材力教案模版

1、教 案20182019學年第一學期學院(系、部)機電工程學院課 程 名 稱材料力學授 課 班 級16級機械設計制造及自動化本科班主 講 教 師XXX職 稱 XXX使 用 教 材材料力學北航出版社2014版機電工程學院課 程 概 況課程名稱材料力學課程編號 總計：48 學時講課： 44 學時實驗：4 學時上機： 學時學 分 類別必修課（ ） 選修課（） 理論課（ ） 實驗課（ ）任課教師XXX職稱XXX授課對象專業(yè)班級：16級機械設計制造及自動化、材料、汽服本科 共 個班基本教材和主要參考資料1、基本教材：基本教材：北航出版社2014版材料力學2、主要參考資料：主要參考資料：劉鴻文編材料力學教學

2、目的要求通過材料力學的學習，要求學生對桿件的強度、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，一定的分析能力和初步的實驗能力。同時為機械設計、機械制造等專業(yè)課的學習打下必要的基礎。 教學重點難點重點：（1）內力，應力的概念，求內力的基本方法-截面法。（2）內力方程及內力圖的繪制。（3）材料力學的一般分析方法，即綜合考慮構件靜力平衡關系，變形幾何關系和物理這三個方面的方法。（4）明確胡克定律的內容及適用范圍。（5）正確建立強度條件進行強度計算。（6）掌握壓桿穩(wěn)定的概念，歐拉公式的建立及其適用范圍，并對壓桿進行穩(wěn)定校核。難點： （1）對超靜定問題的分析及解法； （2）應

3、力狀態(tài)與應變狀態(tài)分析； （3）強度理論的概念，如何正確選擇和運用強度理論。 課程教案授課時間第 1 周 周 第 節(jié)課次1 授課方式（請打）理論課( ) 討論課 實驗課 習題課 其他課時安排2 授課題目（教學章、節(jié)或主題）：緒論 主要教學方法與手段 本課次教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 了解課程的主要內容和學習任務，理解變形固體的基本假設，分析構件的基本變形。教學重點及難點：重點：構件強度、剛度和穩(wěn)定性的概念難點：應力、位移和應變 教學基本內容及過程一 材料力學研究的主要內容：研究構件的強度、剛度和穩(wěn)定性。1構件：工程結構或機械的各組成部分（如建筑物的梁和柱，機床的軸等）統(tǒng)稱為構

4、件。當工程結構或機械工作時，構件一般都承受一定的外力或重物的重量（如建筑物的梁受自身重力和其它物體（樓板）的重力作用，機床主軸受傳動力和切削力的作用）這些外力和重量稱為載荷（或荷載）。為保證工程結構或機械安全、正常地工作，構件應有足夠的能力負擔起應當承受的載荷（又簡稱承載能力），因此應當滿足下列要求：（1）強度要求 構件的強度是指構件抵抗破壞的能力。（在規(guī)定的載荷作用下，構件當然不應破壞）（2）剛度要求 構件的剛度是指構件抵抗變形的能力。（在載荷作用下，構件即使有足夠的強度，但變形過大，仍不能正常。（如房屋的樓板梁、機床主軸等書例）（3）穩(wěn)定性要求 構件的穩(wěn)定性是指構件保持其原有平衡形態(tài)的能力

5、。（本書以壓桿為例） 一般說來，構件滿足上述三方面要求，構件就能安全、正常地工作，（但對具體構件又往往有所側重，如儲氣罐強度，車床主軸剛度，受壓直桿穩(wěn)定性。）（此外還有相反的要求：防超載安全銷先破壞，緩沖作用車輛的緩沖彈簧應較大變形。）二構件的力學模型及基本假設(變形固體的基本假設) 工程構件一般由固體材料制成，如金屬與合金、工業(yè)陶瓷、聚合物等。（材料的四大家族：金屬、陶瓷、塑料、（高分子材料）結合已學過的機械工程材料課講授。） 在載荷作用下，一切構件都將發(fā)生變形，所以構件一般都是變形固體。而變形體在外力作用下產(chǎn)生的變形分為彈性變形與塑性變形。彈性變形是指作用在變形體上的外力去掉后可完全消失的

6、變形，如果外力去掉后，變形不能全部消失而留存殘余變形，此殘余變形稱為塑性變形。 固體有多方面的屬性，研究角度不同側重面各不一樣，在靜力學中將固體抽象為剛體。在材料力學中研究對象是變形固體，在研究構件的強度、剛度和穩(wěn)定性時，同樣為為抽象出力學模型 ，掌握與問題有關的主要屬性，略去一些次要因素，對變形體作如下的基本假設：1） 連續(xù)、均勻性假設 連續(xù)是指構件材料內部沒有空隙，（物質毫無空隙地充滿了固體的體積，空隙與構件尺寸相比極其微?。┚鶆蛐允侵覆牧系牧W性質各處都一樣，（金屬晶粒位向、數(shù)量極多且無規(guī)則排列統(tǒng)計平均值）2） 各向同性假設 認為材料沿不同方向具有相同的力學性質。（單個晶粒不同，極多且無

7、規(guī)則排列沿各個方向接近相同） 總之，研究構件受力后其內部的力學響應時，除非有特別提示（如非均勻介質材料、各向異性材料、含宏觀缺陷及裂紋材料等）一般將材料看成是由連續(xù)、均勻、各向同性的介質組成。因此，從構件中任意取出一小部分（單元體）時，它的力學性質（力學性能）和力學行為可以代表此構件內任何部分的力學性質和力學行為。附加：小變形假設： 工程中大多數(shù)構件在載荷作用下其幾何尺寸的改變量（變形量）與構件本身的尺寸相比通常是很微小的，這類變形稱為小變形，材料力學研究的問題限于小變形的情況，假設構件的變形與其原始尺寸相比很小，由于變形很小，因而在分析構件的平衡關系時，可以不考慮外力作用點由于構件變形所產(chǎn)生

8、的位移而按構件的原有形狀和尺寸計算，這種方法稱為“原始尺寸原理”，其結果一般都能與實驗結果較好地吻合。（例：懸臂梁自由端作用一集中力，求固定端反力偶時可不考慮梁彎曲時引起的力矩計算時力臂的改變，仍按直梁計算原始尺寸原理。）三，應力1）外力和內力 外力：主動力+反力=載荷 內力：物體因外力作用而變形，其內部各部分之間因相對位置改變而引起的相互作用力就是內力，它與構件所受的外力密切相關，隨著外力變化而變化，即隨外力增大而增大，（隨外力消失而消失）當達到某一極限值時，就會引起構件破壞，因而它與構件的強度密切相關的。 為了進行構件的強度計算，必須由已知的外力確定未知的內力，而內力對整體而言為作用力和反

9、作用力不出現(xiàn)，為此，用一平面（常用橫截面）假想地把構件截開分成兩部分，取其中一部分，以顯示并確定內力，這種方法稱為截面法，它是求內力的方法也是材料力學中的基本方法之一，在材料力學中占有非常重要的地位。 （結合教材圖2-1講授截面法的步驟：一截二代三平衡）結論：（1）根據(jù)連續(xù)性假設，截面上應是分布（內）力系，截面上的內力是該分布力系 的合力或合力偶。 （2）桿件原是平衡的，截開后的分離體也應保持平衡，據(jù)此，截面上的內力總是 和截面一側的外力平衡的，可列平衡方程確定內力類型和內力的大小。2）應力：受力構件內一點處分部內力的集度（P3）。（密集程度） 應用截面法，可求得桿件的內力，但還不能判斷桿件的

10、強度，例如相同材料的兩根桿，一根較粗，一根較細，在相同拉力的作用下細桿先被拉斷，顯然，具有相同內力的兩桿，它們抵抗破壞的能力并不相同，這表明桿件的強度不僅與內力有關，而且與桿件橫截面尺寸有關，即桿的強度取決于內力在橫截面上分布的密集程度。（集度） 作圖1-1，演示應力的數(shù)學意義。得式（1-1）（極限-微積分）（總應力）分解為兩個分量：正應力；切應力。國際單位；帕斯卡 常用兆帕列出帕與牛/面積關系。四位移和應變 變形點的位移（線位移），面的位移（角位移） 應變 線應變切應變 描述物體內一點處變形的兩個基本量。 五桿件變形的基本形式構件的幾何模型（了解和熟悉）工程中的實際構件的形狀多種多樣，按其三

11、維尺寸的比例，大致可簡化歸納為桿件、板殼類和塊體。 （1）桿（件）：長度遠大于橫向尺寸的構件“長”。 工程中很多構件可簡化為桿（包括典型的常見桿、可簡化為桿的齒輪輪齒、曲軸的軸頸等）所以桿是工程中最基本的構件，材料力學研究的主要對象是桿件。 桿件的幾何要素是其“橫截面”與“軸線”。 軸線截面形心的連線。 （截剖）（直桿、曲桿等按軸線形狀定義） 橫截面和軸線垂直的平面。 （等截面桿，變截面桿） 本課程重點研究等直桿。（2）板、殼：厚度方向尺寸遠小于其它兩個方向尺寸的構件，包括板和殼。 說明并圖示： 板（平面，如課桌面），殼（曲面，如家見鍋蓋）（1） 塊體：長、寬、高三個方向尺寸為同一量級的構件見

12、“方”。桿件變形的基本形式（結合教材圖1-4簡介） 軸向拉伸或壓縮，（剪切），扭轉，彎曲及組合變形學習基本思路提示：作業(yè)和思考題：習題1-11-6 課堂解析1-9課后小結： 課程教案授課時間第 1 周 周 第 節(jié)課次2 授課方式（請打）理論課（） 討論課 實驗課 習題課 其他課時安排2 授課題目（教學章、節(jié)或主題）：軸向拉伸和壓縮的強度計算（第2章第1節(jié)第5節(jié)） 主要教學方法與手段 本課次教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握直桿在拉伸或壓縮時的受力和變形特點，內力及截面法、應力和強度計算。教學重點及難點：重點：內力及其求法、內力圖難點：應力和強度計算教學基本內容及過程一，基本概念

13、軸向拉壓 外力：作用線與桿軸線重合。（軸向力） 變形：桿件沿桿軸伸長或縮短，同時橫向尺寸縮小或增大二，內力和應力 1）內力 軸力（圖2-2）正負規(guī)定：拉正壓負（背向截面正，指向截面負。） （大小等于截面一側軸向外力的代數(shù)和，拉正壓負。） 用軸力圖表示軸力與截面位置關系的曲線。（例2-1） 2）應力 （一）橫截面（三關系法） 幾何關系平面假設（圖2-4） 物理關系 靜力學關系 得計算公式（2-1） 公式應用條件及圣維南原理 解析例2-2、2-3 （二）斜截面 公式（2-3）、（2-4）及結論三（2。4）材料在拉伸、壓縮時的力學性質 應力應變曲線分析重要的幾個力學性能指標胡克定律塑性材料與脆性材料

14、的力學特性四，強度計算（2。5） 1） 極限應力（實驗測得）、工作應力（計算所得）、許用應力（安全因數(shù)）的概念。 2） 強度條件 式（2-9），（2-10）及解決的三類強度問題。解析本小節(jié)強度計算例題。 布置本課作業(yè)題：2-19、2-12 作業(yè)和思考題： 課后小結： 課程教案授課時間第 2 周 周 第 節(jié)課次3 授課方式（請打）理論課（ ） 討論課 實驗課 習題課 其他課時安排2 授課題目（教學章、節(jié)或主題）：軸向拉壓桿的變形，胡克定律（2.6-2.8） 主要教學方法與手段 本課次教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握胡克定律，掌握線應變、橫向變形系數(shù)等概念，熟練地計算軸向拉壓桿的

15、變形教學重點及難點：重點：應變、桿件的抗拉剛度、彈性模量、胡克定律難點： 位移、變形、應變的概念及計算方法，靜不定問題的解法教學基本內容及過程一基本概念及變形計算 （作P26圖222、23）1）變形的幾何關系 變形形式及其度量：軸向變形：L=L1-L橫向變形 B=1-B（絕對變形）軸向線應變 =L/L 橫向線應變=B/B （相對變形）（無量綱量，變形程度的度量，正負總是相反） 橫向變形系數(shù)v=|/| 泊松比2) 變形與力的物理關系 胡克定律=E（由實驗表明：當拉壓桿的正應力不超過某一極限（即比例極限）時，其應力與應變成正比=E，這就是著名的胡克定律，是變形體力學中的重要定律，是材料力學的理論基

16、礎和計算原理的重要基礎）（其中E是材料的彈性模量，與同單位，實驗測定，可查手冊，見表2-3 它表征材料抵抗拉壓變形的能力。（剛度指標）3）變形計算 （將應力、應變計算式代入胡克定律可得式（2-11），其中EA稱為桿件的抗拉（壓）剛度，它表示桿件抵抗拉伸（壓縮）變形的能力。（聯(lián)想：設計時不僅要正確選材，還要設計合理的截面形狀和尺寸） 當直桿受多個軸向外力作用時桿的總變形等于各分段變形量的代數(shù)和解題時須畫軸力圖，各段變形量的正負號取決于該段軸力的正負號，以便代數(shù)計算選例解析（桿件的變形導致結構的特征點的位移） 二，拉壓桿內的應變能 彈性體在外力作用下，因變形而儲存的能量稱為變形能 三，拉伸、壓縮的

17、超靜定問題（三關系法） 1）列靜力平衡方程（靜力關系）2）列變形協(xié)調方程（變形幾何關系） 補充方程3）列物理方程（物理關系）（胡克定律）補充方程 聯(lián)立求解 例2-9 布置作業(yè)：習題2-12 課程教案授課時間第 3 周 周 第 節(jié)課次4 授課方式（請打）理論課（）討論課 實驗課 習題課 其他課時安排2 授課題目（教學章、節(jié)或主題）：拉壓桿聯(lián)接件的強度計算（剪切）（2。9-2。11） 主要教學方法與手段 本課次教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 掌握剪切、擠壓的概念及其強度計算了解應力集中的概念，理解溫度應力和裝配應力教學重點及難點：重點：剪切、擠壓的概念及實用計算法難點：聯(lián)接件強度的

18、實用計算法 教學基本內容及過程一，基本概念 1）構件+（聯(lián)接件：銷釘、螺栓、鉚釘）構件=機構（機器） 2）圖2-27鉚接為例剪切 外力-作用線相距很近的橫向力 變形聯(lián)接件沿作用線間平面（剪切面）發(fā)生相對錯動。 3）強度計算-實用計算 名義應力；簡化后的實用計算（工作應力） 容許應力：破壞試驗計算極限應力除安全因數(shù)得。二鉚接接頭強度計算 1）剪切強度計算 2）擠壓強度計算 3）拉伸強度計算 鉚釘群接頭 例2-10三溫度應力 溫度變化構件熱脹（伸長）冷縮（縮短）溫度應力超靜定結構 必須十分注意。 裝配應力 桿件制造誤差超靜定結構內力裝配應力四（2.11）應力集中的概念 作業(yè)：習題2-16 課程教案

19、授課時間第 4 周 周 第 節(jié)課次6 授課方式（請打）理論課 討論課 實驗課 習題課 其他課時安排2 授課題目（教學章、節(jié)或主題）：扭轉的強度計算（3.13.4） 主要教學方法與手段 本課次教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 了解實心圓軸承受扭轉變形時的受力及變形特點，掌握扭轉的內力、應力和強度計算。教學重點及難點：重點：扭轉的 內力、應力和強度計算。難點：三關系法推導應力計算公式。 教學基本內容及過程一基本概念 扭轉：外力-作用面垂直于桿軸線的力偶；變形-各橫截面繞軸線相對轉動，（度量相對扭轉角）。以扭轉變形為主的構件-軸。（主要研究圓軸）二外力、內力的計算外力偶矩的計算見公式3

20、-1，特別強調注意功率的單位千瓦和馬力。內力（作圖3-4）扭矩T 正負號規(guī)定-右手螺旋法則；大小等于截面一側全部外里偶矩的代數(shù)和。（右手法則定正負）用類似軸力圖的畫法畫扭矩圖。（例3-2）三純剪切 基本概念、切應力互等定理；切應變、剪切胡克定律。四等直圓桿扭轉時的應力；試驗及平面假設；公式推導（三關系法）：幾何、物理、靜力關系推得公式（3-2）.強調極慣性矩和抗扭截面模量的概念及計算。 強度條件；式（3-6）可計算三方面問題。祥析例題3-4（安全經(jīng)濟） 說明從強度考慮，空心軸優(yōu)于實心軸。于是，飛機、輪船、汽車等運輸機械普遍采用空心軸，以減輕自重，提高運載能力。 布置作業(yè)：習題3-11（備注：第

21、三周第五次課為拉伸實驗課） 課程教案授課時間第 5 周 周 第 節(jié)課次7 授課方式（請打）理論課 討論課 實驗課 習題課 其他課時安排2 授課題目（教學章、節(jié)或主題）：扭轉的變形計算（3.53.8） 主要教學方法與手段 本課次教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 掌握圓軸扭轉的變形計算和剛度條件教學重點及難點：重點：圓軸扭轉的變形計算和剛度條件難點：等直非圓桿自由扭轉的應力和變形 教學基本內容及過程一.圓軸的扭轉變形公式 由推導應力公式(3-1)導得式（3-13）、（3-14）并比較軸向拉伸壓縮的變形計算公式，說明剛度指標。二.圓軸扭轉剛度條件及單位換算式 詳解析例3-6說明空心軸與

22、實心軸的優(yōu)劣；詳解析例3-7，說明設計傳動軸設計時傳動輪位置的合理設置。三.等直圓桿扭轉時的應變能-用功能原理說明；圓柱形密圈螺旋彈簧的應力和變形-結合專業(yè)課講授。四.等直非圓桿自由扭轉時的應力和變形自由扭轉和限制扭轉；矩形截面軸扭轉；切應力分布規(guī)律及計算方法。（該小節(jié)重在概念）五.薄壁桿件的自由扭轉（介紹）析例3-9 例：解習題3-16本課作業(yè)：習題3-20，3-21 課程教案授課時間第 5 周 周 第 節(jié)課次8 授課方式（請打）理論課 討論課 實驗課 習題課 其他課時安排2 授課題目（教學章、節(jié)或主題）：彎曲內力（4.14.4） 主要教學方法與手段 本課次教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解

23、三個層次）： 掌握彎曲內力的概念和計算，熟悉內力方程的建立，會應用微分關系畫內力圖教學重點及難點：重點：彎曲內力的概念和計算難點：微分關系繪彎曲內力圖 教學基本內容及過程一.彎曲及其計算簡圖 彎曲；外力-垂直于桿軸線的橫向力系；變形-直桿軸線彎成曲線。彎曲變形為主的桿件通稱為梁-幾何要素-縱向對稱平面-平面彎曲 計算簡圖 抽象的結構+載荷 抽象的結構 梁+支座 梁取其軸線代替 支座有絞支座和固定端支座 載荷-外力（包括支反力）：集中力、集中力偶、分布載荷（均布）有簡支梁、外伸梁、懸臂梁等靜定梁。（主要研究）二.梁的內力；剪力-順正逆負；彎矩-凹正凸負。剪力等于截面一側（左或右）所有橫向外力的代

24、數(shù)和。（左上右下為正）彎矩等于截面一側橫向外力（偶）對截面形心力矩的代數(shù)和。（左順右逆為正）舉例4-2.三.剪力方程和彎矩方程。剪力圖和彎矩圖 先闡述基本概念 舉例4-4（均布載荷）舉例4-5說明集中力作用處剪力圖突變規(guī)律；舉例4-6說明集中力偶作用處彎矩圖突變規(guī)律，為正確畫彎曲內力圖打基礎。四彎矩、剪力與分布載荷之間的關系 根據(jù)圖4-11列平衡方程導得微分關系式（4-3）、（4-4）、（4-5），根據(jù)高數(shù)導數(shù)的應用，分析總結用微分關系可確定內力圖曲線形狀，編寫成表格板書。利用微分關系繪剪力圖和彎矩圖的步驟是；求支座反力；分段確定剪力圖和彎矩圖形狀；求控制截面（即分段點）內力（直接計算法），根

25、據(jù)微分關系繪剪力圖和彎矩圖。（描點連線）（直線兩點連線）（拋物線還需確定極值點或頂點）確定最大剪力和最大彎矩。（見教材P86）詳解析例4-7、例4-8. 附；微分關系確定曲線形狀 梁段上的外力 剪力圖 彎矩圖 段內 q=0水平直線 斜直線 q0斜直線（上） 拋物線（凹） q0 斜直線（下） 拋物線（凸）分段點 集中力 突變(例4-5 ) 轉折 集中力偶 不變化 突變（例4-6）作業(yè)和思考題：習題4-9部分小題 課后小結： 課程教案授課時間第 6 周 周 第 節(jié)課次9授課方式（請打）理論課 討論課 實驗課 習題課 其他課時安排2 授課題目（教學章、節(jié)或主題）：彎曲內力（4.5-4.6） 主要教學

26、方法與手段 本課次教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 了解疊加法繪內力圖；在熟練掌握作梁的內力圖基礎上，掌握作剛架內力圖的方法教學重點及難點：重點：平面剛架的內力圖難點：平面曲桿的內力圖 教學基本內容及過程一.疊加法畫梁的內力圖 疊加原理 梁在載荷作用下的力學響應（反力，內力，變形）與載荷成線性關系，這些力學響應量可以疊加。如例4-9二.平面剛架 剛架-桿系結構的結點處為剛性連接。各桿連接點稱為剛接點。剛架受力變形時，剛結點處各桿軸線之間夾角保持不變。工程上剛架剛結點處夾角大多為直角，剛架軸線與所受外力處于同一平面內的剛架稱為平面剛架，否則為空間剛架。 平面剛架的內力均作用在剛架平

27、面內，其內力分量除剪力、彎矩還有軸力，作剛架內力圖的方法、步驟與梁基本相同，可將剛架看成是由不同取向（取各桿軸線為X軸）的桿件（梁）組成，并對作圖規(guī)則作如下規(guī)定；彎矩圖不注正負號，畫在各桿受拉一側這一規(guī)定與彎矩坐標向下為正是一致的。剪力圖和軸力圖加注正負號，可畫在剛架軸線任一側，正負號規(guī)定同前。舉例4-10三平面曲桿的內力圖 舉例圖4-16作業(yè)；習題4-14 課程教案授課時間第 7周 周 第 節(jié)課次10授課方式（請打）理論課 討論課 實驗課 習題課 其他課時安排2 授課題目（教學章、節(jié)或主題）：彎曲應力（5.15.3） 主要教學方法與手段 本課次教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：

28、了解純彎曲、橫彎曲的概念，熟悉彎曲正應力公式的推導，掌握正應力強度條件。教學重點及難點：重點：彎曲正應力的計算難點： 彎曲正應力的分布-應力狀態(tài)-強度條件教學基本內容及過程一.基本概念 彎曲是構件基本變形形式之一，也是最重要、最典型的一種變形形式。梁的橫截面上的內力；剪力-切向內力系的合力-與切應力有關；彎矩-法向內力系合力偶矩-與正應力有關。若梁的橫截面上的內力既有剪力又有彎矩-橫彎曲；若剪力為零，只有彎矩-則稱純彎曲。（圖5-1）二.梁的彎曲正應力（純彎曲）（三關系法）變形的幾何關系平面假設中性層中性軸P99式(a)物理關系：胡克定律式(h)靜力學關系 繪圖5-5說明，求得式（5-1）、（

29、5-2）計算絕對值，變形特點確定拉、壓應力。（彎矩正負號；凹正凸負）三.橫力彎曲時的正應力 應用純彎曲公式引入抗彎截面模量最大正應力計算公式強度條件分塑性材料和脆性材料說明解決三類強度計算問題。詳解例5-2本課作業(yè)：習題5-12 課程教案授課時間第 7 周 周 第 節(jié)課次11 授課方式（請打）理論課 討論課 實驗課 習題課 其他課時安排2 授課題目（教學章、節(jié)或主題）：彎曲應力（5.4-5.5） 主要教學方法與手段 本課次教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 理解彎曲切應力公式的推導熟悉常用截面上切應力計算及分布規(guī)律教學重點及難點：重點：提高梁彎曲強度的措施難點：橫截面上切應力公式的

30、推導 教學基本內容及過程一.常用截面上彎曲切應力分布規(guī)律及計算公式 矩形截面；式（5-10）圖5-13拋物線規(guī)律分布，中性軸上最大，上下邊緣為零。 最大值；式（5-12） 工字形截面；公式及分布規(guī)律同上，需說明結構的腹板及翼緣、及式（5-14）圓形截面；公式（5-15）及最大值式（5-16） 正應力是梁強度的主要控制因素，工程中一般按正應力設計，校核切應力有些情況必須以切應力為主(參看劉鴻文材料力學) 詳解例題5-6二提高梁強度的措施 控制梁強度的主要因素是梁的最大正應力，根據(jù)其計算公式可得措施如下； 合理安排（設計）梁的受力。圖5-18支座；圖5-19受力。 采用合理的截面形狀 以抗彎截面模

31、量與截面面積的比值衡量合理性。越大越合理比較矩形、圓形及型鋼截面說明其合理性，見表5-1；矩形豎放比平放合理。還要考慮材料的特性；塑性材料拉壓性能接近，脆性材料抗壓大于抗拉。 采用變截面梁（等強度梁）按圖5-23說明。 作業(yè)和思考題： 課后小結： 課程教案授課時間第 8 周 周 第 節(jié)課次12 授課方式（請打）理論課 討論課 實驗課 習題課 其他課時安排2 授課題目（教學章、節(jié)或主題）：彎曲變形（6.1-6.3）（積分法） 主要教學方法與手段 本課次教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：了解撓度、轉角的概念，理解撓曲線近似微分方程的建立及求解并應用于求解梁的變形教學重點及難點：重點：積

32、分法求梁的變形難點：撓曲線近似微分方程的建立及求解 教學基本內容及過程一.彎曲變形的基本度量 彎曲位移點（線位移） 面（角位移） 建立坐標系（圖6-1）形心沿Y向線位移撓度 （上正下負）橫截面繞中性軸轉動（角位移）轉角（逆正順負）點的法線與Y軸夾角點的切線與X軸夾角 撓度對X一階導等于轉角二.撓曲線近似微分方程（根據(jù)數(shù)學關系導出式6-3）三.積分法求梁的變形 解近似微分方程積分一次得轉角方程，一個積分常數(shù)再積分得撓度方程，再一積分常數(shù)。邊界條件和連續(xù)性條件確定積分常數(shù)（解例6-1等導出表6-1） 例：解習題6-2（三角形載荷的解析，邊界條件確定積分常數(shù)） 解習題6-5 （分段列彎矩方程，連續(xù)性

33、條件確定積分常數(shù)）作業(yè)6-1，6-4 課程教案授課時間第 9 周 周 第 節(jié)課次13 授課方式（請打）理論課 討論課 實驗課 習題課 其他課時安排2 授課題目（教學章、節(jié)或主題）：彎曲變形（6.4-6.6）（疊加法） 主要教學方法與手段 本課次教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握疊加法求梁的變形和梁的剛度校核，理解提高梁剛度的措施、對簡單超靜定梁的分析、計算教學重點及難點：重點：求彎曲變形的疊加法，梁的剛度條件難點：超靜定梁的分析計算 教學基本內容及過程一.疊加法求梁的變形 疊加原理及疊加法的闡述并舉例6-5二.梁的剛度校核 剛度條件，最大的撓度及最大轉角不能超過許可值。例6-8

34、 提高梁的剛度的措施三.簡單超靜定梁 概念；多余約束多余約束反力超靜定次數(shù) 方法：解除多余約束，代以反力基本靜定梁位移條件（疊加法）三關系法求解詳解教材例題。作業(yè)：習題6-10，6-11 課程教案授課時間第 9 周 周 第 節(jié)課次14 授課方式（請打）理論課 討論課 實驗課 習題課 其他課時安排2 授課題目（教學章、節(jié)或主題）：應力狀態(tài)（7.1-7.6） 主要教學方法與手段 本課次教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 理解應力狀態(tài)的概念、主應力的概念；會應用平面應力分析的解析法和圖解法。教學重點及難點：重點：平面應力分析的解析法好圖解法難點： 空間應力狀態(tài)的主應力和最大切應力的求法教

35、學基本內容及過程一.基本概念 應力、應力狀態(tài)的概念 研究對象：單元體 主應力和主平面的概念二.平面應力狀態(tài)的應力分析解析法 任意斜截面上的應力主應力和主平面最大、最小切應力（舉例說明求法）三.平面應力狀態(tài)的應力分析圖解法（應力圓）四.三向應力狀態(tài)（空間應力狀態(tài)） 可由以上平面應力狀態(tài)分析方法導出結果。五.廣義胡克定律（三個主應力三個主應變；舉例7-6）六.復雜應力狀態(tài)下的應變能密度（主要結果：式7-25）作業(yè)：習題7-5，7-8 課程教案授課時間第 10 周 周 第 節(jié)課次15 授課方式（請打）理論課 討論課 實驗課 習題課 其他課時安排2 授課題目（教學章、節(jié)或主題）：強度理論（7.7-7.

36、8） 主要教學方法與手段 本課次教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 掌握解決復雜受力情況下構件的強度問題的方法及常用的4個強度理論的原理和應用教學重點及難點：重點：解決復雜受力情況下構件的強度問題的方法難點：常用的4個強度理論的原理和應用 教學基本內容及過程一.基本概念 1）構件強度失效的基本形式：塑性屈服和脆性斷裂 2）強度理論的假說概念及基本觀點二.四種常用的強度理論（詳述原理及應用；相當應力等概念。例7-8，7-9） 第一強度理論 最大拉應力理論 第二強度理論 最大伸長線應變理論 第三強度理論 最大切應力理論 第四強度理論 形狀改變比能密度作業(yè)；7-13，7-16 課程教案授

37、課時間第 11周 周 第 節(jié)課次16 授課方式（請打）理論課 討論課 實驗課 習題課 其他課時安排2 授課題目（教學章、節(jié)或主題）：組合變形 主要教學方法與手段 本課次教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 理解組合變形的概念及分析方法。應用疊加法強度計算。教學重點及難點：重點：拉彎組合和彎扭彎扭組合變形的強度計算難點：彎扭組變形的強度計算，強度理論的應用 教學基本內容及過程一.基本概念和方法在載荷作用下，構件同時發(fā)生兩種或兩種以上的基本變形組合變形；疊加原理；如果內力、應力、變形等與外力成線性關系，則在小變形條件下，組合變形構件的內力、應力、變形等力學響應量可以疊加。疊加法；將構件所

38、受載荷用靜力等效方法（分解、合成、平移等）簡化為基本變形對應的載荷，求基本變形的應力后疊加。二.拉伸（壓縮）與彎曲組合變形 外力軸向力-拉壓變形橫向力-彎曲。圖8-3詳述通過靜力分解拉彎組合內力應力疊加（注意拉壓應力的說明） 例8-1（偏心拉壓）偏心力平移軸線上，附加力偶拉彎組合。三.扭轉與彎曲的組合 圖8-6 力平移橫向力-彎曲附加力偶-扭轉。危險面危險點-彎曲正應力+扭轉切應力-復雜應力狀態(tài)強度理論（塑性材料第三、第四強度理論）計算相當應力。（例）作業(yè)；習題8-4、8-7 課程教案授課時間第 12 周 周 第 節(jié)課次18 授課方式（請打）理論課 討論課 實驗課 習題課 其他課時安排2 授課

39、題目（教學章、節(jié)或主題）：壓桿穩(wěn)定 主要教學方法與手段 本課次教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 正確理解穩(wěn)定、失穩(wěn)和臨界力的概念理解臨界應力總圖的含義，掌握穩(wěn)定性計算教學重點及難點：重點：計算臨界力的歐拉公式難點：臨界應力總圖的含義，壓桿穩(wěn)定計算 教學基本內容及過程一，壓桿穩(wěn)定的概念 壓桿-受軸向壓力的直桿。穩(wěn)定-保持其原有的直線平衡形態(tài)。 穩(wěn)定和不穩(wěn)定是指物體平衡狀態(tài)而言，經(jīng)得起干撓的平衡狀態(tài)稱為穩(wěn)定平衡狀態(tài)，否則為不穩(wěn)定平衡狀態(tài)（失穩(wěn)）。圖9-1；FFcr:穩(wěn)定的平衡；FFcr:不穩(wěn)定的平衡；FFcr:臨界平衡。（作對應的力學示意圖） 臨界力 Fcr：壓桿保持直線形式平衡狀態(tài)

40、所能承受的最大載荷，或使壓桿喪失直線形式平衡狀態(tài)所需的最小載荷。壓桿是否穩(wěn)定關鍵確定臨界力，確定臨界力的方法靜力法和能量法。本書采用靜力法。二.臨界力的歐拉公式（9-2）（解小撓度彈性撓曲線近似微分方程所得） 式中的慣性矩應是截面的最小慣性矩，是長度系數(shù)，反映了桿端約束對臨界力的影響，其值越小，臨界力越大，壓桿穩(wěn)定性高。見表9-1：4種結構4個值，要求熟記。 注意強調；歐拉公式說明了臨界力與外力無關，是壓桿結構的自身特性，其值越大，壓桿越穩(wěn)定。三.臨界應力cr（演示推導過程并引入柔度的概念及大、中、小柔度桿及臨界應力求法）得臨界應力總圖（圖9-4）據(jù)圖說明歐拉公式的適用范圍。四.壓桿穩(wěn)定計算有

41、安全系數(shù)法和穩(wěn)定系數(shù)法（舉安全系數(shù)法例） 提高壓桿穩(wěn)定性措施，根據(jù)歐拉公式逐項說明。作業(yè)：習題9-1，9-14 課程教案授課時間第 13周 周 第 節(jié)課次20 授課方式（請打）理論課 討論課 實驗課 習題課 其他課時安排2 授課題目（教學章、節(jié)或主題）：動載荷 主要教學方法與手段 本課次教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 了解動載荷問題的特征，理解動荷因數(shù)的概念，熟練掌握沖擊構件的應力及強度計算教學重點及難點：重點：沖擊構件的應力、變形和強度計算難點：動荷問題動荷因數(shù)的確定 教學基本內容及過程一.基本概念 1.靜載荷：由零緩慢增加到一定數(shù)值后保持不變的載荷。（或變動很不顯著） 2，

42、動載荷：隨時間而變化的載荷。（或使構件有加速度）有三類動荷問題：一般加速度（線速度，角速度）問題，基于達朗貝爾原理的動靜法； 沖擊問題。基于能量守恒定理的能量法；振動與疲勞問題。（交變應力專章講授）二.一般加速度問題（用動靜法求應力和變形） 按教材例演示解題過程，說明解動荷問題的理論和方法，說明動荷問題與靜荷問題的關系，關鍵在于確定動荷因數(shù)。三.沖擊問題：構件受較大加速度的載荷-沖擊載荷（如機械設備的鍛床、沖床等）-沖擊應力。按教材導出自由落體沖擊的動荷因數(shù)（公式10-14）；詳解例題10-3.（解習題10-11、10-9）四.沖擊韌性 講授沖擊試驗機原理及沖擊韌性的測得及應用。布置作業(yè)；10

43、-8、10-10、10-11。 課程教案授課時間第 14 周 周 第 節(jié)課次21 授課方式（請打）理論課 討論課 實驗課 習題課 其他課時安排2 授課題目（教學章、節(jié)或主題）：交變應力(11.111.6)（對稱循環(huán)） 主要教學方法與手段 本課次教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 了解疲勞破壞的特點和原因；掌握材料的持久極限、測定方法及其影響因素。教學重點及難點：重點：對稱循環(huán)下構件的疲勞強度計算難點：材料的持久極限、測定方法及其影響因素。教學基本內容及過程一.基本概念 1.交變應力與疲勞破壞（失效） 交變載荷（或交變應力）：指隨時間作周期性變化的載荷（或應力）齒輪傳動的輪齒；另一類

44、隨時間作不規(guī)則變化的載荷（應力）稱隨機載荷。 疲勞破壞（失效）：構件在足夠大的周期變化的應力作用下，在經(jīng)受多次、反復變化的應力之后所發(fā)生的斷裂破壞，區(qū)別于靜荷強度失效。失效的特點。（見教材216頁所述四點及圖11-4 2.恒幅交變應力的描寫：循環(huán)特征；應力幅 平均應力 對稱循環(huán)、脈動循環(huán)、靜載荷的循環(huán)特征及畫圖說明 3.持久極限 定義標準試件經(jīng)歷無數(shù)次循環(huán)也不發(fā)生疲勞破壞的最大應力為該材料的疲勞極限，右下角標表示該持久極限值是在該循環(huán)特征時測得的：彎曲疲勞試驗機及試樣簡介。應力-壽命曲線簡介。影響因素；構件外形-有效應力集中因素K；圖11-8、11-9） 構件尺寸-尺寸因素（數(shù)）表11-1）構

45、件表面質量-表面質量因數(shù)表11-2、11-3.二.對稱循環(huán)疲勞強度計算 強度條件為教材226頁公式（11-11）和（11-12）說明其中每一符號的意義，詳析例題11-1說明解題方法及步驟。三.持久極限曲線 說明圖11-12的建立及力學意義（射線）舉例解習題11-6. 本課布置作業(yè)：習題11-1、11-4（插入法求圖表中查不到的因數(shù)） 課程教案授課時間第 15周 周 第 節(jié)課次22授課方式（請打）理論課 討論課 實驗課 習題課 其他課時安排 2授課題目（教學章、節(jié)或主題）：交變應力（11.711.10）非對稱循環(huán)疲勞強度計算 主要教學方法與手段 本課次教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 掌握非對稱循環(huán)交變應力、彎扭組合交變應力下的疲勞強度計算；學會分析方法。教學重點及難點：重點：非對稱循環(huán)交