材料力學本科教學大綱

1、材料力學 （ 本科） 教學大綱課程編號： 課程類型：專業(yè)基礎課 課程教學：講授 適用專業(yè)：土木工程及相關專業(yè) 授課總學時： 90 學時（ 5 學分）一、課程的性質、作用和任務 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，初步的 力學建模及對簡化模型近似性評估的能力， 一定的定性與定量分析能力和初步的實驗能力。 它的任務是在保證構件既安全適用又經濟的前提下，為構件選擇合適的材料，確定合理的 的截面形狀和尺寸，提供必要的計算方法和實驗技術。它為學生學習結構力學、彈性力學 等后繼課程奠定基礎，

2、把它應用于工程，即可對桿類構件或零件進行強度、剛度和穩(wěn)定性 設計。二、課程內容、基本要求及學時分配（總學時90）第一部分 緒論 講授 2 學時。1、基本內容 材料力學的任務，變形固體的概念及其基本假設，外力，截面法，內力和應變的概念， 位移和應變的概念，桿件變形的基本形式。2、基本要求1）理解外力、內力、應變等基本概念。2）熟練掌握桿件變形的基本形式。3、重點 力的基本概念及桿件變形的幾種基本形式。第二部分 拉伸和壓縮講授 6 學時，習題課 2 學時，試驗 2 學時，共 10 學時。1、基本內容 軸向拉、壓概念，軸向拉壓時橫截面上的內力和應力，斜截面上的應力；許用應力及強 度條件；軸向拉、壓時

3、的變形；2、基本要求1）了解許用應力及強度條件的概念。2）掌握軸向拉壓時橫截面上的內力和應力，斜截面上的應力；虎克定律的應用條件。3）掌握低碳鋼的拉伸試驗及其試驗特點。4）熟練掌握應力集中，安全系數(shù)等基本概念。3、重點 軸向拉壓時橫截面上的內力和應力，斜截面上的應力。第三部分 剪切講授 2 學時。1、基本內容 剪切的概念，純剪切，剪應力互等定理，剪切虎克定律，剪切彈性模量。2、基本要求1）了解剪切的概念。2）掌握純剪切狀態(tài)的受力特性，剪應力互等定理。4）理解胡克定律的應用條件及適用范圍。3、重點 純剪切狀態(tài)的受力特性，剪應力互等定理。第四部分 扭轉講授 4 學時，習題課 2 學時，試驗 2 學

4、時，共 8 學時。1、基本內容 扭轉的概念，外力偶矩的計算，扭矩和扭矩圖；圓軸扭轉時的應力和變形，強度和剛度 條件；抗扭剛度，極慣性矩，抗扭截面模量。2、基本要求1）理解扭轉的概念。2）會計算外力偶矩，扭矩和扭矩圖；圓軸扭轉時的應力和變形。3）熟練掌握強度和剛度的校核計算。4）了解抗扭剛度，極慣性矩，抗扭截面模量。3、重點 扭矩和扭矩圖；圓軸扭轉時的應力和變形。第五部分 平面圖形的幾何性質 講授2學時，習題課 0 學時，共 2 學時。1、基本內容 靜矩，軸慣性矩，慣性積和慣性半徑；平行移軸公式；轉軸公式；組合圖形的慣性矩和 慣性積的計算；主形心軸和形心慣性矩。2、基本要求1）了解組合圖形的慣性

5、矩和慣性積的計算。2）會求靜矩，軸慣性矩，慣性積和慣性半徑；平行移軸公式；轉軸公式。3、重點 靜矩，軸慣性矩，慣性積和慣性半徑；平行移軸公式；轉軸公式。第六部分 彎曲講課 12 學時，習題 4 學時，實驗 2 學時。共 18 學時。1、基本內容彎曲內力 平面彎曲概念，梁的計算簡圖；剪力和彎矩，剪力圖和彎矩圖，q、 Q、M 間的積分關系及應用，彎曲應力 純彎曲時的正應力公式，抗彎剛度；抗彎截面模量，彎曲變 形 梁的變形和位移， 撓度和轉角； 梁的撓曲線近似微分方程； 用積分法求梁的撓度和轉角。2、基本要求1）理解彎曲內力、平面彎曲、彎曲應力、抗彎剛度、抗彎截面模量的概念，。2） 掌握梁的計算簡圖

6、；剪力和彎矩，剪力圖和彎矩圖，q、Q M間的積分關系及應用， 彎曲應力 純彎曲時的正應力公式。3）了解彎曲變形 梁的變形和位移，撓度和轉角；梁的撓曲線近似微分方程。4）了解積分法求梁的撓度和轉角。3、重點 剪力圖和彎矩圖。第七部分 應力、應變分析基礎講授 2 學時，習題課 0 學時，共 2 學時。1、基本內容 應力狀態(tài)，主應力和主平面，最大剪應力；廣義虎克定律，二向應力狀態(tài)下的應力分析 解析法和圖解法。2、基本要求1）理解應力狀態(tài)，主應力和主平面，最大剪應力的概念。2）了解廣義虎克定律。3）了解二向應力狀態(tài)下的應力分析解析法和圖解法。3、重點 應力狀態(tài)，主應力和主平面，最大剪應力的概念。第八部

7、分 強度理論講授 2 學時，習題課 2 學時，共 4 學時。1、基本內容 強度理論的概念；破壞形式分析；脆性斷裂和塑性流動；四個常用強度理論，相當應力 概念；莫爾強度理論介紹。2、基本要求1）理解強度理論的概念，破壞形式分析；脆性斷裂和塑性流動，掌握四個常用強度理論。2）掌握相當應力的概念。3）了解莫爾強度理論。第九部分 組合變形下的強度計算講授 4學時，習題課 2 學時，共 6學時。1、基本內容 組合變形的概念，斜彎時的應力和強度計算，拉（壓）彎組合時應力和強度計算；彎扭 組合時應力和強度計算。2、基本要求1）理解組合變形的概念。2 ）掌握拉（壓）彎組合時應力和強度計算。3）了解斜彎時的應力

8、和強度計算，彎扭組合時應力和強度計算。3、重點 拉（壓）彎組合時應力和強度計算。第十部分 能量法講授 4 學時，習題課 0 學時，共 4 學時。1、基本內容虛功原理，單位載荷法，圖乘法；功的互等定律和位移互等定理。2、基本要求1）理解虛功原理的概念。2 ）掌握功的互等定律和位移互等定理。3）了解單位載荷法，圖乘法。3、重點 虛功原理的概念，功的互等定律和位移互等定理。第十一部分 靜不定系統(tǒng)講授 4學時，習題課 2 學時，共 6學時。1、基本內容靜不定系統(tǒng)的概念，用力法解靜不定梁，用力法正則方程解簡單靜不定問題。2、基本要求1）理解靜不定系統(tǒng)的概念。2 ）掌握用力法解靜不定梁。3）了解力法正則方

9、程解簡單靜不定問題。3、重點靜不定系統(tǒng)的概念，力法解靜不定梁。第十二部分壓桿穩(wěn)定講授9學時，習題課2學時，共11學時。1、基本內容彈性平衡穩(wěn)定性概念， 穩(wěn)定平衡和不穩(wěn)定平衡；細長壓桿臨界載荷的歐拉公式；桿端不同約束的影響；長度系數(shù)，柔度；歐拉公式的適用范圍；超過比例極限時壓桿的臨界應力， 經驗公式；臨界應力總圖，壓桿的穩(wěn)定計算。2、基本要求1）理解彈性平衡穩(wěn)定性概念，穩(wěn)定平衡和不穩(wěn)定平衡。2 ）掌握細長壓桿臨界載荷的歐拉公式；桿端不同約束的影響；長度系數(shù)，柔度；歐拉 公式的適用范圍，壓桿的穩(wěn)定計算。3） 了解臨界應力總圖。3、重點壓桿的穩(wěn)定計算，細長壓桿臨界載荷的歐拉公式。三、大綱說明1、本大綱適用于土木工程及相關工科專業(yè)本科學生。2、 推薦教材：范欽珊主編，材料力學。高等教育出版社出版： 面向21世紀課程教材。四、課時分配表內容講課習題課試驗課小計第一部分緒論2002第二部分拉伸和壓縮4228第