材料力學課程教學大綱

1、材料力學課程教學大綱課程編號： 125006 大綱執(zhí)筆人：虞愛民學分： 4總學時： 68大綱審核人： 李堯臣、課程性質與目的材料力學是一門技術基礎課。 通過本門課程的學習， 要求學生對桿件的受力分析、 強度、 剛度和穩(wěn)定性問題具有明確的基本概念、 必要的基礎知識、 比較熟練的計算能力， 有初步的 力學建模及對簡化模型近似性評估的能力，必要的定性與定量分析能力和初步的實驗能力。二、課程基本要求1. 對材料力學的基本概念和基本的分析方法有明確的認識。2 具有將一般桿類零構件簡化為力學簡圖的初步能力， 具有力學建模的初步概念與能 力。3. 能比較熟練地作出桿件在基本變形下的內力圖、 計算其應力和位移

2、、 并進行強度和 剛度計算。4. 對應力狀態(tài)理論和強度理論有明確的認識， 并能將其應用于組合變形下桿件的強度 計算。5. 理解掌握簡單超靜定問題的求解方法。6. 對能量法的有關基本原理有明確認識，并比較熟練地掌握一種計算位移的能量方 法。7. 對壓桿的穩(wěn)定性概念有明確的認識， 會計算軸向受壓桿的臨界載荷與臨界應力， 并 進行穩(wěn)定性校核等計算。8. 理解動載荷中的動荷系數(shù)和交變應力中的疲勞破壞、 持久極限等基本概念， 會計算 桿件承受沖擊載荷時的應力和變形。9. 對于常用材料在常溫下的基本力學性能及其測試方法有初步認識。10 對于電測實驗應力分析的基本原理、方法和實驗方案設計有初步認識。三、課程

3、基本內容1 緒論 材料力學的任務與研究對象 材料力學的基本假設 桿件變形的基本形式。 內力 截面法 應力概念 應變概念。2 軸向拉壓應力、位移與材料的力學性能 拉壓桿橫截面與斜截面上的應力 圣維南原理 拉壓桿的強度條件 材料在常溫、 靜荷 下的拉、壓力學性能 拉壓桿的變形 胡克定律 彈性模量與泊松比 桁架的節(jié)點位移 拉 壓應變能概念 簡單拉壓靜不定問題。3剪切與擠壓的實用計算剪切名義應力 擠壓名義應力 許用應力 連接件的實用計算 接頭的強度計算。4 扭轉 圓軸扭轉切應力 薄壁圓筒扭轉切應力 切應力互等定理 剪切胡克定律 剪切彈性 模量 極慣性矩與抗扭截面模量。軸的動力傳遞 扭轉強度條件。圓軸扭

4、轉變形 扭轉剛度條件簡單扭轉超靜定問題。非圓截面桿扭轉簡介。5 附錄截面幾何性質靜矩慣性矩慣性積慣性半徑 主形心軸和主形心軸慣性矩簡單截面慣性矩和慣性積計算移軸公式和轉軸公式組合截面的慣性矩和慣性積計算。6 .彎曲內力梁的計算簡圖 剪力、彎矩方程和剪力、彎矩圖剪力、彎矩與載荷集度間的微分關系 及其應用 剛架和曲桿的內力。7.彎曲應力對稱截面梁的彎曲正應力矩形截面梁與薄壁截面梁的彎曲切應力剪心概念 彎曲強度條件梁的合理強度設計。8 .彎曲變形梁的撓度與轉角撓曲線近似微分方程計算梁變形的積分法和迭加法簡單超靜定梁梁的剛度條件與合理剛度設計。9 .應力、應變狀態(tài)分析和強度理論應力狀態(tài)平面應力狀態(tài)下應

5、力、應變分析應力圓主應力和主平面概念三向應力狀態(tài)下的最大應力廣義胡克定律 各向同性材料E、 G、的關系復雜應力狀態(tài)下的應變能與畸變能。強度理論概念 常用的四個強度理論強度理論的應用薄壁圓筒強度計算莫爾強度理論。10 .組合變形組合變形問題的分析方法斜彎曲拉（壓）與彎曲的組合 偏心拉壓截面核心彎曲與扭轉的組合。11.能量法外力功與應變能的一般表達式功的互等定理 位移互等定理 卡氏第二定理 單位載荷法。12 .壓桿穩(wěn)定問題壓桿穩(wěn)定性概念兩端較支細長壓桿臨界載荷的歐拉公式其它支承情況下壓桿的臨界載荷長度系數(shù)與柔度歐拉公式的應用范圍中柔度桿臨界應力的經驗公式臨界應力總圖 壓桿穩(wěn)定性計算提高壓桿穩(wěn)定性的

6、措施。13.動載荷構件作等加速運動或等速轉動時的動應力計算構件受沖擊時的應力和變形計算動荷系數(shù)提高構件抗沖擊能力的措施本課程共68學時，其中理論課 62學時（其中有約 4學時的習題及討論課），實驗6 學時。課外：要求學生 2倍的上課時間進行復習及作作業(yè)。四、實驗或上機內容實驗內容：1.低碳鋼與鑄鐵兩種材料的拉伸與壓縮破壞實驗。測定低碳鋼的彈性模量。2. 低碳鋼與鑄鐵兩種材料的扭轉破壞實驗。測定低碳鋼的剪切彈性模量。3. 梁彎曲正應力試驗（電測法）。4. 彎曲與扭轉組合變形試驗。5. 壓桿穩(wěn)定試驗。6. 沖擊疲勞演示試驗。五、前修課程要求先修課程：高等數(shù)學，理論力學六、學時分配序號內容學時安排小計理論 課時實驗 課時習題 課時上機 課時1緒論22軸向拉伸與壓縮823剪切24扭轉4115截面幾何性質26彎曲內力47彎曲應力6118彎曲變形49應力狀態(tài)與強度理論710組合變形5111能量法4112壓桿穩(wěn)定5113動載何交變應力5演示1總計586468七、教材與主要參考書教 材：材料力學同濟大學航空航天與力學學院基礎力學教研部編，同濟大學出版社 19979材料力學宋子康材料力學第二版材料力