《材料力学》(MATERIALMECHANICS)教学大纲石河子大学水利建筑工程学院二0一零年六月
《材 料 力 学》 (MATERIAL MECHANICS) 教 学 大 纲 石河子大学水利建筑工程学院 二 0 一零年六月
《材料力学》课程教学大纲课程名称：《材料力学》（MaterialMechanics）课程编码：Z106803总学时/总学分：72/4.5理论学时/理论学分：64/4实验学时/实验学分：8/0.5适用专业：机械设计制造及直动化、农业机械化及自动化专业开课单位：水利建筑工程学院工程力学系一、课程性质及目的1、课程性质：《材料力学》课程是机械制造及自动化、农业机械化及自动化专业的一门主要专业学科基础课。2、课程目的：本课程主要研究工程结构中构件的承载能力问题，即研究构件的受力一变形一破坏的规律，确定其强度、刚度和稳定性设计计算的基本理论和基本方法。了解构件的受力变形、破环的规律，掌握有关构件设计计算的基本概念、基本理论、基本方法及其在工程中的应用，掌握材料的力学性能试验的原理和方法，具有进行试验研究的初步能力。二、课程内容及要求第一章绪论2学时1、章节内容及学时分配第一节材料力学的任务第二节变形固体的基本假设第三节外力及其分类第四节内力、截面法和应力的概念第五节变形与应变第六节杆件变形的基本形式2、教学要求：课内教学要求：对材料力学的基本概念和基本分析方法有明确的认识，了解构件的强度、刚度、稳定性的概念、材料力学的任务、主要研究对象、研究方法；了解杆件的基本变形；理解和掌握截面法、内力、应力、位移、变形和应变的概念，建立材料力学分析问题的思想。课外教学要求：了解本课程的任务、研究对象及内容，以及它的作用与其他课程的关系，了解结构力学学科的发展状况及趋势。第二章拉伸、压缩与剪切12学时1、章节内容及学时分配第一节轴向拉伸与压缩的概念和实例第二节轴向拉伸或压缩时横截面上的内力及应力第三节直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力第四节材料拉伸时的力学性能
《材料力学》课程教学大纲 课程名称：《材料力学》（Material Mechanics） 课程编码： Z106803 总学时/总学分：72/4.5 理论学时/理论学分： 64/4 实验学时/实验学分：8/0.5 适用专业：机械设计制造及自动化、农业机械化及自动化专业 开课单位：水利建筑工程学院工程力学系 一、课程性质及目的 1、 课程性质：《材料力学》课程是机械制造及自动化、农业机械化及自动化专业的一门主要专 业学科基础课。 2、 课程目的：本课程主要研究工程结构中构件的承载能力问题，即研究构件的受力—变形—破 坏的规律，确定其强度、刚度和稳定性设计计算的基本理论和基本方法。了解构件的受力变形、破 坏的规律，掌握有关构件设计计算的基本概念、基本理论、基本方法及其在工程中的应用，掌握材 料的力学性能试验的原理和方法，具有进行试验研究的初步能力。 二、课程内容及要求 第一章 绪论 2 学时 1、章节内容及学时分配 第一节 材料力学的任务 第二节 变形固体的基本假设 第三节 外力及其分类 第四节 内力、截面法和应力的概念 第五节 变形与应变 第六节 杆件变形的基本形式 2、 教学要求： 课内教学要求：对材料力学的基本概念和基本分析方法有明确的认识，了解构件的强度、刚度、稳 定性的概念、材料力学的任务、主要研究对象、研究方法；了解杆件的基本变形；理解和掌握截面 法、内力、应力、位移、变形和应变的概念，建立材料力学分析问题的思想。 课外教学要求：了解本课程的任务、研究对象及内容，以及它的作用与其他课程的关系，了解结构 力学学科的发展状况及趋势。 第二章 拉伸、压缩与剪切 12 学时 1、章节内容及学时分配 第一节 轴向拉伸与压缩的概念和实例 第二节 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力及应力 第三节 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力 第四节 材料拉伸时的力学性能
第五节材料压缩时的力学性能第七节失效、安全因数和强度计算第八节轴向拉伸或压缩时的变形第九节轴向拉伸或压缩的应变能第十节拉伸、压缩超静定问题第十一节温度应力和装配应力第十二节应力集中的概念第十三节剪切和挤压的实用计算2、教学要求使学生主要掌握轴向拉、压变形的横截面内力、应力、位移、变形和应变的概念及计算方法：掌握材料的拉、压力学性能，了解测试方法；掌握单向拉压的胡克定律：掌握强度条件的概念，会进行拉压强度计算：了解应力集中的概念：理解拉（压）静不定问题的解法：掌握剪切、挤压的概念和实用计算。实验：测试低碳钢、铸铁的拉、压和剪切力学性能。（4学时）第三章扭转6学时1、章节内容及学时分配第一节扭转的概念和实例第二节外力偶矩的计算扭矩扭矩图第三节纯剪切第四节圆轴扭转时的应力第五节圆轴扭转时的变形2、教学要求使学生了解实心圆轴承受扭转变形时的受力及变形特点，掌握纯剪切概念，剪切胡克定律，切应力互等定理，理解并掌握掌握实心圆轴扭转的内力，应力和变形，及应用强度和刚度条件进行强度和刚度计算。实验：实心圆轴扭转实验（2学时）附录：截面几何性质3学时1、章节内容及学时分配第一节静矩和形心第二节惯性矩惯性半径.极惯性矩第三节惯性积第四节平行移轴公式第五节转轴公式主惯性轴2、教学要求使学生掌握平面图形静矩，形心，惯性矩，惯性积，极惯性矩的基本概念及计算，掌握常用截面形心主轴的确定及形心主惯性矩的计算。第四章弯曲内力8学时1、章节内容及学时分配第一节弯曲的概念和实例第二节受弯杆件的简化
第五节 材料压缩时的力学性能 第七节 失效、安全因数和强度计算 第八节 轴向拉伸或压缩时的变形 第九节 轴向拉伸或压缩的应变能 第十节 拉伸、压缩超静定问题 第十一节 温度应力和装配应力 第十二节 应力集中的概念 第十三节 剪切和挤压的实用计算 2、教学要求 使学生主要掌握轴向拉、压变形的横截面内力、应力、位移、变形和应变的概念及计算方法； 掌握材料的拉、压力学性能，了解测试方法；掌握单向拉压的胡克定律；掌握强度条件的概念，会 进行拉压强度计算；了解应力集中的概念；理解拉（压）静不定问题的解法；掌握剪切、挤压的概 念和实用计算。 实验：测试低碳钢、铸铁的拉、压和剪切力学性能。 （4 学时） 第三章 扭转 6 学时 1、章节内容及学时分配 第一节 扭转的概念和实例 第二节 外力偶矩的计算 .扭矩 .扭矩图 第三节 纯剪切 第四节 圆轴扭转时的应力 第五节 圆轴扭转时的变形 2、教学要求 使学生了解实心圆轴承受扭转变形时的受力及变形特点，掌握纯剪切概念，剪切胡克定律，切 应力互等定理，理解并掌握掌握实心圆轴扭转的内力，应力和变形，及应用强度和刚度条件进行强 度和刚度计算。 实验：实心圆轴扭转实验 （2 学时） 附录： 截面几何性质 3 学时 1、章节内容及学时分配 第一节 静矩和形心 第二节 惯性矩. 惯性半径. 极惯性矩 第三节 惯性积 第四节 平行移轴公式 第五节 转轴公式 主惯性轴 2、教学要求 使学生掌握平面图形静矩，形心，惯性矩，惯性积，极惯性矩的基本概念及计算，掌握常用截 面形心主轴的确定及形心主惯性矩的计算。 第四章 弯曲内力 8 学时 1、章节内容及学时分配 第一节 弯曲的概念和实例 第二节 受弯杆件的简化
第三节剪力和弯矩第四节剪力方程和弯矩方程.剪力图和弯矩图第五节载荷集度、剪力和弯矩间的关系第六节叠加原理作弯矩图第七节平面刚架和曲杆的内力图教学要求2、使学生熟练掌握梁上任意截面内力的计算及绘制内力图，能够用简便方法列出剪力方程，弯矩方程，画出内力图：能够利用载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系画出内力图。掌握简单平面刚架的弯矩图的画法，了解平面曲杆的弯曲内力的求解方法。第五章弯曲应力6学时1、章节内容及学时分配第一节纯弯曲第二节纯弯曲时的正应力第三节横力弯曲时的正应力第四节弯曲切应力第五节提高弯曲强度的措施2、教学要求使学生了解纯弯曲时梁横截面上正应力公式的推导过程、正应力分布规律，横力弯曲时横截面上正应力计算，掌握曲正应力强度条件：了解横力弯曲时横截面上切应力公式的推导过程，切应力分布规律，掌握弯曲切应力强度条件：掌握提高弯曲强度的一些主要措施。实验：弯曲梁的正应力测定。第六章弯曲变形4学时1、章节内容及学时分配第一节工程中的弯曲变形问题第二节挠曲线的微分方程第三节用积分法求弯曲变形第四节用叠加法求弯曲变形第五节简单超静定梁第六节提高弯曲刚度的措施2、教学要求使学生掌握弯曲变形有关概念，包括挠度、转角、挠曲线的微分方程及确定积分常数的支座条件、连续性条件，掌握用积分法求弯曲变形和用叠加法求弯曲变形。了解静不定梁的解题思路，掌握提高弯曲刚度的一些主要措施。第七章应力状态理论和强度理论9学时1、章节内容及学时分配第一节应力状态概述第二节二向和三向应力状态的实例第三节二向应力状态分析--解析法第四节二向应力状态分析---图解法第五节三向应力状态
第三节 剪力和弯矩 第四节 剪力方程和弯矩方程.剪力图和弯矩图 第五节 载荷集度、剪力和弯矩间的关系 第六节 叠加原理作弯矩图 第七节 平面刚架和曲杆的内力图 2、 教学要求 使学生熟练掌握梁上任意截面内力的计算及绘制内力图，能够用简便方法列出剪力方程，弯矩 方程，画出内力图；能够利用载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系画出内力图。掌握简单平面刚架 的弯矩图的画法，了解平面曲杆的弯曲内力的求解方法。 第五章 弯曲应力 6 学时 1、章节内容及学时分配 第一节 纯弯曲 第二节 纯弯曲时的正应力 第三节 横力弯曲时的正应力 第四节 弯曲切应力 第五节 提高弯曲强度的措施 2、 教学要求 使学生了解纯弯曲时梁横截面上正应力公式的推导过程、正应力分布规律，横力弯曲时横截面 上正应力计算，掌握弯曲正应力强度条件；了解横力弯曲时横截面上切应力公式的推导过程，切应 力分布规律，掌握弯曲切应力强度条件；掌握提高弯曲强度的一些主要措施。 实验：弯曲梁的正应力测定。 第六章 弯曲变形 4 学时 1、章节内容及学时分配 第一节 工程中的弯曲变形问题 第二节 挠曲线的微分方程 第三节 用积分法求弯曲变形 第四节 用叠加法求弯曲变形 第五节 简单超静定梁 第六节 提高弯曲刚度的措施 2、教学要求 使学生掌握弯曲变形有关概念，包括挠度、转角、挠曲线的微分方程及确定积分常数的支座条 件、连续性条件，掌握用积分法求弯曲变形和用叠加法求弯曲变形。了解静不定梁的解题思路，掌 握提高弯曲刚度的一些主要措施。 第七章 应力状态理论和强度理论 9 学时 1、章节内容及学时分配 第一节 应力状态概述 第二节 二向和三向应力状态的实例 第三节 二向应力状态分析-解析法 第四节 二向应力状态分析-图解法 第五节 三向应力状态
第八节广义胡克定律第九节复杂应力状态的应变能密度第十节强度理论概述第十一节四种常用强度理论2、教学要求这是本课程的重点和难点。使学生掌握应力状态的分析、构件危险应力的确定和四大强度理论的应用。要求很好掌握平面应力状态下的应力分析方法一一解析法和图解法，掌握三向应力状态下的主应力和最大切应力的概念；理解和掌握广义胡克定律：理解和掌握四种常用强度理论及其应用。4学时第八章组合变形1、章节内容及学时分配第一节组合变形和叠加原理第二节拉伸或压缩与弯曲的组合第四节扭转与弯曲的组合2、教学要求使学生能根据外力的受力特点，判定组合变形的类型，掌握构件在产生组合变形时的应力分析和强度计算方法。能根据危险点的应力状态及材料的性质，正确的选用强度理论，解决组合变形下构件的强度计算。4学时第九章压杆稳定1、章节内容及学时分配第一节压杆稳定的概念第二节两端铰支细长压杆的临界压力第三节其他支座条件下细长压杆的临界压力第四节欧拉公式的适用范围经验公式第五节压杆的稳定校核第六节提高压杆稳定性的措施2、教学要求使学生理解和掌握稳定性概念、轴向受压杆的临界力与临界应力、压杆的柔度的概念：掌握不同柔度压杆的临界力计算：掌握压杆稳定性计算。2学时第十章动载荷1、章节内容及学时分配第一节概述第二节动静法的应用第四节杆件受冲击时的应力和变形第五节冲击韧性2、教学要求使学生了解动荷载与静载荷的异同，掌握动载荷的惯性问题和冲击应力的概念，理解动态问题的特殊之处，掌握在动荷载作用下应力的计算方法。掌握动静法计算等加速直线运动，等角速转动构件的动应力：掌握能量法求解冲击问题的基本公式：了解提高构件抗冲击能力的一些措施
第八节 广义胡克定律 第九节 复杂应力状态的应变能密度 第十节 强度理论概述 第十一节 四种常用强度理论 2、教学要求 这是本课程的重点和难点。使学生掌握应力状态的分析、构件危险应力的确定和四大强度理 论的应用。要求很好掌握平面应力状态下的应力分析方法——解析法和图解法，掌握三向应力状态 下的主应力和最大切应力的概念；理解和掌握广义胡克定律；理解和掌握四种常用强度理论及其应 用。 第八章 组合变形 4 学时 1、章节内容及学时分配 第一节 组合变形和叠加原理 第二节 拉伸或压缩与弯曲的组合 第四节 扭转与弯曲的组合 2、教学要求 使学生能根据外力的受力特点，判定组合变形的类型，掌握构件在产生组合变形时的应力分析 和强度计算方法。能根据危险点的应力状态及材料的性质，正确的选用强度理论，解决组合变形下 构件的强度计算。 第九章 压杆稳定 4 学时 1、章节内容及学时分配 第一节 压杆稳定的概念 第二节 两端铰支细长压杆的临界压力 第三节 其他支座条件下细长压杆的临界压力 第四节 欧拉公式的适用范围 经验公式 第五节 压杆的稳定校核 第六节 提高压杆稳定性的措施 2、教学要求 使学生理解和掌握稳定性概念、轴向受压杆的临界力与临界应力、压杆的柔度的概念；掌握不 同柔度压杆的临界力计算；掌握压杆稳定性计算。 第十章 动载荷 2 学时 1、章节内容及学时分配 第一节 概述 第二节 动静法的应用 第四节 杆件受冲击时的应力和变形 第五节 冲击韧性 2、教学要求 使学生了解动荷载与静载荷的异同，掌握动载荷的惯性问题和冲击应力的概念，理解动态问题 的特殊之处，掌握在动荷载作用下应力的计算方法。掌握动静法计算等加速直线运动，等角速转动 构件的动应力；掌握能量法求解冲击问题的基本公式；了解提高构件抗冲击能力的一些措施