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文檔簡介
1、材料力學Material mechanics課程代碼:24410019學分:5學時: (其中:課堂教學學時:80 實驗學時: 上機學時:課程實踐學時:)先修課程:高等數學,大學物理,工程制圖、理論力學適用專業(yè):工程力學土木工程等教材:材料力學(第五版),劉鴻文,高等教育出版社,2010.6一、課程性質與課程目標(-)課程性質(需說明課程對人才培養(yǎng)方面的貢獻)材料力學是力學、機械、土木類等專業(yè)的一門主要專業(yè)基礎課,是這些類別專業(yè)學 科平臺的主干課程。通過本課程的學習,可以培養(yǎng)學生的辨證唯物主義世界觀,培養(yǎng)學 生分析和解決工程問題的能力。為學習后繼課程,從事工程技術工作,科學研究以及開 拓新技術領
2、域,打下堅實的基礎。(二)課程目標(根據課程特點和對畢業(yè)要求的貢獻,確定課程目標。應包括知識目標和能力 目標。)課程目標1:.工程知識:掌握材料力學的基本知識,對桿件的強度、剛度和穩(wěn)定 性問題具有明確的基本概念、必要的基礎理論知識并能將其用于解決復雜工程問題。(畢 業(yè)要求1. 3. 1)課程目標2:.研究:有比較熟練的計算能力、一定的分析能力和實驗能力。能夠 基于工程力學原理并采用科學方法對復雜工程問題進行研究,包括設計實驗、分析與解 釋數據、并通過信息綜合得到合理有效的結論。(畢業(yè)要求1.3. 4)課程目標3:素質:培養(yǎng)嚴謹求實的科學態(tài)度和開拓進取精神、科學思維的方式和方 法、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新
3、思維,為培養(yǎng)不斷學習能力和尋找解決問題的欲望提供支撐。(畢業(yè)要求 1.3.5, 1.3.6)注:工程類專業(yè)通識課程的課程目標應覆蓋相應的工程教育認證畢業(yè)要求通用標準;(三)課程目標與專業(yè)畢業(yè)要求指標點的對應關系(認證專業(yè)專業(yè)必修課程填寫)靜不定結構66講授法、討論法1、2動載荷44講授法、討論法1交變應力44講授法、討論法1壓桿穩(wěn)定44講授法、討論法1、2、3彎曲的幾個補充 問題22講授法、討論法1桿件的塑性分析22講授法、討論法1、2電測基本理論33講授法、討論法1、2合計8080注:1.課程實踐學時按相關專業(yè)培養(yǎng)計劃列入表格;.主要教學方法包括講授法、討論法、演示法、研究型教學方法(基于問
4、題、項目、案例等教學方法)等。五、課程考核考核形式考核要求考核權重備注課堂表現、平時作業(yè)缺課、不得多于3次,作業(yè)完 成不少于80%,質量較好0.2階段測試參加,根據具體情況考慮0. 1期中考試按卷面成績折算0.7注:1.分學期設置和考核的課程應按學期分別填寫上表。.考核形式主要包括課堂表現、平時作業(yè)、階段測試、期中考試、期末考試、大作業(yè)、小 論文、項目設計和作品等。.考核要求包括作業(yè)次數、考試方式(開卷、閉卷)、項目設計要求等。.考核權重指該考核方式或途徑在總成績中所占比重。六、參考書目及學習資料(書名,主編,出版社,出版時間及版次)1、材料力學教與學,茍文選,高等教育出版社,2007年5月第
5、1版2、材料力學學習指導書,陳乃立,陳倩,高等教育出版社出版,2004年1月第1版3、工程力學基礎孫保蒼,國防工業(yè)出版社,2016年第二版七 大綱說明(內容可包括課程基本要求、習題要求及其它一些必要的說明).本課程的實驗要求見工程力學實驗實驗教學大綱;.教材:推薦使用劉鴻文所編的材料力學教材;.為達到基本要求,課外習題應不少于120題,即每次(2學時)布置34道題。其 中應有概念題、思考題、簡單證明題、基本計算題和綜合分析題及實驗題等;.注意在教學中適當采用教學模型,特別大力提倡采用計算機輔助教學CAI軟件、 片等現代化教學手段;.應采用試題庫或試卷庫進行統(tǒng)一考試;2017年 9月10 日課程
6、目標畢業(yè)要求指標課程目標L課程目標2課程目標3畢業(yè)要求1. 3. 1HM畢業(yè)要求1. 3. 4MHM畢業(yè)要求1.3.5MH畢業(yè)要求1.3. 6MH注:課程目標與畢業(yè)要求指標點對接的單元格中可輸入“/”,也可標注“H、M、L”。二、課程內容與教學要求(一)緒論1、教學內容(1)材料力學的任務;(2)變形固體的基本假設;(3)外力及其分類;(4)內力、截面法和應力的概念;(5)變形和應變;(6)桿件變形的基本形式;.知識、能力與素質等方面的基本要求(1)理解變形固體的基本假設及內力、截面法、應力、位移和應變的概念;了解桿件變形的基本形式及組合變形的概念;3、重難點(1)重點是掌握變形固體的基本假設
7、及內力、截面法、應力、位移和應變的概念;(2)難點是了解桿件變形的基本形式及組合變形的概念;(二)拉壓與剪切1、教學內容(1)軸向拉伸和壓縮的概念和實例;(2)軸向拉壓時橫截面上的內力與應力;(3)直桿軸向拉伸或壓縮時斜截面上的應力;(4)材料在拉伸時的力學性能;(5)材料在壓縮時的力學性能;(6)失效、安全系數和強度計算;(7)軸向拉伸或壓縮時的變形;(8)軸向拉伸或壓縮時的變形能;(9)拉伸、壓縮靜不定問題;(10)溫度應力和裝配應力;(11)應力集中的概念;(12)剪切和擠壓的實用計算;2.知識、能力與素質等方面的基本要求(1)熟練掌握拉壓桿的內力、應力、變形和應變的概念、理論分析和計算
8、方法,建 立強度條件;(2)掌握材料的拉、壓力學性能;了解應力集中概念;(4)熟練掌握剪切、擠壓的概念和實用計算;3、重難點(1)重點是掌握拉、壓、剪切、擠壓強度計算,掌握拉、壓的變形計算;(2)難點是簡單拉、壓超靜定的解法;(三)扭轉1、教學內容(1)外力偶矩的計算、扭矩和扭矩圖;(2)純剪切;(3)圓軸扭轉時的應力;(4)圓軸扭轉時的變形;(5)非圓截面桿扭轉的概念;(6)薄壁桿件的自由扭轉2.知識、能力與素質等方面的基本要求(1)熟練掌握軸扭轉的內力、扭矩圖,圓軸扭轉的應力和變形,強度和剛度條件;(2)理解純剪切概念;(3)掌握剪應力互等定理;了解非圓截面桿扭轉及薄壁桿件的扭轉問題;3、
9、重難點(1)重點是掌握扭轉的扭矩圖,圓軸扭轉的強度和剛度條件;(2)難點是了解純剪切概念;(四)彎曲內力1、教學內容平面彎曲的概念和實例;受彎桿件的簡化;剪力和彎矩;剪力方程和彎矩方程、剪力圖和彎矩圖;載荷集度、剪力和彎矩間的關系;平面曲桿的彎曲內力;2.知識、能力與素質等方面的基本要求熟練掌握平面彎曲的內力、剪力圖和彎矩圖;3、重難點(1)重點是掌握平面彎曲的內力、剪力圖和彎矩圖;(2)難點是剛架和平面曲桿的內力;(五)彎曲應力1、教學內容(1)純彎曲時的正應力(2)橫力彎曲時的正應力;(3)彎曲剪應力;(4)提高彎曲強度的措施;2.知識、能力與素質等方面的基本要求(1)熟練掌握具有縱向對稱
10、截面梁的彎曲正應力及其強度條件;(2)理解彎曲剪應力;3、重難點(1)重點是掌握平面彎曲彎曲正應力及其強度條件;(2)難點是了解彎曲切應力的概念和常用截面彎曲切應力的計算;(六)彎曲變形1、教學內容(1)工程中的彎曲變形問題;(2)撓曲線的微分方程;(3)用積分法求彎曲變形;(4)用疊加法求彎曲變形;(5)簡單靜不定梁;(6)提高彎曲剛度的一些措施;2.知識、能力與素質等方面的基本要求(1)熟練掌握用積分法和疊加法計算梁的變形(位移);(2)理解簡單靜不定梁的求解;3、重難點(1)重點是掌握用積分法和疊加法計算梁的變形;(2)難點是簡單靜不定梁的求解;(七)平面圖形幾何性質1、教學內容(1)靜
11、矩和形心;(2)慣性矩和慣性半徑;慣性積;(4)平行移軸公式;(5)轉軸公式、主慣性軸;2.知識、能力與素質等方面的基本要求(1)掌握截面靜矩、極慣性矩、軸慣性矩、軸慣性積的概念;(2)掌握平行移軸定理;(3) 了解轉軸公式;3、重難點(1)重點是掌握截面靜矩、極慣性矩、軸慣性矩、軸慣性積的計算和平行移軸定理;(2)難點是了解轉軸公式;(八)應力狀態(tài)和強度理論1、教學內容(1)應力狀態(tài)概念;(2)二向和三向應力狀態(tài)的實例;(3)二向應力狀態(tài)分析-解析法;(4)二向應力狀態(tài)分析-圖解法;(5)三向應力狀態(tài);(6)廣義虎克定律;(7)復雜應力狀態(tài)的變形比能;(8)強度理論概述;(9)四種常用強度理
12、論;2.知識、能力與素質等方面的基本要求(1)掌握應力狀態(tài)分析和強度理論;(2)理解應力狀態(tài)分析概念;(3)熟練掌握平面應力狀態(tài)分析的解析法和圖解法(莫爾圓);(4)掌握三向應力狀態(tài)下的主應力和最大切應力;(5)掌握廣義胡克定律;(6)熟練掌握常用強度理論及其應用;3、重難點(1)重點是平面應力狀態(tài)分析的一種方法,最大切應力計算,廣義胡克定律,強度 理論及其應用;(2)難點是應力狀態(tài)分析的概念和主平面位置的確定,三向應力狀態(tài)下的廣義胡克 定律的應用;(九)組合變形1、教學內容(1)組合變形和疊加原理;(2)拉伸或壓縮與彎曲的組合(包括斜彎曲的概念);(3)偏心壓縮;(4)扭轉與彎曲的組合;(5
13、)拉伸(壓縮)、彎曲與扭轉的組合變形2.知識、能力與素質等方面的基本要求(1)理解組合變形概念和疊加原理的應用;(2)掌握組合變形下桿件的強度計算;(3)熟練掌握拉(壓)一彎和扭一彎組合變形桿件的強度計算;3、重難點(1)重點是掌握拉(壓)一彎和扭一彎組合變形桿件的強度計算;(2)難點是力學計算簡圖的分析和組合變形的判斷;(十)能量方法1、教學內容概述;(2)桿件變形能的計算;(3)變形能的普遍表達式;(4)互等定理;(5)卡氏定理;(6)單位載荷法、莫爾積分;2.知識、能力與素質等方面的基本要求(1)理解外力功與彈性應變能概念;(2)熟練掌握一種能量方法計算位移(單位力法或卡氏定理);3、重
14、難點(1)重點是掌握一種能量方法計算位移;(2)難點是理解外力功與彈性應變能概念;(十一)靜不定結構1、教學內容(1)靜不定結構概述;(2)用力法或變形比較法解靜不定結構;(3)對稱及反對稱性質的利用;2.知識、能力與素質等方面的基本要求(1)理解靜不定概念;(2)熟練掌握一種求解簡單一次靜不定問題的方法,推薦使用力法解靜不定結構;3、重難點(1)重點是熟練掌握一種求解簡單一次靜不定問題的方法;(2)難點是理解靜不定概念,對稱及反對稱性質的利用;(十二)動載荷1、教學內容(1)概述;動靜法的應用;(2)桿件受沖擊時的應力和變形;2.知識、能力與素質等方面的基本要求(1)了解動靜法的應用;(2)
15、掌握構件受沖擊時應力和變形的計算原理;3、重難點(1)難點是了解動載荷中慣性力問題和沖擊應力的分析與計算;(十三)交變應力1、教學內容(1)交變應力與疲勞失效;(2)交變應力的描述方法,材料的持久極限;(3)影響構件持久極限的因素,對稱循環(huán)下構件的疲勞強度計算;(4)持久極限曲線,不對稱循環(huán)下構件的疲勞強度計算;(5)彎扭組合交變應力的強度計算(6)提高構件疲勞強度的措施;2.知識、能力與素質等方面的基本要求了解交變應力與疲勞破壞的概念、持久極限及其影響因素;了解不同循環(huán)下構件疲勞強度的計算方法。3、重難點(1)持久極限及其影響因素;(2)不同循環(huán)下構件疲勞強度的計算方法;(十四)壓桿穩(wěn)定1、
16、教學內容(1)壓桿穩(wěn)定的概念;(2)兩端錢支細長壓桿的臨界壓力;(3)其他支座條件下細長壓桿的臨界壓力;(4)歐拉公式的適用范圍、經驗公式;(5)壓桿的穩(wěn)定性校核;(6)提高壓桿穩(wěn)定性的措施;2.知識、能力與素質等方面的基本要求(1)理解穩(wěn)定性概念及其意義;(2)熟練掌握軸向受壓桿的臨界力和臨界應力計算;(3)熟練掌握壓桿的柔度和壓桿穩(wěn)定性校核;3、重難點(1)重點是熟練掌握軸向受壓桿的臨界力和臨界應力計算,掌握壓桿穩(wěn)定性校核;難點是理解穩(wěn)定性的概念和歐拉公式的適用范圍;(十五)彎曲的幾個補充問題1、教學內容(1)非對稱彎曲;(2)彎曲中心;2.知識、能力與素質等方面的基本要求了解非對稱彎曲的
17、計算方法了解彎曲中心的物理意義,能找出簡單薄壁構件的彎曲中心;3、重難點簡單薄壁構件彎曲中心的確定。(十六)桿件的塑性變形1、教學內容(1)金屬材料的塑性性能;(2)拉壓桿系的塑性分析;(3)圓軸扭轉的塑性分析;(4)梁的塑形分析;2.知識、能力與素質等方面的基本要求(1)金屬材料的塑性性能;(2)掌握圓軸扭轉及梁彎曲的塑性分析了解殘余應力的概念。3、重難點(1)彈塑性力學模型;(2)梁彎曲的塑性分析簡單薄壁構件彎曲中心的確定。(十七)電測基本理論1、教學內容(1)電測基本原理;(2)單向應力狀態(tài)測試;(3)主應力方向已知的平面應力狀態(tài)測試;(4)主應力方向已知的平面應力狀態(tài)測試。.知識、能力與素質等方面的基本要求(1)掌握電測基本原理;(2)掌握單向應力狀態(tài)的測試方法3) 了解復雜應力狀態(tài)的測試
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