材料力学A课程教学大纲课程名称：材料力学A课程名称：MaterialMechanics课程编号：H05003课程类型：专业基础课学时：72适用专业：土木工程、材料成型与控制工程、机械设计制造及自动化等专业本科先修课程：高等数学、理论力学一、课程的性质、目的与任务本课程是土木工程、材料成型与控制工程、机械设计制造及自动化等专业的主要专业基础课。是由基础理论课过渡到设计课程的专业基础课。旨在构筑学生作为工程技术根基的知识结构，通过揭示杆件强度、刚度、稳定性等知识发生过程，使学生对工程设计中的强度、刚度、稳定性等问题具有明确的概念、必要的基础知识、比较熟练的计算能力和初步的实验分析能力。二、课程内容及学时分配教学环节课时安排讲课其它合计习题课讨论课实验课856872第一单元绪论（建议学时数：2学时）学习目的和要求：材料力学的任务及研究对象，同相关学科的关系。变形固体的基本假定。外力及其分类。截面法和内力、应力、变形、应变概念。杆件变形的基本形式。在教学过程中，注重从科学发展的规律出发，提出科学研究的最基本方法---演绎法和归纳法：从事物发展的内在规律入手，讲清演绎法和归纳法的基本原理；以牛顿第二定律和胡克定律为固体力学理论的基石，阐述演绎中的归纳和归纳中的演绎：以实践（基本假设）--理论（力学模型和数学模型）实践（试验验证）的公式为基本过程，总结科学研究的基本方法。使学生从根本上理解科学研究的基本思想和基本理论，以创造性的思维方式掌握材料力学的基本概念和基本方法。这也是贯穿本课程教学的指导思想。重点和难点：内力、应力、变形、应变概念。第二单元轴向拉伸与压缩（建议学时数：8学时）学习自的和要求：了解轴向拉、压的概念与实例。掌握轴力和轴力图。熟练掌握直杆横截面上的应力，了解圣维南原理。掌握材料在拉、压时的机性质。熟练掌握拉、压时的强度计算，许用应力，安全系数概念。轴向拉压时的变形，胡克定律。了解拉、压超静定问题。了解应力集中的概念
材料力学 A 课程教学大纲 课程名称：材料力学 A 课程名称：Material Mechanics 课程编号：H05003 课程类型：专业基础课 学 时：72 适用专业：土木工程、材料成型与控制工程、机械设计制造及自动化等专业本科 先修课程：高等数学、理论力学 一、课程的性质、目的与任务 本课程是土木工程、材料成型与控制工程、机械设计制造及自动化等专业的 主要专业基础课。是由基础理论课过渡到设计课程的专业基础课。旨在构筑学生 作为工程技术根基的知识结构，通过揭示杆件强度、刚度、稳定性等知识发生过 程，使学生对工程设计中的强度、刚度、稳定性等问题具有明确的概念、必要的 基础知识、比较熟练的计算能力和初步的实验分析能力。 二、课程内容及学时分配 教 学 环 节 课 时 安 排 讲课 习题课 讨论课 实验课 其它 合计 56 8 8 72 第一单元 绪论（建议学时数：2 学时） 学习目的和要求：材料力学的任务及研究对象, 同相关学科的关系。变形固 体的基本假定。外力及其分类。截面法和内力、应力、变形、应变概念。杆件变 形的基本形式。在教学过程中，注重从科学发展的规律出发，提出科学研究的最 基本方法-演绎法和归纳法；从事物发展的内在规律入手，讲清演绎法和归纳法 的基本原理；以牛顿第二定律和胡克定律为固体力学理论的基石, 阐述演绎中的 归纳和归纳中的演绎; 以实践（基本假设）-理论（力学模型和数学模型）- 实践（试验验证）的公式为基本过程，总结科学研究的基本方法。使学生从根本 上理解科学研究的基本思想和基本理论，以创造性的思维方式掌握材料力学的基 本概念和基本方法。这也是贯穿本课程教学的指导思想。 重点和难点：内力、应力、变形、应变概念。 第二单元 轴向拉伸与压缩（建议学时数：8 学时） 学习目的和要求：了解轴向拉、压的概念与实例。掌握轴力和轴力图。 熟练掌握直杆横截面上的应力，了解圣维南原理。掌握材料在拉、压时的机 械性质。熟练掌握拉、压时的强度计算，许用应力，安全系数概念。轴向拉、 压时的变形，胡克定律。了解拉、压超静定问题。了解应力集中的概念
重点和难点：横截面应力计算及强度计算、超静定问题。第三单元剪切（建议学时数：2学时）学习目的和要求：了解剪切的概念和实用计算，挤压的概念和挤压的实用计算。重点和难点：剪切、挤压实用计算的原理和实用意义。第四单元扭转（建议学时数：4学时学习目的和要求：了解扭转的概念和实例。掌握外力偶矩的计算。掌握扭矩及扭矩图。熟悉纯剪切的概念、剪应力互等定理、剪切胡克定律。熟练掌握圆轴扭转时的应力和强度条件，圆轴扭转时的变形和刚度条件。了解非圆截面杆扭转的概念。重点和难点：横截面应力计算及强度计算。第五单元截面图形的几何性质（建议学时数：2学时）学习目的和要求：掌握静矩和形心：惯性矩和惯性半径：惯性积：平行移轴公式，主惯性轴。了解转轴公式。重点和难点：平行移轴公式的应用：主形心惯性轴概念。同时介绍相应的数学方法和数学模型，把线性代数中特征根和特征向量的概念与惯性矩和主轴的概念紧密结合起来，使学生在学习力学过程中深化数学概念，做到数学教学不断线。第六单元弯曲内力（建议学时数：6学时）学习目的和要求：了解平面弯曲的概念和实例受弯杆件的简化。掌握剪力和弯矩：剪力方程和弯矩方程。熟练掌握剪力图和弯矩图：载荷集度、剪力和弯矩间的关系。了解用叠加法作弯矩图。重点和难点：剪力方程和弯矩方程：剪力图和弯矩图。第七单元弯曲应力（建议学时数：4学时）学习目的和要求：熟练掌握纯弯曲时梁横截面上的正应力；横力弯曲时的正应力；正应力强度条件。了解弯曲剪应力；弯曲剪应力强度校核。了解提高弯曲强度的措施：弯曲中心概念。重点和难点：横截面正应力计算及强度计算。第八单元弯曲变形（建议学时数：5学时）学习目的和要求：掌握曲线微分方程。了解刚度条件。掌握用积分法求弯曲变形。熟练掌握用叠加法求弯曲变形。熟悉简单超静定梁求解。了解提高弯曲刚度的措施。重点和难点：挠曲线微分方程概念：叠加法求弯曲变形；超静定梁求解。该单元属材料力学研究方法的核心内容，既有“演绎”，又有“归纳”。通过该单元讲授，总结出力学模型和数学模型的建立过程以及“将复杂问题简单化”的思维模式，提高学生分析问题解决问题的能力
重点和难点：横截面应力计算及强度计算、超静定问题。 第三单元 剪切（建议学时数：2 学时） 学习目的和要求：了解剪切的概念和实用计算，挤压的概念和挤压的实用计 算。 重点和难点：剪切、挤压实用计算的原理和实用意义。 第四单元 扭转（建议学时数： 4 学时） 学习目的和要求：了解扭转的概念和实例。掌握外力偶矩的计算 。掌握扭 矩及扭矩图。熟悉纯剪切的概念、剪应力互等定理、剪切胡克定律。熟练掌握圆 轴扭转时的应力和强度条件，圆轴扭转时的变形和刚度条件。了解非圆截面杆扭 转的概念。 重点和难点：横截面应力计算及强度计算。 第五单元 截面图形的几何性质（建议学时数：2 学时） 学习目的和要求：掌握静矩和形心; 惯性矩和惯性半径; 惯性积; 平行移轴 公式; 主惯性轴。了解转轴公式。 重点和难点：平行移轴公式的应用; 主形心惯性轴概念。同时介绍相应的数 学方法和数学模型，把线性代数中特征根和特征向量的概念与惯性矩和主轴的概 念紧密结合起来，使学生在学习力学过程中深化数学概念，做到数学教学不断线。 第六单元 弯曲内力（建议学时数：6 学时） 学习目的和要求：了解平面弯曲的概念和实例; 受弯杆件的简化。掌握剪力 和弯矩; 剪力方程和弯矩方程。熟练掌握剪力图和弯矩图; 载荷集度、剪力和弯 矩间的关系。了解用叠加法作弯矩图。 重点和难点：剪力方程和弯矩方程；剪力图和弯矩图。 第七单元 弯曲应力（建议学时数：4 学时） 学习目的和要求：熟练掌握纯弯曲时梁横截面上的正应力；横力弯曲时的正 应力；正应力强度条件。了解弯曲剪应力；弯曲剪应力强度校核。了解提高弯曲 强度的措施；弯曲中心概念。 重点和难点：横截面正应力计算及强度计算。 第八单元 弯曲变形（建议学时数：5 学时） 学习目的和要求：掌握挠曲线微分方程。了解刚度条件。掌握用积分法求弯 曲变形。熟练掌握用叠加法求弯曲变形。熟悉简单超静定梁求解。了解提高弯曲 刚度的措施。 重点和难点：挠曲线微分方程概念；叠加法求弯曲变形；超静定梁求解。该 单元属材料力学研究方法的核心内容，既有“演绎”，又有“归纳”。通过该单元讲 授，总结出力学模型和数学模型的建立过程以及“将复杂问题简单化”的思维模 式，提高学生分析问题解决问题的能力
第九单元应力状态及应变状态分析（建议学时数：7学时）学习自的和要求：掌握应力状态的概念。了解二向应力状态和三向应力状态的实例。熟练掌握平面应力状态下的应力分析解析法和图解法；主应力。了解三向应力状态应力圆。了解平面应变状态概念。熟练掌握广义胡克定律。了解体积应变、复杂应力状态下的变形能密度、体积改变能、畸变能的概念。重点和难点：应力状态概念：平面应力状态下的应力分析；主应力：广义胡克定律。第十单元强度理论（建议学时数：3学时）学习目的和要求：理解强度理论的概念。熟练掌握常用的四种强度理论。重点和难点：四种强度理论的应用。通过该单元教学使学生理解科学假设在理论研究和工程应用中的作用，诱发学生科学思想的形成。第十一单元组合变形（建议学时数：6学时）学习目的和要求：了解组合变形的概念和实例。掌握斜弯曲计算；拉（压）与弯曲的组合变形计算。理解截面核心的概念。掌握扭转和弯曲的组合变形计算。重点和难点：斜弯曲、拉（压）与弯曲组合变形计算、扭转和弯曲组合变形计算。第十二单元压杆稳定（建议学时数：5学时）学习目的和要求：了解压杆稳定的概念。掌握两端铰支细长压杆的临界压力；欧拉公式适用范围；经验公式：压杆的稳定计算。了解压杆稳定计算的折减系数法。了解提高压杆稳定性的措施。重点和难点：临界压力公式：临界应力总图：压杆的稳定计算。第十三单元动载荷（建议学时数：4学时）学习目的和要求：了解构件作匀加速直线运动或匀速转动时的应力计算。熟悉冲击时应力和变形的计算。了解提高构件抗冲击能力的措施：冲击韧度重点和难点：构件作匀加速直线运动或匀速转动时的应力计算；冲击时应力和变形的计算。第十四单元交变应力（建议学时数：2学时）学习目的和要求：了解交变应力及疲劳破坏的概念；交变应力的循环特性、应力幅度、平均应力。掌握材料的持久极限及其测定：影响构件持久极限的因素。熟悉对称循环下构件的疲劳强度计算。了解持久极限曲线及简化折线；不对称循环下构件的疲劳强度计算。了解弯曲组合交变应力下构件的疲劳强度计算。了解提高构件疲劳强度的措施。重点和难点：持久极限及其测定；影响构件持久极限的因素。对称循环下构件的疲劳强度计算。在上述概念建立的同时，使学生充分理解“归纳法”的内涵。第十五单元能量法（建议学时数：4学时）
第九单元 应力状态及应变状态分析（建议学时数：7 学时） 学习目的和要求：掌握应力状态的概念。了解二向应力状态和三向应力状态 的实例。熟练掌握平面应力状态下的应力分析解析法和图解法；主应力。了解三 向应力状态应力圆。了解平面应变状态概念。熟练掌握广义胡克定律。了解体积 应变、复杂应力状态下的变形能密度、体积改变能、畸变能的概念。 重点和难点：应力状态概念；平面应力状态下的应力分析；主应力；广义胡 克定律。 第十单元 强度理论（建议学时数：3 学时） 学习目的和要求：理解强度理论的概念。熟练掌握常用的四种强度理论。 重点和难点：四种强度理论的应用。通过该单元教学使学生理解科学假设在 理论研究和工程应用中的作用，诱发学生科学思想的形成。 第十一单元 组合变形（建议学时数：6 学时） 学习目的和要求：了解组合变形的概念和实例。掌握斜弯曲计算；拉（压） 与弯曲的组合变形计算。理解截面核心的概念。掌握扭转和弯曲的组合变形计算。 重点和难点：斜弯曲、拉（压）与弯曲组合变形计算、扭转和弯曲组合变形 计算。 第十二单元 压杆稳定（建议学时数：5 学时） 学习目的和要求：了解压杆稳定的概念。掌握两端铰支细长压杆的临界压力； 欧拉公式适用范围；经验公式；压杆的稳定计算。了解压杆稳定计算的折减系数 法。了解提高压杆稳定性的措施。 重点和难点：临界压力公式；临界应力总图；压杆的稳定计算。 第十三单元 动载荷（建议学时数：4 学时） 学习目的和要求：了解构件作匀加速直线运动或匀速转动时的应力计算。熟 悉冲击时应力和变形的计算。了解提高构件抗冲击能力的措施；冲击韧度。 重点和难点：构件作匀加速直线运动或匀速转动时的应力计算；冲击时应力 和变形的计算。 第十四单元 交变应力（建议学时数：2 学时） 学习目的和要求：了解交变应力及疲劳破坏的概念；交变应力的循环特性、 应力幅度、平均应力。掌握材料的持久极限及其测定；影响构件持久极限的因素。 熟悉对称循环下构件的疲劳强度计算。了解持久极限曲线及简化折线；不对称循 环下构件的疲劳强度计算。了解弯曲组合交变应力下构件的疲劳强度计算。了解 提高构件疲劳强度的措施。 重点和难点：持久极限及其测定；影响构件持久极限的因素。对称循环下构 件的疲劳强度计算。在上述概念建立的同时，使学生充分理解“归纳法”的内涵。 第十五单元 能量法（建议学时数：4 学时）
学习目的和要求：掌握杆件变形能的计算：变形能的普遍表达式。掌握莫尔定理。了解图乘法。了解卡氏定理。理解功的互等定理、位移互等定理。重点和难点：莫尔定理。三、教材及参考书1、教材：《材料力学》（I）（I)，刘鸿文主编，高等教育出版社2、参考书：《材料力学》（I）、（IⅡI），孙训芳、方孝淑、关来泰主编，高教出版社《工程力学教程》，范钦珊主编，高教出版社《材料力学检测题集》，胡增强、万德连主编，中国矿业大学出版社《材料力学概念思考题集》，华东地区材料力学课程协作组，中国矿业大学出版社《材料力学史》，S.P.铁木生可，上海科学技术出版社《材料力学教学法指导》，金树达、陈建华、马群，河北理工大学印刷四、责任认定1、大纲执笔者：武春廷2、大纲审定者：佟晓君
学习目的和要求：掌握杆件变形能的计算；变形能的普遍表达式。掌握莫尔 定理。了解图乘法。了解卡氏定理。理解功的互等定理、位移互等定理。 重点和难点：莫尔定理。 三、教材及参考书 1、教 材： 《材料力学》(Ⅰ)、(Ⅱ)，刘鸿文主编，高等教育出版社 2、参考书： 《材料力学》（Ⅰ）、（Ⅱ），孙训芳、方孝淑、关来泰主编，高教出版社 《工程力学教程》，范钦珊主编，高教出版社 《材料力学检测题集》，胡增强、万德连主编，中国矿业大学出版社 《材料力学概念思考题集》，华东地区材料力学课程协作组，中国矿业大学 出版社 《材料力学史》，S．P．铁木生可，上海科学技术出版社 《材料力学教学法指导》，金树达、陈建华、马群，河北理工大学印刷 四、责任认定 1、大纲执笔者：武春廷 2、大纲审定者：佟晓君