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1、材料力学教学大纲（4.5 学分，72 学时。课堂教学64学时，实验教学8学时） 适用专业：过程装备与控制工程（必修）一、课程的性质和任务 材料力学是过程装备与控制工程专业（即专业目录修订前的化工设备与机械专业）的一门重要技术基础课。它是机械设计、过程机械、成套装备优化设计、压力容器安全评估、典型过程设备设计等各门后续专业课程的基础，并在许多工程技术领域中有着广泛的应用。本课程的任务是使学生掌握材料力学的基本概念、基本知识；训练学生对基本变形问题进行力学建模和基本计算的能力；使学生熟悉材料力学分析问题的思路和方法；培养学生自觉运用力学观点看待工程和日常生活中实际事物的意识。目的在于为学习本专业相
2、关后继课程打好力学基础。二、课程内容、基本要求与学时分配1引言。材料力学基本概念、教学任务、研究方法以及背景知识介绍。（2学时）2轴向拉伸和压缩。熟练掌握轴向拉伸与压缩的内力计算，截面法，轴力，轴力图。轴向拉伸（压缩）时横截面及斜截面上的应力。拉（压）杆的变形计算，胡克定律，叠加原理，杆系结点的位移计算。了解拉压杆的应变能及应变能密度的概念，材料在拉伸和压缩时的力学性质，掌握拉（压）杆的强度条件。（6学时）3剪切。熟练掌握剪切胡克定律，学会画剪力图。掌握用剪切强度和挤压强度条件进行简单设计和实用计算。（3学时）4. 扭转。熟练掌握薄壁圆筒的扭转，外力偶矩，扭矩，扭矩图，等直圆杆扭转时横截面上的
3、应力，切应力互等定理，等直圆杆扭转时的变形计算，了解斜截面上的应力及应变能计算，掌握强度条件和刚度条件的建立。（4学时）5弯曲内力。熟练掌握平面弯曲的概念，指定截面的剪力和弯矩计算，剪力方程和弯矩方程，剪力图和弯矩图，剪力-弯矩与分布荷载之间的微分关系，叠加法做弯矩图。（4学时）6. 弯曲应力。纯弯曲及横力弯曲，梁横截面上正应力和切应力的计算。正应力强度条件和切应力强度条件，提高梁弯曲强度的措施。（5学时）7. 截面几何性质计算。掌握截面的静矩，形心的位置，惯性矩和惯性积及它们的平行移轴公式，转轴公式。组合截面的惯性矩、惯性积计算，截面的形心主惯性轴和形心主惯性矩的计算。（2学时）8弯曲变形。
4、熟练掌握梁的挠曲线近似微分方程，积分法计算挠度和转角，挠曲线大致形状的确定，叠加法计算挠度和转角，了解梁的刚度校核，提高梁刚度的措施，梁的弯曲应变能的计算。（7学时）9应力状态分析、强度理论。熟练掌握应力状态的概念，平面应力状态下应力分析解析法、应力圆，主应力、主平面、极值切应力，空间应力状态下最大正应力和最大切应力，广义胡克定律；了解体积应变，各向同性材料三个弹性常数之间的关系，空间应力状态下应变能密度，形状改变能密度。掌握强度理论的概念，常用的四个强度理论及其相当应力，各种强度理论的应用。（6学时）10组合变形。熟练掌握组合变形问题的分析方法，斜弯曲，拉压与弯曲的组合，偏心拉压，截面核心，
5、弯曲与扭转的组合，连接件的剪切和挤压的实用强度计算。（4学时）11压杆稳定。熟练掌握压杆稳定的概念，细长中心受压直杆临界力的欧拉公式，不同杆端约束对临界力的影响。欧拉公式的应用范围，临界应力，柔度，稳定因数，压杆的稳定计算，了解压杆的合理截面设计。（5学时）12能量法。外力功与应变能，卡氏定理，虚功原理，单位载荷法，互等定理。（7学时）13静不定结构。静不定结构分类，力法及其正则方程，对称性的利用。（3学时）14. 动载荷问题分析。动载荷的概念，冲击应力和变形，冲击韧度。（3学时）15. 疲劳分析。交变应力，持久极限，对称循环构件的疲劳强度，提高疲劳强度的措施。（3学时）三、 课程的其它教学环
6、节实验内容与基本要求：（一）材料轴向拉伸与压缩实验：了解材料力学性能测试的实验技术和一般方法，并观察和掌握材料在拉伸和压缩过程中的力学性质、破坏特征等。本实验有计算机辅助教学实验系统，实际操作前需先通过网络或单机CAI考核。（2小时）（二）弹性模量和泊松比测定实验：了解材料常数的测量方法，掌握数据处理。（2小时）（三）梁弯曲正应力电测实验：了解梁的正应力测试方法，验证正应力沿梁截面的变化规律。（2小时）（四）应变花电测实验：熟悉应变片测量技术，掌握应力应变关系。本实验有计算机辅助教学实验系统，实际操作前需先通过网络或单机CAI考核。（2小时）四、说明1为达到基本要求，课外作业不少于150题，其中应包括概念题，简单证明题，基本运算题和综合分析题。2. 在准确理解和把握力学基本概念的基础上，应该突出本专业背景下的材料力学问题，力求做到学以致用。五、课程使用的教材和主要参考书使用教材：（1）材料力学第四版，王守新主编，大连理工大学出版社；（2）材料力学I,II，第四版，刘鸿文主编，高等教育出版社。主要参考书：(1)材料力学补充习题集黄丽华、易平、姜峰编；(2)工程力学学习指导，银建中、夏远景、刘学武编著，大连理工大学出版社；(3)材料力学（）孙训芳 著，高等教育出版社教学大纲制订者：银建中审订者：胡大鹏化工学院化工机械系结构与强度教研室 2007年 6月 20日
