇武 3 重点：应变能密度，强度理论及应用。 难点：强度理论及应用。 线下 课堂讲授 目标 3 1 课程思政融入点：结合工程失效案例，介绍 强度设计的重要性，培养学生理论联系实际 的意识。 线上：优学院 （链接见备注） 课堂讲授 课程思政作业 3：查阅文献了 解建筑工程中 常见的构件失 效形式。 目标 1 12 组合变形；习 题课 马崇武 4 重点：组合变形；典型习题。 难点：两相互垂直平面内的弯曲。 线下 课堂讲授 目标 3 13 压杆稳定 马崇武 4 重点：压杆稳定性的概念，细长受压直杆临 界力的欧拉公式。 难点：细长受压直杆临界力的欧拉公式。 线下 课堂讲授 目标 3 14 材料性能的影 响因素；总复 习 马崇武 4 重点：应变速率、温度、时间及冲击荷载等 对材料力学性能的影响；总复习。 难点：应变速率、温度、时间及冲击荷载等 对材料力学性能的影响。 线下 课堂讲授 目标 1 合计 56 备注：优学院平台课程链接：https://courseweb.ulearning.cn/ulearning/index.html#/course/announcement?courseId=99054