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1、材料力学教学大纲 课程名称：材料力学 总 学 时：84学时适用专业：机械设计制造及其自动化专业 先修课程：高等数学，理论力学一、课程的性质、目的与任务:材料力学是机械设计制造及其自动化专业的一门主要的专业技术基础必修课,学位课。本课程的教学目的是使学生对杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念、必要的基础知识、比较熟练的计算能力以及一定的分析能力和初步的实验能力。培养学生的力学素质和定性、定量分析能力，为学生学习相关专业课程及进行结构设计和科学研究奠定良好的基础。二、教学基本要求:了解材料力学的基本理论、基本概念和基本分析方法。使学生能科学地辨认材料力学中的各种概念、原理、专业术语，使学
2、生知道材料力学中各种构件的分类、受力过程和变化倾向，并且明确指出需要学生记忆的各种公式和原理。理解材料力学中杆件和梁的几种变形形式。使学生能用自己的语言对各种理论知识加以叙述、解释和归纳，并且能够指出各部分知识之间的内在联系和相互区别。掌握各种概念、原理、定律和方法的具体计算与应用。具体反映在：1、对材料力学的基本理论、基本概念和基本分析方法有明确的认识。2、掌握一般杆类零件和构件的受力与变形原理，具有绘出其合理的力学计算简图的初步能力。3、能够熟练地分析与计算杆件在拉、压、剪、扭、弯时的内力，绘制相应的内力图。4、能够熟练地分析与计算杆件在基本变形下的应力和变形，并进行相应的强度和刚度计算。
3、5、对应力状态理论与强度理论有明确的认识，并能够将其应用于组合变形情况下的强度计算。对应变状态有关概念有一定了解和认识。6、熟练地掌握简单超静定问题的求解方法。7、能够熟练地分析与计算理想中心受压杆件的临界荷载和临界应力，并对国家现行钢结构设计规范所规定工程压杆的稳定计算方法，有深入地了解和认识，并能够熟练地进行压杆的稳定计算。8、对杆件的应变能有关概念、基本原理和基本定理有一定认识和掌握，并能够熟练地用来计算简单梁、扭转圆轴和简单拉压杆结构的位移，进而计算简单超静定问题的内力。9、对动荷载和交变应力下构件的疲劳强度计算有明确的认识，并能够进行有关计算。10、对于常用材料的基本力学性能及其测试
4、方法有初步认识。11、对于电测实验应力分析的基本原理和方法有初步认识。三、教学内容:（一）绪论及基本概念 2学时材料力学的任务。变形固体的概念及基本假设。主要研究对象的几何特征。杆件变形的基本形式分类。（二）轴向拉伸和压缩 6学时1、轴向拉伸和压缩的概念2学时2、内力的概念和计算，以及内力图的绘制。3、拉压杆应力的概念和计算。4、拉压杆的变形理论，以及胡克定律。5、拉压杆的应变能。1学时6、材料在拉伸和压缩时的力学性能。 1学时7、拉压杆的强度条件和强度计算以及安全因数和许用应力的概念。2学时8、应力集中的概念。（三）剪切和挤压 6学时1、剪切的概念，及内力的计算。 2学时2、剪切的变形理论和
5、应变力，3、挤压概念和内力计算和应力计算。4学时4、杆剪切和挤压的刚度条件和刚度计算以及安全因数和许用应力的概念 。（四）扭转 8学时1、薄壁圆筒的扭转概念和计算。1学时2、传动轴的外力偶矩的计算，以及扭矩的概念和扭矩图的绘制。1学时3、等直圆杆扭转时的应力和强度条件。2学时4、等直圆杆扭转时的变形和刚度条件。1学时5、等直圆杆扭转时的应变能。1学时6、等直非圆杆自由扭转时的应力和变形。2学时（五）平面图形的几何性质 4学时静矩、惯性矩、惯性积、惯性半径；简单图形的形心确定，惯性矩和惯性积的计算；平行移轴公式，组合图形惯性矩的计算；主形心轴和形心主惯性矩的概念，转轴公式、简单图形的主形心轴和主
6、形心惯性矩的计算。（六）梁弯曲内力及强度计算 10学时1、对称弯曲的概念及梁的计算简图。2、梁的剪力和弯矩，剪力图和弯矩图。3学时3、平面刚架和曲杆的内力图。1学时4、梁横截面上的正应力，以及正应力强度条件。2学时5、梁横截面上的切应力，以及切应力强度条件。2学时6、梁的合理设计。2学时（七）梁弯曲变形的计算 6学时1、梁的位移：挠度和转角的概念。2学时2、梁的挠曲线近似微分方程及其积分。3、利用叠加原理计算梁的挠度和转角。2学时4、梁的刚度条件和刚度校核。2学时5、梁弯曲时的应变能。 （八）应力状态理论 4学时1、平面应力状态的应力分析和计算，主应力的概念。2、空间应力状态的概念。 2学时3
7、、应力与应变的关系，广义胡克定律。4、空间应力状态下的应变能密度概念。2学时（九）强度理论 4学时1、强度理论和相当应力的概念。2学时2、强度理论的应用和计算。2学时（十）组合变形 4学时1、两相互垂直平面内的弯曲的概念2学时2、拉伸（压缩）与弯曲的组合变形。学时3、扭转与弯曲的组合变形2学时（十一）能量法 4学时1、应变能和余能的概念。1学时2、卡氏定理。1学时3、利用能量法解超静定系统。1学时4、虚位移原理和单位力法。1学时（十二）动荷载 4学时（1）构件作加速直线运动或匀速转动时的动应力计算。（2）冲击时应力和变形的计算。（十三）交变应力 4学时（1）交变应力的概念，金属疲劳破坏的概述；
8、材料的持久极限；影响构件持久极限的因素；对称循环下构件的疲劳验算。2学时（2）材料的持久极限曲线及其简化折线，非对称循环下构件的强度校核。 2学时（十四）压杆稳定 6学时1、压杆稳定性的概念。2、细长中心受压直杆的概念及其临界力的欧拉公式。2学时3、各种杆端约束下的细长压杆的临界力欧拉公式和欧拉公式的应用范围，以及压杆的长度因数和临界应力总图。2学时4、实际压杆的稳定因数，以及压杆的稳定计算。2学时（十五 ）实验 16学时四、教学参考书：刘鸿文等，材料力学（第四版），高等教育出版社，1999年孙训方等，材料力学（第四版）,高等教育出版社，2000年武建华等，材料力学，重庆大学出版社，2002年范钦珊等，工程力学，高等教育出版社，1998年S.铁摩辛柯，J.盖尔,材料力学
