材料力學(xué)課程教學(xué)大綱

1、材料力學(xué)課程教學(xué)大綱課程編號： 125006 大綱執(zhí)筆人：虞愛民學(xué)分： 4總學(xué)時： 68大綱審核人： 李堯臣、課程性質(zhì)與目的材料力學(xué)是一門技術(shù)基礎(chǔ)課。 通過本門課程的學(xué)習(xí)， 要求學(xué)生對桿件的受力分析、 強度、 剛度和穩(wěn)定性問題具有明確的基本概念、 必要的基礎(chǔ)知識、 比較熟練的計算能力， 有初步的 力學(xué)建模及對簡化模型近似性評估的能力，必要的定性與定量分析能力和初步的實驗?zāi)芰Α６?、課程基本要求1. 對材料力學(xué)的基本概念和基本的分析方法有明確的認識。2 具有將一般桿類零構(gòu)件簡化為力學(xué)簡圖的初步能力， 具有力學(xué)建模的初步概念與能 力。3. 能比較熟練地作出桿件在基本變形下的內(nèi)力圖、 計算其應(yīng)力和位移

2、、 并進行強度和 剛度計算。4. 對應(yīng)力狀態(tài)理論和強度理論有明確的認識， 并能將其應(yīng)用于組合變形下桿件的強度 計算。5. 理解掌握簡單超靜定問題的求解方法。6. 對能量法的有關(guān)基本原理有明確認識，并比較熟練地掌握一種計算位移的能量方 法。7. 對壓桿的穩(wěn)定性概念有明確的認識， 會計算軸向受壓桿的臨界載荷與臨界應(yīng)力， 并 進行穩(wěn)定性校核等計算。8. 理解動載荷中的動荷系數(shù)和交變應(yīng)力中的疲勞破壞、 持久極限等基本概念， 會計算 桿件承受沖擊載荷時的應(yīng)力和變形。9. 對于常用材料在常溫下的基本力學(xué)性能及其測試方法有初步認識。10 對于電測實驗應(yīng)力分析的基本原理、方法和實驗方案設(shè)計有初步認識。三、課程

3、基本內(nèi)容1 緒論 材料力學(xué)的任務(wù)與研究對象 材料力學(xué)的基本假設(shè) 桿件變形的基本形式。 內(nèi)力 截面法 應(yīng)力概念 應(yīng)變概念。2 軸向拉壓應(yīng)力、位移與材料的力學(xué)性能 拉壓桿橫截面與斜截面上的應(yīng)力 圣維南原理 拉壓桿的強度條件 材料在常溫、 靜荷 下的拉、壓力學(xué)性能 拉壓桿的變形 胡克定律 彈性模量與泊松比 桁架的節(jié)點位移 拉 壓應(yīng)變能概念 簡單拉壓靜不定問題。3剪切與擠壓的實用計算剪切名義應(yīng)力 擠壓名義應(yīng)力 許用應(yīng)力 連接件的實用計算 接頭的強度計算。4 扭轉(zhuǎn) 圓軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 切應(yīng)力互等定理 剪切胡克定律 剪切彈性 模量 極慣性矩與抗扭截面模量。軸的動力傳遞 扭轉(zhuǎn)強度條件。圓軸扭

4、轉(zhuǎn)變形 扭轉(zhuǎn)剛度條件簡單扭轉(zhuǎn)超靜定問題。非圓截面桿扭轉(zhuǎn)簡介。5 附錄截面幾何性質(zhì)靜矩慣性矩慣性積慣性半徑 主形心軸和主形心軸慣性矩簡單截面慣性矩和慣性積計算移軸公式和轉(zhuǎn)軸公式組合截面的慣性矩和慣性積計算。6 .彎曲內(nèi)力梁的計算簡圖 剪力、彎矩方程和剪力、彎矩圖剪力、彎矩與載荷集度間的微分關(guān)系 及其應(yīng)用 剛架和曲桿的內(nèi)力。7.彎曲應(yīng)力對稱截面梁的彎曲正應(yīng)力矩形截面梁與薄壁截面梁的彎曲切應(yīng)力剪心概念 彎曲強度條件梁的合理強度設(shè)計。8 .彎曲變形梁的撓度與轉(zhuǎn)角撓曲線近似微分方程計算梁變形的積分法和迭加法簡單超靜定梁梁的剛度條件與合理剛度設(shè)計。9 .應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)分析和強度理論應(yīng)力狀態(tài)平面應(yīng)力狀態(tài)下應(yīng)

5、力、應(yīng)變分析應(yīng)力圓主應(yīng)力和主平面概念三向應(yīng)力狀態(tài)下的最大應(yīng)力廣義胡克定律 各向同性材料E、 G、的關(guān)系復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變能與畸變能。強度理論概念 常用的四個強度理論強度理論的應(yīng)用薄壁圓筒強度計算莫爾強度理論。10 .組合變形組合變形問題的分析方法斜彎曲拉（壓）與彎曲的組合 偏心拉壓截面核心彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合。11.能量法外力功與應(yīng)變能的一般表達式功的互等定理 位移互等定理 卡氏第二定理 單位載荷法。12 .壓桿穩(wěn)定問題壓桿穩(wěn)定性概念兩端較支細長壓桿臨界載荷的歐拉公式其它支承情況下壓桿的臨界載荷長度系數(shù)與柔度歐拉公式的應(yīng)用范圍中柔度桿臨界應(yīng)力的經(jīng)驗公式臨界應(yīng)力總圖 壓桿穩(wěn)定性計算提高壓桿穩(wěn)定性的

6、措施。13.動載荷構(gòu)件作等加速運動或等速轉(zhuǎn)動時的動應(yīng)力計算構(gòu)件受沖擊時的應(yīng)力和變形計算動荷系數(shù)提高構(gòu)件抗沖擊能力的措施本課程共68學(xué)時，其中理論課 62學(xué)時（其中有約 4學(xué)時的習(xí)題及討論課），實驗6 學(xué)時。課外：要求學(xué)生 2倍的上課時間進行復(fù)習(xí)及作作業(yè)。四、實驗或上機內(nèi)容實驗內(nèi)容：1.低碳鋼與鑄鐵兩種材料的拉伸與壓縮破壞實驗。測定低碳鋼的彈性模量。2. 低碳鋼與鑄鐵兩種材料的扭轉(zhuǎn)破壞實驗。測定低碳鋼的剪切彈性模量。3. 梁彎曲正應(yīng)力試驗（電測法）。4. 彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形試驗。5. 壓桿穩(wěn)定試驗。6. 沖擊疲勞演示試驗。五、前修課程要求先修課程：高等數(shù)學(xué)，理論力學(xué)六、學(xué)時分配序號內(nèi)容學(xué)時安排小計理論 課時實驗 課時習(xí)題 課時上機 課時1緒論22軸向拉伸與壓縮823剪切24扭轉(zhuǎn)4115截面幾何性質(zhì)26彎曲內(nèi)力47彎曲應(yīng)力6118彎曲變形49應(yīng)力狀態(tài)與強度理論710組合變形5111能量法4112壓桿穩(wěn)定5113動載何交變應(yīng)力5演示1總計586468七、教材與主要參考書教 材：材料力學(xué)同濟大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院基礎(chǔ)力學(xué)教研部編，同濟大學(xué)出版社 19979材料力學(xué)宋子康材料力學(xué)第二版材料力