發(fā)布時間：2017-05-26 18:06

  本文關鍵詞：材料力學，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《材料力學》教學大綱

適用專業(yè)：土木、機械、采礦、安全、彈爆、力學等專業(yè)                          

學    分：4

課程編號：21340402                                                           

課程類別：必修課

課程學時：72（理論64+實驗8）                                                

開課學期：4

一、大綱說明

（一）課程的性質(zhì)和任務

材料力學是一門理論性較強的學科專業(yè)基礎課，與理論力學一起共同構(gòu)成了其它各門力學課程的基礎，同時在許多工程技術領域中有著廣泛的直接應用。本課程的任務是使學生掌握受力構(gòu)件變形及其變形過程中構(gòu)件內(nèi)部應力的分析和計算方法，掌握構(gòu)件的強度、剛度和穩(wěn)定性分析理論在工程設計、事故分析等方面的作用，為經(jīng)濟合理地設計構(gòu)件提供必要的理論基礎和計算方法，并為學好有關的后續(xù)課程打好必要的基礎。

（二）課程的基本要求及重點、難點

總的要求：掌握各種基本變形及其相關組合變形情況下受力構(gòu)件強度、剛度、穩(wěn)定性的計算，掌握簡單和復雜應力狀態(tài)的解析和圖解分析方法，熟練掌握各種強度理論的實際應用。

各部分具體要求及重點、難點：

1 、基本變形部分 ——包括軸向拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲

（ 1 ）熟悉基本變形構(gòu)件內(nèi)力的分析方法——截面法。熟練掌握各種基本變形構(gòu)件內(nèi)力圖的繪制方法，包括傳統(tǒng)方法和技巧方法。

（ 2 ）熟悉平面假設在各種基本變形分析過程中的作用及圣維南原理的含義及應用。

（ 3 ）熟練掌握各種基本變形情況下構(gòu)件變形和應變、內(nèi)力和應力的計算方法。

（ 4 ）熟練掌握和運用各種基本變形情況下，強度條件三方面的運用，，即強度校核、截面設計和許可載荷的確定。

（ 5 ）掌握各種基本變形情況下，構(gòu)件變形能的計算。

（ 6 ）熟練掌握靜不定結(jié)構(gòu)的求解方法和步驟。

（ 7 ）掌握各種基本變形情況下，構(gòu)件危險截面和危險點的判別方法。

（ 8 ）掌握各種基本變形情況下，提高構(gòu)件承載能力的措施。

2 、組合變形部分——包括斜彎曲、拉彎組合、壓彎組合、彎扭組合

（ 1 ）熟悉各種組合變形情況下，疊加原理的運用。

（ 2 ）熟悉斜彎曲和平面彎曲的區(qū)別及判別方法。

（ 3 ）掌握偏心壓縮構(gòu)件截面核心范圍的確定方法。

（ 4 ）熟悉彎扭組合變形情況下，第三、第四強度理論的具體表達形式和應用。

（ 5 ）熟悉各種組合變形情況下，危險截面和危險點的確定方法和相應位置處內(nèi)力和應力的分析和計算方法。

3 、應力狀態(tài)和應變狀態(tài)和強度理論部分

（ 1 ）掌握應力狀態(tài)、單元體的概念及其兩者之間的關系。掌握主應力、主平面、主單元體、簡單應力狀態(tài)、復雜應力狀態(tài)的概念。

（ 2 ）熟練掌握平面應力狀態(tài)下，求解各種應力的解析法和圖解法。

（ 3 ）熟練掌握廣義虎克定律的幾種表達形式及其運用。

（ 4 ）對于三向應力狀態(tài)和平面應變狀態(tài)問題要求了解掌握。

（ 5 ）熟練掌握四大強度理論的適用范圍、應用方法。

4 、能量法和靜不定系統(tǒng)部分

（ 1 ）熟練掌握莫爾定理、卡氏定理的推導及應用。

（ 2 ）熟練掌握莫爾圖乘法的原理和運用。

（ 3 ）掌握位移互等定理的原理和運用。

（ 4 ）熟練掌握能量法在求解靜不定結(jié)構(gòu)中的重要作用。

（ 5 ）熟練掌握求解靜不定系統(tǒng)的力法方程的運用。

5、動荷載和交變應力

（ 1 ）熟練掌握三種類型的動應力計算。重點掌握沖擊變形和應力的計算。

（ 2 ）熟練掌握靜變形、靜載荷、靜應力和動變形、動載荷、動應力之間的關系。熟練掌握動荷系數(shù)的計算。

（ 3 ）掌握靜不定結(jié)構(gòu)受沖擊荷載作用下的變形和應力計算。

（ 4 ）了解掌握沖擊韌度的概念及其影響因素。

（ 5 ）掌握交變應力與疲勞破壞之間的關系及其造成的危害，了解掌握疲勞破壞的特征。

（ 6 ）熟練掌握交變應力的循環(huán)特性、材料的持久極限及影響持久極限的因素。

（ 7 ）掌握對稱循環(huán)下和非對稱循環(huán)下構(gòu)件疲勞強度的計算。

（ 8 ）掌握彎扭組合交變應力下構(gòu)件疲勞強度的計算。

（ 9 ）熟悉掌握構(gòu)件抗疲勞和抗沖擊的措施。

6、壓桿穩(wěn)定部分

（ 1 ）中心受壓細長直桿臨界壓力的計算

（ 2 ）不同桿端約束情況下歐拉公式中長度系數(shù)的取值。

（ 3 ）壓桿的臨界應力總圖及歐拉臨界應力計算公式的使用范圍。

（ 4 ）壓桿的穩(wěn)定性校核。

（三）對能力培養(yǎng)的要求

結(jié)合本課程的特點，使學生在下列各種能力上得到培養(yǎng)。

（ 1）邏輯思維能力，包括推理、分析、判斷等能力。

（ 2）抽象化能力，包括將簡單問題抽象成為力學模型，進行適當?shù)臄?shù)學描述、應用力學理論求解。

（ 3）自學能力、表達能力（文字和圖象）、數(shù)字計算能力。

總之，整個《材料力學》課程的中心就是受力構(gòu)件的強度、剛度、穩(wěn)定性，其余均是圍繞這三個內(nèi)容提供具體的分析和計算方法，總的目標是為經(jīng)濟合理地設計構(gòu)件提供理論依據(jù)。

（四） 本課程和其它課程的關系

在學習本課程之前要求掌握并能初步運用相關的數(shù)學和物理學方面的知識，主要有高等數(shù)學、解析幾何、普通物理等。 在本課程的教學中則應注意利用學生在數(shù)學和物理等課程中已掌握的物理概念與數(shù)學方法，并使之進一步鞏固、熟練與加深，注意使之與工程實際聯(lián)系起來。

材料力學是一系列后續(xù)課程的基礎，例如彈性力學、彈塑性力學、塑性力學、結(jié)構(gòu)力學、流體力學、分析力學、斷裂力學、復合材料力學、板殼力學、連續(xù)介質(zhì)力學、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、土力學與地基基礎、機械振動學等。

（五） 幾點說明

1、為達到基本要求，課外練習應不少于150題，其中包括概念題、簡單證明題、基本運算題和綜合分析題。 課內(nèi)、外學習課時比以 1 ： 1.5 為宜。

2、在保證基本要求的前提下，應注意適當采用形象化教學手段。應盡量創(chuàng)造條件開出能夠反應各部分內(nèi)容的試驗課，同時還應培養(yǎng)學生的計算機輔助計算能力。

二、大綱內(nèi)容

（一）課程內(nèi)容

第一章.緒論

材料力學的任務、變形固體的基本假設、外力及其分類、內(nèi)力與應力、變形與應變、桿件變形的基本形式。

第二章.軸向拉壓變形

軸向拉伸和壓縮的概念、軸向拉壓時橫截面上的內(nèi)力和應力、直桿軸向拉伸或壓縮時斜截面上的應力、材料在拉伸和壓縮時的力學性能、許用應力 安全系數(shù) 拉壓強度 、軸向拉伸或壓縮時的變形、直桿軸向拉伸或壓縮時的變形能、應力集中的概念、拉（壓）超靜定問題。

第三章.剪切變形

剪切的概念和實用計算、擠壓和擠壓的實用計算、純剪切  剪應力互等定理  剪切虎克定律、剪切變形能

第四章.扭轉(zhuǎn)變形

扭轉(zhuǎn)的概念、外力偶矩的計算  扭矩和扭矩圖、圓軸扭轉(zhuǎn)時的應力和強度條件、圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形和剛度條件、圓柱形密圈螺旋彈簧的應力和變形、非圓截面桿扭轉(zhuǎn)的概念、薄壁桿件的自由扭轉(zhuǎn)。

第五章.彎曲內(nèi)力

平面彎曲的概念、受彎桿件的簡化、剪力和彎矩、剪力方程和彎矩方程　剪力　彎矩圖、載荷集度 剪力和彎矩之間的關系、按疊加原理作彎矩圖、平面曲桿的彎曲內(nèi)力、平面剛架內(nèi)力圖。

第六章.彎曲應力

純彎曲時橫截面上的正應力、非對稱梁的純彎曲、橫力彎曲時的正應力  正應力強度條件、彎曲剪應力、彎曲剪應力的強度校核、開口薄壁桿件

的彎曲應力  彎曲中心、提高彎曲強度的一些措施。

第七章.彎曲變形

梁的撓曲線近似微分方程用其積分、用疊加法求梁的變形、簡單靜不定梁的解法、梁的剛度校核及提高梁的剛度措施、梁內(nèi)的彎曲應變能。

第八章.應力狀態(tài)和強度理論

應力狀態(tài)的概念和實例、平面應力狀態(tài)下的任意斜截面上的應力、平面應力狀態(tài)下的最大應力 主應力、三向應力狀態(tài)下的最大應力、廣義虎克定律、強度理論。

第九章.組合變形

斜彎曲、偏心壓縮（拉伸）、扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合變形。

第十章.能量法

桿件變形能的計算、莫爾定理、圖形互乘法、卡氏定理、功的互等定理和位移互等定理。

第十一章.靜不定系統(tǒng)

靜不定系統(tǒng)的概念、疊加法  能量法解靜不定問題、用力法解靜不定系統(tǒng)。

第十二章.動荷載

構(gòu)件作勻加速直線運動 或勻速轉(zhuǎn)動時的應力計算 、沖擊時應力和變形

的計算、提高構(gòu)件抗沖擊能力的措施、沖擊韌度。

第十三章.交變應力

交變應力及疲勞破壞、交變應力的循環(huán)特性應力幅度和平均應力、材料的持久極限、影響構(gòu)件持久極限的因素、對稱循環(huán)下構(gòu)件的疲勞強度計算、持久極限曲線及其簡化折線、不對稱循環(huán)下構(gòu)件的疲勞強度計算、彎曲和扭轉(zhuǎn)組合交變應力下構(gòu)件的疲勞強度計算、提高構(gòu)件疲勞強度的措施。

第十四章.壓桿穩(wěn)定

壓桿穩(wěn)定性的基本概念、細長中心受壓直桿臨界力的歐拉公式、細長壓桿的臨界壓力    歐拉公式、壓桿的臨界應力及臨界應力總圖、壓桿的穩(wěn)定性計算。

三、教材及參考書

（一）教材

材料力學，劉鴻文編. 高等教育出版社

材料力學，孫訓方編. 高等教育出版社

材料力學，鐵木辛柯編. 高等教育出版社

材料力學，范欽刪編. 高等教育出版社

（二）參考書

1、材料力學，楊伯源著　合肥工業(yè)大學出版社

2、材料力學，宋子康 蔡文安主編 高等教育出版社

3、材料力學，金家楨主編 高等教育出版社

4、材料力學800題，胡增強 楊英 胡柔等主編 高等教育出版社

5、材料力學，В.И.費奧多謝夫著 蔣維城等譯. 高等教育出版社

6、材料力學解題精粹，陳升平主編.中國郵電大學出版社

7、材料力學學習指導，王守新主編.大連理工大學出版社

教研室： 力學教研室

編寫人： 經(jīng)來旺、宮能平、劉丹丹、江向陽

 

 

 

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本文編號：397641