《材料力學(xué)》課程教學(xué)大綱

1、成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院材料力學(xué)課程教學(xué)大綱自動化工程系、機械工程教研室2006年2月一、課程適用層次、專業(yè)、參考課時1、課程適用層次：本科和?？?、課程適用專業(yè)：機械工程類本?？聘鲗I(yè)3、考學(xué)時：56學(xué)時（本），50學(xué)時（專）二、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)1、課程性質(zhì)：材料力學(xué)是機械工程類專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課。2、課程目的：通過材料力學(xué)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對機械工程中的構(gòu)件的強度、剛度和穩(wěn)定性的概念有深刻認(rèn)識。3、課程任務(wù)：使學(xué)生掌握從外力到內(nèi)力的基礎(chǔ)力學(xué)知識，初步掌握力學(xué)分析和力學(xué)計算能力，了解一些力學(xué)試驗方法和實驗設(shè)備。三、課程內(nèi)容的基本要求、重點和難點1、課程內(nèi)容的基本要求通過教學(xué)，使學(xué)生對拉（壓

2、）、扭、彎、剪切、擠壓幾種受里狀態(tài)的受力，變形，內(nèi)力，內(nèi)應(yīng)力到強度、剛度條件建立，具有系統(tǒng)的認(rèn)識和正確地理解，能初步應(yīng)用這些理論解決一些工程實際問題。對復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的材力計算能初步應(yīng)用四個強度理論公式去解決。了解壓桿穩(wěn)定的力學(xué)概念和穩(wěn)定校核，截面設(shè)計，許用載荷計算。初步了解材力實驗內(nèi)容，方法；驗證一些力學(xué)狀態(tài)下的試驗假設(shè)；對碳鋼拉伸的應(yīng)力應(yīng)變圖能說出力學(xué)含義。2、課程內(nèi)容重點用截面法計算內(nèi)力，內(nèi)力正負(fù)判別，內(nèi)力圖示法。強度、剛度條件建立和應(yīng)用。材料極限應(yīng)力、許用應(yīng)力、安全因數(shù)的選擇確定。正確計算支反力，構(gòu)件簡單截面形狀的截面系數(shù)計算。用積分法（疊加法）計算梁彎曲的轉(zhuǎn)角和繞度，以及四個強度理論

3、應(yīng)用。3、程內(nèi)容難點（1）變形疊加原理和節(jié)點位段、能量法求變形和解靜不足問題。（2）變截面桿扭轉(zhuǎn)的計算（3）用dM/dx=Fs和d2M/dx2=q判別剪力、彎矩圖繪制和形狀。截面形心、慣性矩、靜矩的求取方法。積分常數(shù)確定（本科）（4）復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下斜截面應(yīng)力計算解析式和應(yīng)力圖應(yīng)用，確定主平面、主應(yīng)力。（本科）四、課程總體安排和學(xué)時分配1、總學(xué)時：本科56學(xué)時，?？?0學(xué)時2、理論教學(xué)：本科50學(xué)時，專科44學(xué)時3、材力試驗：6學(xué)時4、理論教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配:主要內(nèi)容第一章緒論材料力學(xué)的任務(wù)與研究對象，基本假設(shè)第二章軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能第一、二節(jié)引言軸力與軸力圖第三節(jié)拉壓桿的應(yīng)力與圣維南

4、原理第四節(jié)材料拉伸時的力學(xué)性能第五節(jié)材料拉壓力學(xué)性能進一步研究第六節(jié)應(yīng)力集中概念第七節(jié)許用應(yīng)力與強度條件第八節(jié)連接部分的強度計算第三章軸向拉壓變形第一、二、三節(jié)引言軸向拉壓變形與疊加原理，桁架的節(jié)點位移第四、五節(jié)拉壓與剪切應(yīng)變能，簡單拉壓靜不定問題第四章扭轉(zhuǎn)第一、二、三節(jié)引言扭力偶矩計算與扭矩第三、四節(jié)圓軸扭轉(zhuǎn)橫截面上的應(yīng)力，圓軸扭轉(zhuǎn)強度條件與合理設(shè)計第五、六、七、八節(jié)：圓軸扭轉(zhuǎn)變形與剛度條件，簡單靜不定問題，非圓截面扭轉(zhuǎn)第五章彎曲內(nèi)應(yīng)力第一、二、三節(jié)引言梁的約束與類型，剪力與彎矩第四節(jié)剪力，彎矩方程與剪力，彎矩圖第五節(jié)剪力，彎矩與載荷集度間的微分關(guān)系第六章彎曲應(yīng)力第一至四節(jié)引言彎曲正應(yīng)力，彎

5、曲切應(yīng)力第五、六節(jié)梁的強度條件，梁的合理強度設(shè)計彎拉（壓）組合第七章彎曲變形第一、二、三節(jié)引言撓曲軸的近似微分方程，計算梁位移的積分法第四、五、六節(jié)計算梁位移的疊加法，簡單靜不足問題，梁的剛度條件與合理剛度設(shè)計第八章應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析第一、二、三、四節(jié)平面應(yīng)力狀態(tài)，應(yīng)力圓，極限應(yīng)力與主應(yīng)力第九章復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)強度問題第一、二、三節(jié)引言關(guān)于斷裂的強度理論，關(guān)于屈服的強度理論第十章壓桿穩(wěn)定問題學(xué)時分配11232+2 (3)22222 2+2 (3)222+2 (3)2+2 (3)2+2 (3)2+2 (3)2+2 (3)1注：1、2+2表示理論課2節(jié)，習(xí)題課2節(jié)2、（3）表示用于?？茖嶒灲虒W(xué)的實驗內(nèi)容

6、幾及學(xué)時分配實驗內(nèi)容學(xué)時分配1 碳鋼拉伸實驗1.52 鑄鋼壓縮試驗13 碳鋼彎曲實驗1.54 碳鋼扭轉(zhuǎn)演示實驗15 碳鋼沖擊演示實驗1五、課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)基本要求（1） 緒論1、基本要求（ 1）了解材料力學(xué)的任務(wù)，明確構(gòu)件具有足夠的能力負(fù)擔(dān)，其應(yīng)當(dāng)承受載荷時，須具備強度、剛度、穩(wěn)定性三大要求。（ 2）理解變形固體的三個基本假設(shè)，小變形條件及意義。（ 3）了解桿件變形的基本形式。（2） 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能1、基本要點（ 1）明確桿件受拉或受壓特點（ 2）熟練掌握用截面法求其軸力的方法及軸力圖的繪制，了解平面假設(shè)及圣維南原理，要求能分析軸向拉伸或壓縮時橫截面的內(nèi)力或應(yīng)力，并會計算直桿軸

7、向拉伸或壓縮時斜界面的應(yīng)力。（3）明確碳鋼或鑄鐵拉伸或壓縮時的力學(xué)性能，熟練掌握bs（T0.2）bb,8和3等力學(xué)指標(biāo)的力學(xué)意義及測試方法。4）熟練掌握b計算，明確許用應(yīng)力5的概念，會建立構(gòu)件拉伸或壓縮的強度條件公式，理解安全系數(shù)。（ 、重點與難點桿件的拉伸或壓縮時材料力學(xué)最基本最典范的范例。（ 1）理解外力、內(nèi)力的概念，用截面法求軸力，正確畫軸力圖，能正確理解應(yīng)力應(yīng)變bE曲線圖上各點對應(yīng)的dE變化規(guī)律特性。正確認(rèn)識正應(yīng)力、前應(yīng)力、極限應(yīng)力、許用應(yīng)力的含義。（ 2）應(yīng)熟練掌握強度校核，受力桿件截面計算，計算桿件所允許承受的載荷。掌握桿件應(yīng)力集中的概念。（ 3）掌握連接件受剪切或擠壓得受力面確定

8、，正確計算出剪力Fs或擠壓力Fb,特別是積壓面的面積計算。（ 4）平面架節(jié)點及計算。（三）軸向拉壓變形（ 、基本要點（ 1）明確彈性模量巳泊松比科和截面抗拉壓剛度的概念，熟練掌握用胡克定律計算拉壓桿變形的方法。（ 2）掌握“用切線法代替圓弧”求簡單行架節(jié)點位移的方法。（ 3）明確變形能和比能的概念，并掌握其計算方法。（ 4）掌握靜不足桿系的相關(guān)知識，熟練掌握一次靜不足桿系（包括溫度應(yīng)力和裝配應(yīng)力）的求解。2、重點與難點（1）掌握胡克定律&=（r/E,尸&l&,L=Fnl/EA的具體應(yīng)用計算。（ 2）掌握拉壓變形疊加原理概念及具體應(yīng)用。（ 3）明確小變形概念，掌握行架節(jié)點位移計算。（ 4）構(gòu)件由

9、離心力引起的抗應(yīng)力，抗應(yīng)變這一特例的計算方法應(yīng)予理解。（ 5）掌握拉壓靜不足問題的計算步驟和方法及用能量法求解靜不足方法。（四）扭轉(zhuǎn)1、基本要點（ ）明確扭轉(zhuǎn)的概念及變形特點；掌握外力偶矩計算及截面法求扭矩及扭矩圖的畫法。（2）明確純剪切的相關(guān)概念（如橫截面在扭轉(zhuǎn)中仍然保持為平面，剪切應(yīng)變丫等）。深刻理解剪應(yīng)力互等定理和剪切胡克定律。3）掌握圓軸扭轉(zhuǎn)的強度和剛度計算方法及截面的極慣矩與截面抗扭系數(shù)計算。4）了解圓柱形密圈螺旋彈簧應(yīng)力和變形計算。5）了解有關(guān)矩形截面桿扭轉(zhuǎn)時橫截面上剪應(yīng)力分布規(guī)律的主要結(jié)論及強度和剛度計算方法。6）了解開口與閉口落壁桿件自由扭轉(zhuǎn)時強度與剛度的計算方法。2、重點與難

10、點（ 1）落實圓筒扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力應(yīng)變公式。（ 2）熟練掌握截面扭轉(zhuǎn)方向的判定方法（右螺旋法則）。（ 3）重點掌握圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力分析，要求了解推導(dǎo)剪應(yīng)力和扭角公式，明確平面假設(shè)的意義和作用。（ 4）非圓截面桿的扭轉(zhuǎn)：認(rèn)識自由扭轉(zhuǎn)和約束扭轉(zhuǎn)，自由扭轉(zhuǎn)桿表面無剪應(yīng)力這一概念的理解。（ 5）了解便截面桿扭轉(zhuǎn)時扭轉(zhuǎn)角計算，掌握桿扭轉(zhuǎn)中的簡單靜不定問題計算。（五）彎曲內(nèi)力（ 、基本要點（ 1）明確彎曲的概念及變形特點。掌握梁的約束（支座形式與約束反力）與類型。（ 2）明確用截面法求截面剪力Fs和彎矩M的計算方法及剪力，彎矩的正、負(fù)判別方法。（ 3）掌握梁受力彎曲時剪力、彎矩方程求法與剪力、彎矩圖的繪制。（

11、 4）掌握剛架與曲梁內(nèi)力的計算方法。2、重點與難點（ 1）熟練掌握用靜力平衡方程求其支反力的方法。正確列出梁各段的剪力、彎矩方程。（2）重點理解集變載荷q與剪力Fs、彎矩M的微分方程。掌握好q（x）=0、q（x）=C時剪力、彎矩圖中直線或曲線的變化關(guān)系。（六）彎曲應(yīng)力1、基本要點1）理解彎曲變形的兩個假設(shè)。2）熟練掌握純彎曲時從幾何、物理、靜力學(xué)三個方面推導(dǎo)的正應(yīng)力計算公式及抗彎截面系數(shù)求法，正應(yīng)力分布規(guī)律。3）熟練掌握彎曲切應(yīng)力的計算式（6-8）（6-9）及剪應(yīng)力的分布規(guī)律。4）熟練掌握彎曲正應(yīng)力強度條件和彎曲剪應(yīng)力強度條件；彎曲正應(yīng)力與彎曲切應(yīng)力比較：bmax/Tmax=4（l/h）.梁的

12、合理強度設(shè)計。2、重點與難點1 ）重點掌握彎曲正應(yīng)力計算公式的推導(dǎo)及正應(yīng)力分布和其強度條件的應(yīng)用。2）掌握求其不同形狀的橫截面梁的最大彎曲剪應(yīng)力計算公式及剪切強度條件。3）掌握彎曲強度校核中，只校核正應(yīng)力強度的條件。（七）彎曲變形1、基本要求1 ）明確繞曲線、繞度和轉(zhuǎn)角的概念，深刻理解梁繞曲線近似微分方程的建立過程。2）熟練掌握計算量彎曲變形的積分法和疊加法。3）理解簡單靜不定梁的概念，掌握其計算方法。4）了解梁彎曲的剛度條件和提高梁彎曲剛度的措施。2、重點和難點1）用積分法求梁彎曲變形。掌握用邊界條件、連續(xù)光滑條件確定積分常數(shù)。2）深刻理解彎曲變形遵循疊加原理的概念。掌握用疊加法求彎曲變形，

13、關(guān)鍵掌握變形圖表查其，方向（即正負(fù)）確定。3）了解用奇異函數(shù)法求彎曲變形的方法（本科）。（A）應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析1、基本要求1 ）理解簡單應(yīng)力狀態(tài)和復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的概念，掌握從受力體中截其單元體方法，并判斷單元體的受力狀態(tài)。2）平面應(yīng)力狀態(tài)下對斜界面上應(yīng)力分析的解析法，圖解法應(yīng)力圖及應(yīng)用。3）平面應(yīng)力狀態(tài)下的集中應(yīng)力與主應(yīng)力概念及求法。4）復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)概念，最大應(yīng)力。5）了解平面應(yīng)變狀態(tài)應(yīng)變分析，應(yīng)變圖、最大應(yīng)變與主應(yīng)變。6）純剪切狀態(tài)的最大應(yīng)力與扭轉(zhuǎn)破壞。2、重點與難點1 ）應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析，廣義胡克定律的應(yīng)用。2）確定主平面、主應(yīng)力、主應(yīng)變，掌握各計算公式。（九）復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)強度問題1、基本要求1 ）了解材料在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下破壞或失效規(guī)律；建立強度理論的基本假設(shè)。2）明確建立四個強度理論的基本依據(jù)，四個強度理論的表達式。3）明確四個強度理論的應(yīng)用范圍，掌握四個強度理論的實際應(yīng)用。2、重點與難點1）熟練掌握第三、第四強度理論的建立和應(yīng)用。2）掌握強度理論在彎、拉、扭組合變形中的應(yīng)用。（十）壓桿穩(wěn)定1、基本要點1）了解失穩(wěn)現(xiàn)象，臨界載荷，臨界應(yīng)力等概念。2）了解利用歐拉公式計算兩端鉸友和兩端非鉸友細(xì)長桿的臨界載荷。3）掌握表10-1中幾種常見細(xì)長桿的長度因數(shù)與臨界載荷。2、重點