材料力學(xué)課程

　　導(dǎo)語：材料力學(xué)課程是一門用以培養(yǎng)學(xué)生在工程檢驗(yàn)與設(shè)計(jì)中有關(guān)力學(xué)方面設(shè)計(jì)與計(jì)算能力的技術(shù)基礎(chǔ)課，本課程主要研究工程結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的承載能力問題。以下是小編整理材料力學(xué)課程的資料，歡迎閱讀參考。

　　一、課程基本信息

　　開課單位：土木工程學(xué)院

　　適用專業(yè)：土木工程

　　課程名稱：材料力學(xué)

　　課程代碼：024002

　　課程類型：專業(yè)主干課

　　學(xué)分：4

　　總學(xué)時(shí)：64理論學(xué)時(shí)：56實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）學(xué)時(shí)： 8  考核方式：考試

　　先修課程：理論力學(xué)

　　后續(xù)課程：鋼結(jié)構(gòu)原理、混凝土結(jié)構(gòu)原理、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、土木工程材料

　　二、課程簡介

　　（一）課程性質(zhì)和任務(wù)

　　材料力學(xué)是高等工科院校的一門重要的專業(yè)主干課。通過材料力學(xué)的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生對桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題具有明確的基本概念、必要的基礎(chǔ)理論知識、比較熟練的計(jì)算能力、一定的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�。本課程在高級工程技術(shù)人才的培養(yǎng)過程中，具有建立專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)，培養(yǎng)開發(fā)創(chuàng)新能力的作用。

　�。ǘ�）課程目標(biāo)

　　通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生：

　　1．對材料力學(xué)的基本概念和基本分析方法有明確的認(rèn)識。

　　2．能熟練地作出桿件在基本變形下的內(nèi)力圖，計(jì)算其應(yīng)力和位移，并進(jìn)行強(qiáng)度和剛度計(jì)算。

　　3．對應(yīng)力狀態(tài)理論與強(qiáng)度理論有明確的認(rèn)識，并能將其應(yīng)用于組合變形下桿件的強(qiáng)度計(jì)算。

　　4．對壓桿的穩(wěn)定性概念有明確的認(rèn)識，會計(jì)算軸向受壓桿的臨界應(yīng)力，并進(jìn)行穩(wěn)定性校核。

　　5．對低碳鋼和灰口鑄鐵的基本力學(xué)性能及其測試方法有初步認(rèn)識。

　　三、教學(xué)內(nèi)容及要求

　　第一章  緒論和基本概念 （總學(xué)時(shí)：2）

　　第一節(jié)  材料力學(xué)的任務(wù)

　　第二節(jié)  變形固體的基本假設(shè)

　　第三節(jié)  外力及其分類

　　第四節(jié)  內(nèi)力、截面法和應(yīng)力的概念

　　第五節(jié)  變形與應(yīng)變

　　第六節(jié)  桿件變形的基本形式

　　主要知識點(diǎn)，重點(diǎn)難點(diǎn)：掌握截面法、內(nèi)力、應(yīng)力、位移、變形和應(yīng)變的概念，建立材料力學(xué)分析問題的思想。

　　教學(xué)目標(biāo)和要求：材料力學(xué)的任務(wù)，本課程的特點(diǎn)與應(yīng)用、發(fā)展，變形固體的概念和基本假設(shè)，內(nèi)力、截面法和應(yīng)力的概念以及變形與應(yīng)變的概念，桿件變形的基本形式。

　　教學(xué)方法：理論授課。

　　第二章  軸向拉伸和壓縮（總學(xué)時(shí)：10）

　　第一節(jié)  軸向拉伸與壓縮的概念和實(shí)例

　　第二節(jié)  直桿軸向拉伸或壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力

　　第三節(jié)  直桿軸向拉伸或壓縮時(shí)斜截面上的應(yīng)力

　　第四節(jié)  材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能

　　第五節(jié)  材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能

　　第六節(jié)  溫度和時(shí)間對材料力學(xué)性能的影響

　　第七節(jié)  失效、安全因數(shù)和強(qiáng)度計(jì)算

　　第八節(jié)  桿件軸向拉伸或壓縮時(shí)的變形

　　第九節(jié)  軸向拉伸或壓縮的應(yīng)變能

　　第十節(jié)  拉伸、壓縮的超靜定問題

　　第十一節(jié)  溫度應(yīng)力和裝配應(yīng)力

　　第十二節(jié)  應(yīng)力集中的概念

　　第十三節(jié)  剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算

　　主要知識點(diǎn)，重點(diǎn)難點(diǎn)：軸向拉伸與壓縮的概念與實(shí)例，軸向拉伸或壓縮時(shí)橫截面上內(nèi)力和應(yīng)力，直桿軸向拉伸或壓縮時(shí)斜截面上的應(yīng)力，材料在拉伸、壓縮時(shí)的力學(xué)性能，軸向拉伸或壓縮時(shí)的變形，軸向拉、壓的強(qiáng)度計(jì)算，拉、壓超靜定問題。

　　教學(xué)目標(biāo)和要求：掌握拉（壓）桿的內(nèi)力、應(yīng)力、位移、變形和應(yīng)變概念。掌握單向拉壓的胡克定律，掌握材料的拉、壓力學(xué)性能，了解測試方法。掌握強(qiáng)度條件的概念，會進(jìn)行拉壓強(qiáng)度和剛度計(jì)算。

　　教學(xué)方法：理論授課。

　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求：

　　1：拉伸實(shí)驗(yàn)（學(xué)時(shí)：1 ）

　　要求：了解實(shí)驗(yàn)設(shè)備、觀察低碳鋼及鑄鐵受拉伸直至破壞的過程、測定各項(xiàng)機(jī)械性能指標(biāo) （s 、b 、、） 、比較低碳鋼（塑性材料）與鑄鐵（脆性材料）拉伸時(shí)的機(jī)械性質(zhì)。

　　2：壓縮實(shí)驗(yàn)  （學(xué)時(shí)：1 ）

　　要求：測定低碳鋼壓縮時(shí)的屈服極限s和鑄鐵強(qiáng)度極限b、觀察低碳鋼和鑄鐵壓縮時(shí)的變形破壞現(xiàn)象。

　　第三章  扭轉(zhuǎn)  （總學(xué)時(shí)：9 ）

　　第一節(jié)  扭轉(zhuǎn)的概念和實(shí)例

　　第二節(jié)  外力偶矩的計(jì)算扭矩和扭矩圖

　　第三節(jié) 純剪切

　　第四節(jié) 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力

　　第五節(jié) 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形

　　第六節(jié) 圓柱形密圈螺旋彈簧的應(yīng)力和變形

　　第七節(jié) 非圓截面桿扭轉(zhuǎn)的概念

　　第八節(jié) 薄壁桿件的自由扭轉(zhuǎn)

　　主要知識點(diǎn)，重點(diǎn)難點(diǎn)：剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算，扭轉(zhuǎn)的概念和實(shí)例，外力偶矩的計(jì)算，扭矩和扭矩圖，圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力，圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形，切應(yīng)力互等定理和剪切胡克定律。

　　教學(xué)目標(biāo)和要求：掌握剪切、擠壓的概念和實(shí)用計(jì)算。 掌握剪切胡克定律，切應(yīng)力互等定理。熟練繪制扭矩圖，掌握圓軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和變形的計(jì)算，建立強(qiáng)度和剛度條件，會進(jìn)行扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和剛度的計(jì)算。

　　教學(xué)方法：理論授課。

　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求：

　　扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)  （學(xué)時(shí)：1 ）

　　要求：測定低碳鋼的剪切屈服極限s、剪切強(qiáng)度極限b及單位扭轉(zhuǎn)角Q，同時(shí)測定鑄鐵的剪切強(qiáng)度極限b及單位扭轉(zhuǎn)角，觀察比較低碳鋼（塑性材料）和鑄鐵（脆性材料）在受扭轉(zhuǎn)力過程中的變形情況和破壞特征，分析其原因。

　　第四章  彎曲應(yīng)力（總學(xué)時(shí)：13 ）

　　第一節(jié)  彎曲的概念和實(shí)例

　　第二節(jié) 受彎桿件的簡化

　　第三節(jié) 剪力和彎矩

　　第四節(jié) 剪力方程和彎矩方程剪力圖和彎矩圖

　　第五節(jié) 載荷集度、剪力和彎矩間的關(guān)系

　　第六節(jié) 平面曲桿的彎曲內(nèi)力

　　主要知識點(diǎn)，重點(diǎn)難點(diǎn)：彎曲的概念和實(shí)例，梁的荷載和支座反力，剪力和彎矩的求法，利用剪力方程和彎矩方程作剪力圖和彎矩圖，載荷集度、剪力和彎矩間的關(guān)系。純彎曲概念，純彎曲時(shí)的正應(yīng)力，橫力彎曲時(shí)的正應(yīng)力，梁的正應(yīng)力強(qiáng)度條件，彎曲切應(yīng)力，梁的切應(yīng)力強(qiáng)度條件，提高彎曲強(qiáng)度的措施。

　　教學(xué)目標(biāo)和要求：掌握平面彎曲內(nèi)力的計(jì)算，掌握列內(nèi)力方程作內(nèi)力圖的基本方法，熟練掌握利用載荷集度、剪力和彎矩間的關(guān)系畫內(nèi)力圖。掌握對稱彎曲梁的彎曲正應(yīng)力、彎曲切應(yīng)力計(jì)算，能熟練進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。

　　教學(xué)方法：理論授課。

　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求：

　　彎曲實(shí)驗(yàn)  （學(xué)時(shí)：1 ）

　　要求：測定鋼梁純彎曲時(shí)橫截面上的正應(yīng)力分布，并與理論值比較，以驗(yàn)證彎曲正應(yīng)力公式。了解電測的基本原理，初步學(xué)會靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的使用。

　　第五章  梁彎曲時(shí)的位移  （總學(xué)時(shí)：6 ）

　　第一節(jié) 純彎曲

　　第二節(jié) 純彎曲時(shí)的正應(yīng)力

　　第三節(jié) 橫力彎曲時(shí)的正應(yīng)力

　　第四節(jié) 彎曲切應(yīng)力

　　第五節(jié) 關(guān)于彎曲理論的基本假設(shè)

　　第六節(jié) 提高彎曲強(qiáng)度的措施

　　習(xí)題

　　主要知識點(diǎn)，重點(diǎn)難點(diǎn)：彎曲變形的描述，撓曲線的近似微分方程，用積分法求彎曲變形，用疊加法求彎曲變形，簡單超靜定梁，提高彎曲剛度的一些措施。

　　教學(xué)目標(biāo)和要求：掌握彎曲變形有關(guān)概念，包括撓度、轉(zhuǎn)角、撓曲線的近似微分方程，會用積分法求彎曲變形和用疊加法求彎曲變形。建立超靜定梁的解題思路。

　　教學(xué)方法：理論授課。

　　第七章  應(yīng)力狀態(tài)和 強(qiáng)度理論（總學(xué)時(shí)：10）

　　第一節(jié) 應(yīng)力狀態(tài)概述

　　第二節(jié) 二向和三向應(yīng)力狀態(tài)的實(shí)例

　　第三節(jié) 二向應(yīng)力狀態(tài)分析——解析法

　　第四節(jié) 二向應(yīng)力狀態(tài)分析——圖解法

　　第五節(jié) 三向應(yīng)力狀態(tài)

　　第六節(jié) 位移與應(yīng)變分量

　　第七節(jié) 平面應(yīng)變狀態(tài)分析

　　第八節(jié) 廣義胡克定律

　　第九節(jié) 復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)變能密度

　　第十節(jié) 強(qiáng)度理論概述

　　第十一節(jié) 四種常用強(qiáng)度理論

　　第十二節(jié) 莫爾強(qiáng)度理論

　　第十三節(jié) 構(gòu)件含裂紋時(shí)的斷裂準(zhǔn)則

　　主要知識點(diǎn)，重點(diǎn)難點(diǎn)：應(yīng)力狀態(tài)的基本概念，平面應(yīng)力狀態(tài)分析的解析法，主應(yīng)力和極值切應(yīng)力的概念及其計(jì)算，平面應(yīng)力狀態(tài)的圖解法（應(yīng)力圓），廣義胡克定律，強(qiáng)度理論概述，四種常用強(qiáng)度理論。

　　教學(xué)目標(biāo)和要求：本章是本課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。要求很好掌握平面應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力分析方法，掌握三向應(yīng)力狀態(tài)下的主應(yīng)力和最大切應(yīng)力的概念。正確理解廣義胡克定律，熟練運(yùn)用。正確理解常用強(qiáng)度理論及其應(yīng)用。

　　教學(xué)方法：理論授課。

　　第八章  組合變形  （總學(xué)時(shí)：8）

　　主要知識點(diǎn)，重點(diǎn)難點(diǎn)：組合變形的概念和疊加原理，斜彎曲，拉伸或壓縮與彎曲的組合，偏心壓縮和截面核心，扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合，組合變形的普遍情況。

　　教學(xué)目標(biāo)和要求：掌握組合變形下桿件的強(qiáng)度計(jì)算，會進(jìn)行復(fù)雜受載下桿件強(qiáng)度的分析。

　　教學(xué)方法：理論授課。

　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求：

　　彎扭組合實(shí)驗(yàn)  （學(xué)時(shí)：2 ）

　　要求：學(xué)習(xí)用電測法測定平面應(yīng)力狀態(tài)下一點(diǎn)處應(yīng)力大小、方向的原理和方法。測定薄壁圓管在彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形下表面一點(diǎn)處的主應(yīng)力大小和方向。

　　第九章  壓桿穩(wěn)定  （總學(xué)時(shí)：6）

　　主要知識點(diǎn)，重點(diǎn)難點(diǎn)：壓桿穩(wěn)定的概念，細(xì)長壓桿的臨界力、臨界應(yīng)力及其歐拉公式，壓桿的穩(wěn)定計(jì)算，提高壓桿穩(wěn)定性的措施。

　　教學(xué)目標(biāo)和要求：理解壓桿穩(wěn)定性的概念，熟練掌握歐拉公式的應(yīng)用，掌握壓桿的穩(wěn)定性計(jì)算。

　　教學(xué)方法：理論授課。

　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求：

　　沖擊實(shí)驗(yàn)  （學(xué)時(shí)：2 ）

　　要求：測定低碳鋼、鑄鐵的沖擊韌度u，了解金屬在常溫下沖擊韌性指標(biāo)的測定方法。觀察塑性材料與脆性材料承受沖擊破壞時(shí)的斷口情況，并進(jìn)行比較。

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