材料力學(xué)課程教學(xué)大綱

材料力學(xué)課程教學(xué)大綱課程編號：09151080課程名稱：《材料力學(xué)》／MechanicsofMaterials學(xué)時：60學(xué)時學(xué)分：3.5適用專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化開課學(xué)期：4開課部門：物理科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院先修課程：《高等數(shù)學(xué)》、《普通物理學(xué)》、《理論力學(xué)》、《機械制圖》等考核要求：考試使用教材及主要參考書：①劉鴻文主編，《簡明材料力學(xué)》第3版，高等教育出版社，2015.6②范欽珊主編，《材料力學(xué)》，北京:清華大學(xué)出版社，2015③顧志榮等，《材料力學(xué)學(xué)習(xí)方法及解題指導(dǎo)》，同濟大學(xué)出版社，2014④《材料力學(xué)》[美]S.鐵摩辛柯科學(xué)出版社出版⑤單輝祖編著，《材料力學(xué)》，Ⅰ、Ⅱ冊，機械工業(yè)出版社.2015⑥劉鴻文主編，《材料力學(xué)》第五版，Ⅰ、Ⅱ冊，高等教育出版社，2014⑦畢謙等主編，《材料力學(xué)》，重慶大學(xué)出版社，2013一、課程的性質(zhì)和任務(wù)1、課程的性質(zhì)：必修類學(xué)科主干課程。2、課程的目的和任務(wù)材料力學(xué)是一門技術(shù)基礎(chǔ)課。它為工程設(shè)計提供了有關(guān)強度、剛度和穩(wěn)定性計算的理論和方法。通過對《材料力學(xué)》的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握應(yīng)用材料力學(xué)知識解決實際工程問題的能力。二、教學(xué)目的與要求1、通過本課程的各個教學(xué)環(huán)節(jié)，達到以下基本要求：（1）對材料力學(xué)的基本概念和基本分析方法有明確的認識；（2）具有對一般結(jié)構(gòu)或超靜定桿件結(jié)構(gòu)在受力情況下進行應(yīng)力和位移、強度和剛度的計算的能力；（3）會對各類受力桿件結(jié)構(gòu)進行應(yīng)力狀態(tài)分析，且會用強度理論解決一些復(fù)雜的材料力學(xué)問題2、通過學(xué)習(xí)本課程，應(yīng)具備以下能力：（1）對材料力學(xué)中的基本概念、假設(shè)和結(jié)論有正確理解的能力；（2）基本了解材料力學(xué)應(yīng)用的工程背景，具有將一般構(gòu)件簡化為力學(xué)簡圖的分析能力；（3）具有處理桿類構(gòu)件強度、剛度及穩(wěn)定性等力學(xué)問題的基本方法的能力；（4）對金屬材料的力學(xué)性能有所了解，具有一定的計算能力與設(shè)計能力。三、學(xué)時分配章節(jié)課程內(nèi)容學(xué)時1緒論主要介紹：材料力學(xué)的的基本任務(wù)，對研究對象變形固體作出基本假設(shè)，介紹一些基本概念，介紹四種桿件變形的基本形式22軸向拉伸與壓縮本章介紹：軸向拉桿的概念，截面法求軸力，軸向拉壓桿的應(yīng)力及強度計算，軸向拉壓桿的變形及剛度計算，簡單超靜定情況求解83材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能自學(xué)4剪切主要介紹連接件的實用計算，包括剪切與拉壓計算25扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)變形的概念，截面法求扭矩，扭轉(zhuǎn)變形軸的應(yīng)力及強度計算，扭轉(zhuǎn)軸的變形及剛度計算，簡單超靜定情況求解66彎曲時的內(nèi)力本章介紹彎曲變形的概念，截面法求解彎曲內(nèi)力-剪力，彎矩，介紹快速作圖法47彎曲時的應(yīng)力介紹平面彎曲橫截面上的正應(yīng)力及剪應(yīng)力求解，彎曲梁的強度計算，截面慣性矩計算48梁的變形及簡單超靜定梁介紹積分法，疊加法求解彎曲梁的變形-撓度，轉(zhuǎn)角，梁的剛度計算，簡章超靜定梁的計算49能量法自學(xué)10應(yīng)力狀態(tài)和強度理論應(yīng)力狀態(tài)分析的概念，要領(lǐng)，平面應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力計算，復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)分析，廣義虎克定律，介紹強度理論的概念，強度理論解決復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力計算問題811組合變形拉壓彎組合變形，彎扭組合變形412壓桿的穩(wěn)定壓桿臨界載荷與臨界應(yīng)力選擇計算213動載荷有加速度的動荷，沖擊載荷，交變載荷2復(fù)習(xí)總結(jié)2四、教學(xué)中應(yīng)注意的問題1、主要教學(xué)方法與手段課堂教學(xué)主要以講授為主，自學(xué)、討論、演練相結(jié)合，采用啟發(fā)式、問題探討式、引探式教學(xué)。如教學(xué)條件許可，采用不同教學(xué)手段如電視錄象、教具模型、CAI課件等進行演示。2、課外自學(xué)要求為更好地使學(xué)生掌握基本理論、基本知識和基本技能，培養(yǎng)學(xué)生的獨立工作能力，安排一定的自學(xué)內(nèi)容，進行分析討論，進一步引導(dǎo)學(xué)生鞏固和加強所學(xué)知識，并糾正學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所易發(fā)生的錯誤?！恫牧狭W(xué)》課程涉及的概念較多，解題方法靈活多樣，對于一些工程實際問題，更需要分析和解決問題的能力，因此必須通過做練習(xí)題來加深對概念的理解和掌握，熟悉基本公式、基本方法的運用，從而達到理解、掌握所學(xué)知識的目的。因此獨立完成作業(yè)是學(xué)好本課程的重要手段。作業(yè)分為必做和選做兩類。必做作業(yè)是基本教學(xué)所要求的，每個學(xué)生都要認真完成；選做作業(yè)涉及提高部分的內(nèi)容，供不同層次的學(xué)生選做。每次課后布置2-5題作業(yè)。五、教學(xué)內(nèi)容第一章緒論1．基本內(nèi)容1.1材料力學(xué)的任務(wù)1.2變形固體的基本假設(shè)1.3內(nèi)力、應(yīng)力和截面法1.4位移、變形與應(yīng)變1.5桿件變形的基本形式2．教學(xué)基本要求理解內(nèi)力應(yīng)力，應(yīng)變的概念，會用截面法求解內(nèi)力，會計算簡單的應(yīng)變3．教學(xué)重點難點本章為一般介紹，了解即可4．教學(xué)建議使用課件，實體受力模擬教學(xué)第二章軸向拉伸與壓縮1．基本內(nèi)容2-1概述2-2軸力和軸力圖2-3軸向拉、壓桿橫截面上的應(yīng)力2-4軸向拉、壓桿斜截面上的應(yīng)力2-5軸向拉、壓桿的強度條件及其應(yīng)用2-6軸向拉、壓桿的變形2-7簡單靜不定問題2．教學(xué)基本要求會畫軸力圖會計算軸向拉壓的強度問題能求解簡單的一次超靜定問題會應(yīng)用胡克定律求解變形問題3．教學(xué)重點難點【本章重點】(1)軸向拉伸與壓縮時橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力；(2)軸向拉伸或壓縮時的變形；(3)胡克定律；【本章難點】靜不定問題及其求解思路和方法。4．教學(xué)建議使用課件，多布置作業(yè)第四章剪切1．基本內(nèi)容4-1概述4-2連接件的實用計算2．教學(xué)基本要求了解連接件的剪切破壞與擠壓破壞問題的計算②掌握連接件的剪切破壞與擠壓破壞問題的計算3．教學(xué)重點難點【本章重點】連接件的剪切與擠壓現(xiàn)象的分析與計算【本章難點】連接件的剪切面的分析，理解擠壓面與擠壓計算面積的異同之處4．教學(xué)建議多練習(xí)第五章扭轉(zhuǎn)1．基本內(nèi)容5-1概述5-2外力偶矩的計算扭矩和扭矩圖5-3薄壁圓筒的扭轉(zhuǎn)5-4圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力和強度計算5-5圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形和剛度計算2．教學(xué)基本要求理解圓軸扭轉(zhuǎn)變形的要領(lǐng)②掌握圓軸扭轉(zhuǎn)變形時的強度，剛度計算③會求解簡單的圓軸扭轉(zhuǎn)靜不定問題3．教學(xué)重點難點【本章重點】(1)圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力公式的推導(dǎo)及其應(yīng)用；(2)圓軸扭轉(zhuǎn)時的扭轉(zhuǎn)角和單位扭轉(zhuǎn)角的計算；(3)圓軸扭轉(zhuǎn)時的強度與剛度的計算。【本章難點】圓軸扭轉(zhuǎn)時的靜不定問題及其求解。4．教學(xué)建議使用課件，多練習(xí)第六章彎曲內(nèi)力1．基本內(nèi)容6-1概述6-2梁的計算簡圖6-3剪力和彎矩6-4剪力圖和彎矩圖6-5彎矩、剪力和分布載荷集度間的關(guān)系2．教學(xué)基本要求①理解彎曲內(nèi)力的概念②理解載荷集度、剪力和彎矩間的微分關(guān)系的幾何意義③會應(yīng)用載荷集度、剪力和彎矩間的微分關(guān)系繪制剪力圖及彎矩圖④了解剛架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力圖繪制3．教學(xué)重點難點【本章重點】(1)彎曲的內(nèi)力：剪力和彎矩；(2)梁和剛架的剪力圖和彎矩圖的繪制；(3)利用載荷集度、剪力和彎矩間的微分關(guān)系的幾何意義直接繪制剪力圖和彎矩圖。【本章難點】利用載荷集度、剪力和彎矩間的微分關(guān)系的幾何意義直接繪制剪力圖和彎矩圖。4．教學(xué)建議使用課件，多布置作業(yè)第七章彎曲應(yīng)力1．基本內(nèi)容7-1概述7-2平面彎曲時梁橫截面上的正應(yīng)力7-3慣性矩計算·平行移軸公式7-4梁的剪應(yīng)力7-5彎曲時的強度條件7-6提高梁強度的措施2．教學(xué)基本要求理解純彎曲時應(yīng)力概念會分析簡單截面的正應(yīng)力分布會計算彎曲正應(yīng)力強度掌握提高彎曲強度的一系列措施3．教學(xué)重點難點【本章重點】(1)純彎曲時的正應(yīng)力計算公式；(2)彎曲時的正應(yīng)力強度條件；(3)幾種常見提高彎曲強度的措施?！颈菊码y點】(1)彎曲剪應(yīng)力計算公式；(2)彎曲剪應(yīng)力強度條件。4．教學(xué)建議使用課件，多練習(xí)第八章彎曲變形1．基本內(nèi)容8-1概述8-2撓曲線的近似微分方程及其積分8-3用疊加法求梁的變形8-4梁的剛度條件和提高梁剛度的措施8-5簡單超靜定梁的解法2．教學(xué)基本要求掌握積分法及疊加法求解梁的變形了解提高梁彎曲變形剛度的措施會用比較變形法求解簡單超靜定梁的變形問題3．教學(xué)重點難點【本章重點】(1)撓曲線的微分方程的建立；(2)對撓曲線的微分方程進行積分?！颈菊码y點】簡單靜不定梁求解的思路和方法。4．教學(xué)建議多練習(xí)第十章應(yīng)力狀態(tài)和強度理論1．基本內(nèi)容10-1應(yīng)力狀態(tài)概述10-2向應(yīng)力狀態(tài)分析10-3三向應(yīng)力狀態(tài)，下的最大應(yīng)力10-4廣義虎克定律·三向應(yīng)力狀態(tài)下的彈性比能10-5強度理論的概念10-6常用的四個強度理論10-7強度理論的應(yīng)用2．教學(xué)基本要求掌握應(yīng)力圓法及解析法求解二向應(yīng)力狀態(tài)問題理解應(yīng)力圓的概念會畫應(yīng)力圓理解廣義胡克定律會應(yīng)力廣義胡克定律求解實際問題理解四個常用的強度理論3．教學(xué)重點難點【本章重點】(1)二向應(yīng)力狀態(tài)分析——解析法；(2)應(yīng)力圓的繪制及其應(yīng)用；(3)廣義胡克定律；(4)四種常用強度理論?！颈菊码y點】應(yīng)力圓的繪制及其應(yīng)用。4．教學(xué)建議使用課件，采用模擬教學(xué)法第十一章組合變形1．基本內(nèi)容11-1概述11-2拉伸（壓縮）與彎曲組合變形時的強度計算11-3扭轉(zhuǎn)與彎曲組合變形時的強度計算2．教學(xué)基本要求會選用不同的強度理論解決問題掌握拉（壓）彎組合變形求解掌握扭彎組合變形求解理解扭彎組合變形的原理3．教學(xué)重點難點【本章重點】(1)求解拉伸或壓縮與彎曲的組合的原理和方法；(2)求解扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合的原理和方法?！颈菊码y點】求解扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合的原理和方法。4．教學(xué)建議多練習(xí)第十二章壓桿穩(wěn)定1．基本內(nèi)容12-1概述12-2細長壓桿的臨界力12-3歐拉公式的適用范圍中、小柔度桿的臨界應(yīng)力12-4壓桿穩(wěn)定的實用計算2．教學(xué)基本要求掌握臨界應(yīng)力總圖的應(yīng)用理解歐拉公式的應(yīng)用范圍了解提高壓桿穩(wěn)定的措施3．教學(xué)重點難點【本章重點】(1)兩端鉸支細長壓桿的臨界壓力；(2)其它支承條件細長壓桿的臨界壓力(3)用安全系數(shù)法進行壓桿穩(wěn)定性的校核。【本章難點】用安全系數(shù)法進行壓桿穩(wěn)定性的校核。4．教學(xué)