《材料力學(xué)》課程教學(xué)大綱

《材料力學(xué)》課程實(shí)施大綱目錄1．教學(xué)理念 12．課程介紹 42.1課程的性質(zhì)2.2課程在學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用2.3課程的歷史與文化傳統(tǒng)2.4課程的前沿及發(fā)展趨勢(shì)2.5課程與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)系2.6課程內(nèi)容可能涉及到的倫理與道德問(wèn)題2.7學(xué)習(xí)本課程的必要性3．教師簡(jiǎn)介 73.1教師的職稱、學(xué)歷3.2教育背景3.3研究興趣（方向）4．先修課程 85．課程目標(biāo) 85.1知識(shí)與技能方面5.2過(guò)程與方法方面5.3情感、態(tài)度與價(jià)值觀方面6．課程內(nèi)容 106.1課程的內(nèi)容概要6.2教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)6.3學(xué)時(shí)安排7.課程實(shí)施 157.1教學(xué)單元一7.1.1教學(xué)日期7.1.2教學(xué)目標(biāo)7.1.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.1.4教學(xué)過(guò)程7.1.5教學(xué)方法7.1.6作業(yè)安排及課后反思7.1.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.1.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.2教學(xué)單元二7.2.1教學(xué)日期7.2.2教學(xué)目標(biāo)7.2.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.2.4教學(xué)過(guò)程7.2.5教學(xué)方法7.2.6作業(yè)安排及課后反思7.2.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.2.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.3教學(xué)單元三7.3.1教學(xué)日期7.3.2教學(xué)目標(biāo)7.3.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.3.4教學(xué)過(guò)程7.3.5教學(xué)方法7.3.6作業(yè)安排及課后反思7.3.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.3.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.4教學(xué)單元四7.4.1教學(xué)日期7.4.2教學(xué)目標(biāo)7.4.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.4.4教學(xué)過(guò)程7.4.5教學(xué)方法7.4.6作業(yè)安排及課后反思7.4.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.4.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.5教學(xué)單元五7.5.1教學(xué)日期7.5.2教學(xué)目標(biāo)7.5.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.5.4教學(xué)過(guò)程7.5.5教學(xué)方法7.5.6作業(yè)安排及課后反思7.5.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.5.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.6教學(xué)單元六7.6.1教學(xué)日期7.6.2教學(xué)目標(biāo)7.6.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.6.4教學(xué)過(guò)程7.6.5教學(xué)方法7.6.6作業(yè)安排及課后反思7.6.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.6.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.7教學(xué)單元七7.7.1教學(xué)日期7.7.2教學(xué)目標(biāo)7.7.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.7.4教學(xué)過(guò)程7.7.5教學(xué)方法7.7.6作業(yè)安排及課后反思7.7.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.7.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.8教學(xué)單元八7.8.1教學(xué)日期7.8.2教學(xué)目標(biāo)7.8.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.8.4教學(xué)過(guò)程7.8.5教學(xué)方法7.8.6作業(yè)安排及課后反思7.8.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.8.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.9教學(xué)單元九7.9.1教學(xué)日期7.9.2教學(xué)目標(biāo)7.9.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.9.4教學(xué)過(guò)程7.9.5教學(xué)方法7.9.6作業(yè)安排及課后反思7.9.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.9.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.10教學(xué)單元十7.10.1教學(xué)日期7.10.2教學(xué)目標(biāo)7.10.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.10.4教學(xué)過(guò)程7.10.5教學(xué)方法7.10.6作業(yè)安排及課后反思7.10.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.10.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.11教學(xué)單元十一7.11.1教學(xué)日期7.11.2教學(xué)目標(biāo)7.11.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.11.4教學(xué)過(guò)程7.11.5教學(xué)方法7.11.6作業(yè)安排及課后反思7.11.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.11.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.12教學(xué)單元十二7.12.1教學(xué)日期7.12.2教學(xué)目標(biāo)7.12.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.12.4教學(xué)過(guò)程7.12.5教學(xué)方法7.12.6作業(yè)安排及課后反思7.12.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.12.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.13教學(xué)單元十三7.13.1教學(xué)日期7.13.2教學(xué)目標(biāo)7.13.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.13.4教學(xué)過(guò)程7.13.5教學(xué)方法7.13.6作業(yè)安排及課后反思7.13.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.13.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.14教學(xué)單元十四7.14.1教學(xué)日期7.14.2教學(xué)目標(biāo)7.14.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.14.4教學(xué)過(guò)程7.14.5教學(xué)方法7.14.6作業(yè)安排及課后反思7.14.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.14.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.15教學(xué)單元十五7.15.1教學(xué)日期7.15.2教學(xué)目標(biāo)7.15.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.15.4教學(xué)過(guò)程7.15.5教學(xué)方法7.15.6作業(yè)安排及課后反思7.15.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.15.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.16教學(xué)單元十六7.16.1教學(xué)日期7.16.2教學(xué)目標(biāo)7.16.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.16.4教學(xué)過(guò)程7.16.5教學(xué)方法7.16.6作業(yè)安排及課后反思7.16.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.16.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.17教學(xué)單元十七7.17.1教學(xué)日期7.17.2教學(xué)目標(biāo)7.17.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.17.4教學(xué)過(guò)程7.17.5教學(xué)方法7.17.6作業(yè)安排及課后反思7.17.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.17.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.18教學(xué)單元十八7.18.1教學(xué)日期7.18.2教學(xué)目標(biāo)7.18.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.18.4教學(xué)過(guò)程7.18.5教學(xué)方法7.18.6作業(yè)安排及課后反思7.18.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.18.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.19教學(xué)單元十九7.19.1教學(xué)日期7.19.2教學(xué)目標(biāo)7.19.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.19.4教學(xué)過(guò)程7.19.5教學(xué)方法7.19.6作業(yè)安排及課后反思7.19.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.19.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.20教學(xué)單元二十7.20.1教學(xué)日期7.20.2教學(xué)目標(biāo)7.20.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.20.4教學(xué)過(guò)程7.20.5教學(xué)方法7.20.6作業(yè)安排及課后反思7.20.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.20.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.21教學(xué)單元二十一7.21.1教學(xué)日期7.21.2教學(xué)目標(biāo)7.21.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.21.4教學(xué)過(guò)程7.21.5教學(xué)方法7.21.6作業(yè)安排及課后反思7.21.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.21.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.22教學(xué)單元二十二7.22.1教學(xué)日期7.22.2教學(xué)目標(biāo)7.22.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.22.4教學(xué)過(guò)程7.22.5教學(xué)方法7.22.6作業(yè)安排及課后反思7.22.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.22.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.23教學(xué)單元二十三7.23.1教學(xué)日期7.23.2教學(xué)目標(biāo)7.23.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.23.4教學(xué)過(guò)程7.23.5教學(xué)方法7.23.6作業(yè)安排及課后反思7.23.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.23.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.24教學(xué)單元二十四7.24.1教學(xué)日期7.24.2教學(xué)目標(biāo)7.24.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.24.4教學(xué)過(guò)程7.24.5教學(xué)方法7.24.6作業(yè)安排及課后反思7.24.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.24.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.25教學(xué)單元二十五7.25.1教學(xué)日期7.25.2教學(xué)目標(biāo)7.25.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.25.4教學(xué)過(guò)程7.25.5教學(xué)方法7.25.6作業(yè)安排及課后反思7.25.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.25.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）7.26教學(xué)單元二十六7.26.1教學(xué)日期7.26.2教學(xué)目標(biāo)7.26.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.26.4教學(xué)過(guò)程7.26.5教學(xué)方法7.26.6作業(yè)安排及課后反思7.26.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.26.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）8．課程要求 1128.1學(xué)生自學(xué)要求8.2課外閱讀要求8.3課堂討論要求8.4課程實(shí)踐要求9．課程考核 1139.1出勤（遲到、早退等）、作業(yè)、報(bào)告等的要求9.2成績(jī)的構(gòu)成與評(píng)分規(guī)則說(shuō)明9.3考試形式及說(shuō)明10．學(xué)術(shù)誠(chéng)信 11310.1考試違規(guī)與作弊處理10.2杜撰數(shù)據(jù)、信息處理等10.3學(xué)術(shù)剽竊處理等11．課堂規(guī)范 11411.1課堂紀(jì)律11.2課堂禮儀12．課程資源 11512.1教材與參考書(shū)12.2專業(yè)學(xué)術(shù)著作12.3專業(yè)刊物12.4網(wǎng)絡(luò)課程資源12.5課外閱讀資源13．教學(xué)合約 11613.1教師作出師德師風(fēng)承諾13.2閱讀課程實(shí)施大綱，理解其內(nèi)容13.3同意遵守課程實(shí)施大綱中闡述的標(biāo)準(zhǔn)和期望14．其他說(shuō)明 1161.教學(xué)理念過(guò)去經(jīng)常認(rèn)為，課堂教學(xué)質(zhì)量的好壞主要是教學(xué)方法的問(wèn)題?，F(xiàn)在看來(lái)，課堂教學(xué)質(zhì)量不僅僅是教學(xué)方法的問(wèn)題，首先應(yīng)該是教學(xué)理念的更新。1.1關(guān)注學(xué)生的發(fā)展“師者，傳道授業(yè)解惑也。”大學(xué)教師的作用一是傳授知識(shí)，另一個(gè)是影響學(xué)生。德國(guó)哲學(xué)家黑格爾曾說(shuō)過(guò)：“偉大的刺激和鼓勵(lì)是一個(gè)老師的主要?jiǎng)趧?dòng)，主要影響方式?！蹦敲匆罁?jù)這種觀點(diǎn)，傳授知識(shí)和解答問(wèn)題只是手段，教師的主要作用是學(xué)生學(xué)習(xí)的刺激者和鼓舞者。學(xué)生應(yīng)當(dāng)是也必須是學(xué)習(xí)的主動(dòng)者，教師是鼓舞者和推動(dòng)者，使學(xué)生將學(xué)習(xí)知識(shí)和鍛煉能力的責(zé)任放在自己身上，放在自己的艱辛勞作中。教師的教學(xué)不僅要啟發(fā)學(xué)生，而且更要刺激學(xué)生的求知欲望和學(xué)習(xí)興趣，通過(guò)學(xué)生自主的探究性活動(dòng)獲得相應(yīng)的知識(shí)，才能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生良好的情感和態(tài)度，形成正確的價(jià)值觀。這主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：1．關(guān)注學(xué)生的情緒生活和情感體驗(yàn)。使教學(xué)過(guò)程成為學(xué)生一種愉悅的情緒生活和積極的情感體驗(yàn)。關(guān)注學(xué)生在課堂上的情緒，伴隨著知識(shí)的獲得，關(guān)注學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的態(tài)度，學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的信心是增強(qiáng)還是減弱？用“心”施教，不做課程體系的傳聲筒，從而體現(xiàn)對(duì)本職的熱愛(ài)，對(duì)學(xué)生的關(guān)切的熱切情感。2．關(guān)注學(xué)生的道德生活和人格養(yǎng)成。課堂教學(xué)中不僅傳遞學(xué)科知識(shí)，更要注重人性養(yǎng)育。充分挖掘和展示教學(xué)中的各種道德因素，積極關(guān)注和引導(dǎo)學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的各種道德表現(xiàn)和道德發(fā)展，從而使教學(xué)過(guò)程成為學(xué)生一種高尚的道德生活和豐富的人生體驗(yàn)。知識(shí)增長(zhǎng)的過(guò)程同時(shí)也就成為人格的健全與發(fā)展過(guò)程，伴隨著課程知識(shí)的獲得，學(xué)生變得越來(lái)越有愛(ài)心，越來(lái)越有同情心，越來(lái)越有責(zé)任感，越來(lái)越有教養(yǎng)，則是應(yīng)該追求的更高目標(biāo)。1.2關(guān)注教學(xué)的有效性1．扎實(shí)備課，設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)教案；2．了解學(xué)生，合理設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容；3．情境生活化，增強(qiáng)體驗(yàn)感；4．創(chuàng)設(shè)有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的問(wèn)題情景；5．營(yíng)造民主、和諧、師生平等的課堂教學(xué)氛圍；6．培養(yǎng)學(xué)生自主、合作、探究學(xué)習(xí)的能力；7．恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用多媒體教學(xué)手段；1.3關(guān)注教學(xué)的策略優(yōu)化課堂教學(xué)方法、加強(qiáng)課后輔導(dǎo)，使其方法策略盡量合理化、科學(xué)化；更好地提高課堂教學(xué)的實(shí)效性。在教學(xué)內(nèi)容上，不僅要注重傳授“材料力學(xué)”課程中的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)、難點(diǎn)和重點(diǎn)，而且要注重揭示這些知識(shí)點(diǎn)的來(lái)龍去脈。每門學(xué)科的發(fā)展過(guò)程中都充滿了大膽的假設(shè)，大膽的探索創(chuàng)新的事例。每門學(xué)科中，新的觀念提出、新的原理建立，都是向傳統(tǒng)、向權(quán)威勇敢挑戰(zhàn)，大膽想象、不斷創(chuàng)新的結(jié)果，展示在學(xué)生面前，可以大大啟發(fā)學(xué)生的好奇心、興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，引導(dǎo)學(xué)生不斷發(fā)問(wèn)“為什么”，培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維，有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新欲望。在教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容要反映科學(xué)發(fā)展的日新月異，結(jié)合當(dāng)今科技的發(fā)展，把相關(guān)領(lǐng)域的最新研究動(dòng)態(tài)和面臨的問(wèn)題，講解給學(xué)生，把學(xué)生的視野引向廣闊活躍的前沿，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和探索知識(shí)的欲望，愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)“掌握知識(shí)很重要，可它的重要性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如激情和好奇心”，“沒(méi)有好奇心、沒(méi)有激情，就沒(méi)有科學(xué)”，“只有充滿好奇的人、充滿激情的人，他才能有所發(fā)明”。欲望是創(chuàng)新的動(dòng)力，興趣是創(chuàng)新的源泉。這就要求教師在高質(zhì)量完成教學(xué)任務(wù)的同時(shí)，積極進(jìn)行科學(xué)研究。研究工作不僅僅看作是單純的科學(xué)研究，而且還有助于教學(xué)水平的提高。在教學(xué)中，有的教師講課既認(rèn)真、又熟練，可謂“教得好”，但學(xué)生到課率、聽(tīng)課率并不好，教與學(xué)反差大。評(píng)價(jià)一堂課的好壞，往往習(xí)慣于只看教師備課是否充分，內(nèi)容是否飽滿，語(yǔ)言是否流利，講得是否精彩，至于學(xué)生是否學(xué)得懂，是否學(xué)得通，能否活學(xué)活用，是否學(xué)得精彩，往往認(rèn)為不是老師的事情。教師把教學(xué)只是看成展示自己教學(xué)水平的一個(gè)舞臺(tái)，而沒(méi)有看成是一個(gè)提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力的渠道。那么，就要求我們老師在教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)信念、指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生自主學(xué)習(xí)和深入學(xué)習(xí)，這樣老師在組織教學(xué)活動(dòng)時(shí)要以學(xué)生為主體，老師為主導(dǎo)，以如何使學(xué)生自主學(xué)習(xí)、深入學(xué)習(xí)和激發(fā)學(xué)習(xí)的激情為目標(biāo)，來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)。教學(xué)過(guò)程中，把核心內(nèi)容基本講解清楚，在講課中留下缺口，留下懸念，留下許多問(wèn)題，包括世界難題，去啟示學(xué)生，給學(xué)生留下聯(lián)想的空間，讓學(xué)生去回味，帶著問(wèn)題下課，讓學(xué)生滿腦子裝著問(wèn)題離開(kāi)教室。1.4關(guān)注教學(xué)價(jià)值觀注重在傳授知識(shí)的同時(shí)組織學(xué)生的認(rèn)知活動(dòng)，掌握自我學(xué)習(xí)、自我發(fā)展的本領(lǐng)，體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：1．完成科學(xué)知識(shí)的講授和社會(huì)經(jīng)驗(yàn)的傳遞，發(fā)展學(xué)生智育。2．發(fā)展學(xué)生的智能和體能，使學(xué)生形成能力，掌握個(gè)人生存和為社會(huì)服務(wù)的本領(lǐng)。3．重視學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，在理論和實(shí)踐結(jié)合上掌握知識(shí)。4．對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想教育，逐步使學(xué)生樹(shù)立正確的世界觀、科學(xué)的人生觀，形成良好的道德品質(zhì)、行為習(xí)慣，樹(shù)立與時(shí)代相適應(yīng)的思想和品格。在教學(xué)活動(dòng)中貫徹落實(shí)以人為本,尊重人的尊嚴(yán)、人的權(quán)利、人的需要,一切為了現(xiàn)實(shí)的、社會(huì)的和教育發(fā)展的需要。

2.課程介紹2.1課程的性質(zhì)材料力學(xué)課程主要研究工程結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的承載能力問(wèn)題，通過(guò)揭示構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問(wèn)題的基本概念及必要的基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力；以理論分析為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)素質(zhì)和定性、定量分析能力，為學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程及進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和科學(xué)研究奠定良好的基礎(chǔ)；發(fā)揮其它課程不可替代的綜合素質(zhì)教育作用。2.2課程在學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用材料力學(xué)是我校物理及應(yīng)用物理類本科專業(yè)面向工程實(shí)踐應(yīng)用的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，專業(yè)任選課，在工程實(shí)踐類課程教學(xué)計(jì)劃中占有重要地位。材料力學(xué)以先修課程高等數(shù)學(xué)、普通物理、理論力學(xué)等為基礎(chǔ)，同時(shí)又為后續(xù)課程彈性力學(xué)、實(shí)驗(yàn)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等其他技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課提供必要的理論基礎(chǔ)。材料力學(xué)又是一門密切聯(lián)系工程實(shí)際的學(xué)科，它的一些基本概念、基本理論和基本方法不僅是學(xué)習(xí)后續(xù)課的基礎(chǔ)，而且也可以用來(lái)解決工程中的實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)材料力學(xué)的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問(wèn)題具有明確的基本概念、必要的基礎(chǔ)知識(shí)、比較熟練的計(jì)算能力、初步的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰徒鉀Q工程實(shí)際問(wèn)題的能力。為學(xué)習(xí)后續(xù)課程和進(jìn)一步提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力奠定必要的力學(xué)基礎(chǔ)。2.3課程的歷史與文化傳統(tǒng)在我校物電學(xué)院應(yīng)用物理專業(yè)中，材料力學(xué)是專業(yè)基礎(chǔ)課程，在工程教育中占有重要的地位，是基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的橋梁，起著承上啟下的作用（本課程的任務(wù)是為滿足工程對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的基本要求，提供分析理論的依據(jù)和計(jì)算方法）。同時(shí)，也是學(xué)習(xí)研究機(jī)械、土木等其他學(xué)科的基礎(chǔ)，并具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐性，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題，及創(chuàng)造性思維能力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)都發(fā)揮了重要作用。材料力學(xué)課程施教人數(shù)多，覆蓋專業(yè)廣。本課程具有完整的理論體系，較強(qiáng)的緊密結(jié)合工程實(shí)際的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，在傳授知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力和工程意識(shí)等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。長(zhǎng)期以來(lái)，物理系教研室十分注重課程的建設(shè)與發(fā)展，特別是關(guān)于加強(qiáng)專業(yè)課新課建設(shè)以來(lái)，在學(xué)校、學(xué)院以及物理系領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，全體教師通力合作，投入大量的人力深化教學(xué)改革，適應(yīng)了當(dāng)前對(duì)高等學(xué)校課程體系、內(nèi)容和方法改革的要求，在原有的基礎(chǔ)上取得了突破性進(jìn)展。近年來(lái)，我校通過(guò)課程教學(xué)實(shí)施大綱的建設(shè)，不斷加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，注重選拔優(yōu)秀課程帶頭人和骨干教師，重點(diǎn)改革教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段；特別是著重加強(qiáng)了課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，自物電學(xué)院新近成立以來(lái)，從設(shè)備、環(huán)境、管理到實(shí)驗(yàn)手段和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革、創(chuàng)新，都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。2.4課程的前沿及發(fā)展趨勢(shì)二十世紀(jì)中航空工業(yè)的發(fā)展又大大推動(dòng)了材料力學(xué)的研究，由于飛機(jī)重量的限制，促進(jìn)了對(duì)輕型薄殼結(jié)構(gòu)的研究、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)在高溫下工作、材料在高溫下的力學(xué)性能的研究。近年來(lái)由于人造衛(wèi)星和宇宙飛船等的發(fā)展，又促使材料在高溫下強(qiáng)度問(wèn)題的進(jìn)一步研究、動(dòng)荷載問(wèn)題、光彈性力學(xué)及電測(cè)技術(shù)等實(shí)驗(yàn)方法的研究，并隨著高強(qiáng)度材料的運(yùn)用，出現(xiàn)構(gòu)件由于存在初始裂紋而發(fā)生低應(yīng)力脆斷事故，又促進(jìn)了對(duì)帶裂紋材料和結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及裂紋擴(kuò)展規(guī)律的研究等。第一本《材料力學(xué)》教材，是法國(guó)科學(xué)家納維（C.L.M.H.Navier，1785~1836）于1826年出版。從伽利略1638年開(kāi)始總經(jīng)過(guò)200年發(fā)展和完善，特別是到了本世紀(jì)科學(xué)技術(shù)，工業(yè)技術(shù)都有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。三峽大壩及三峽五級(jí)大型船閘的建成，南水北調(diào)工程的開(kāi)工，長(zhǎng)江上許多各種形式的跨江大橋，奧運(yùn)館場(chǎng)的新型結(jié)構(gòu)等許多具有世界先進(jìn)技術(shù)水平的工程，尤其是航空航天衛(wèi)星的崛起。我國(guó)也于2005年相繼兩次發(fā)射了載人航天飛船。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)于不斷更新?lián)Q代，各種新型材料（復(fù)合材料，納米及高分子材料）不斷問(wèn)世并運(yùn)用于工程實(shí)踐，實(shí)驗(yàn)設(shè)備日趨完善提高，使材料力學(xué)這門古老的學(xué)科注入新的活力、新涉獵領(lǐng)域更為廣泛，特別在日趨完備不斷推陳出新的建筑領(lǐng)域仍散發(fā)著燦爛的光輝。2.5課程與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)系自古以來(lái)，材料力學(xué)是一門與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展緊密相關(guān)的科學(xué)。在古代建筑中，盡管還沒(méi)有嚴(yán)格的科學(xué)理論，但人們從長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐中，對(duì)構(gòu)件的承力情況已有一些定性或較粗淺的定量認(rèn)識(shí)。例如，從圓木中截取矩形截面的木梁，當(dāng)高寬比為3:2時(shí)最為經(jīng)濟(jì),這大體上符合材料力學(xué)的基本原理。隨著工業(yè)的發(fā)展，在車輛、船舶、機(jī)械和大型建筑工程的建造中所碰到的問(wèn)題日益復(fù)雜，單憑經(jīng)驗(yàn)已無(wú)法解決,這樣,在對(duì)構(gòu)件強(qiáng)度和剛度長(zhǎng)期定量研究的基礎(chǔ)上，逐漸形成了材料力學(xué)。意大利科學(xué)家伽利略為解決建造船舶和水閘所需的梁的尺寸問(wèn)題,進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn),并于1638年首次提出梁的強(qiáng)度計(jì)算公式。由于當(dāng)時(shí)對(duì)材料受力后會(huì)發(fā)生變形這一規(guī)律缺乏認(rèn)識(shí)，他采用了剛體力學(xué)的方法進(jìn)行計(jì)算,以致所得結(jié)論不完全正確。后來(lái),英國(guó)科學(xué)家R.胡克在1678年發(fā)表了他根據(jù)彈簧實(shí)驗(yàn)觀察所得的"力與變形成正比"這一重要物理定律（即胡克定律）。從18世紀(jì)起，材料力學(xué)開(kāi)始沿著科學(xué)理論的方向向前發(fā)展。高速車輛、飛機(jī)、大型機(jī)械以及鐵路橋梁等的出現(xiàn)，使減輕構(gòu)件的自重成為亟待解決的問(wèn)題。隨著冶金工業(yè)的發(fā)展，新的高強(qiáng)度金屬（如鋼和鋁合金等）逐漸成為主要的工程材料，從而使薄型和細(xì)長(zhǎng)型構(gòu)件大量被采用。這類構(gòu)件的失穩(wěn)破壞屢有發(fā)生，從而引起工程界的注意。這些因素成為構(gòu)件剛度和穩(wěn)定性理論發(fā)展的推動(dòng)力。由于超高強(qiáng)度材料和焊接結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，低應(yīng)力脆斷和疲勞事故又成為新的研究課題，促使這方面研究迅速發(fā)展。2.6課程內(nèi)容可能涉及到的倫理與道德問(wèn)題課程內(nèi)容未涉及倫理與道德問(wèn)題2.7學(xué)習(xí)本課程的必要性(1)通過(guò)材料力學(xué)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問(wèn)題具有明確的基本概念、必要的基礎(chǔ)知識(shí)、比較熟練的計(jì)算能力、初步的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰徒鉀Q工程實(shí)際問(wèn)題的能力。樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，理論聯(lián)系實(shí)際，解決好經(jīng)濟(jì)與安全的矛盾，具備創(chuàng)新精神；了解材料力學(xué)的新理論，新方法及發(fā)展趨向。(2)通過(guò)材料力學(xué)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度，掌握科學(xué)的求真學(xué)習(xí)方法，使學(xué)生初步具有獨(dú)立獲取知識(shí)的能力。(3)通過(guò)材料力學(xué)的學(xué)習(xí)，開(kāi)闊學(xué)生的思路，培養(yǎng)學(xué)生的思維方式和習(xí)慣，激發(fā)不斷探索和創(chuàng)新的精神。(4)通過(guò)材料力學(xué)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生逐步樹(shù)立辯證唯物主義的世界觀，培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立為科學(xué)獻(xiàn)身的信念。(5)通過(guò)課程建設(shè)的同時(shí)，培養(yǎng)一只高素質(zhì)的師資隊(duì)伍，極大地提高教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)水平。

4.先修課程《高等數(shù)學(xué)》、《普通物理》、《理論力學(xué)》5.課程目標(biāo)5.1知識(shí)與技能方面了解材料力學(xué)的基本理論、基本概念和基本分析方法。使學(xué)生能科學(xué)地辨認(rèn)材料力學(xué)中的各種概念、原理、專業(yè)術(shù)語(yǔ)，使學(xué)生知道材料力學(xué)中各種構(gòu)件的分類、受力過(guò)程和變化傾向。理解材料力學(xué)中桿件和梁的幾種變形形式。使學(xué)生能用自己的語(yǔ)言對(duì)各種理論知識(shí)加以敘述、解釋和歸納，并且能夠指出各部分知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系和相互區(qū)別。熟悉各種概念、原理和定律，掌握其計(jì)算與應(yīng)用的方法。要求學(xué)生通過(guò)課程學(xué)習(xí)掌握以下幾點(diǎn)：1.對(duì)材料力學(xué)的基本理論、基本概念和基本分析方法有明確的認(rèn)識(shí)。2.掌握一般桿類零件和構(gòu)件的受力與變形原理，具有繪出其合理的力學(xué)計(jì)算簡(jiǎn)圖的初步能力。3.能夠熟練地分析與計(jì)算桿件在各種基本變形時(shí)的內(nèi)力，繪制相應(yīng)內(nèi)力圖。4.能夠熟練地分析與計(jì)算桿件在基本變形下的應(yīng)力和變形，并進(jìn)行相應(yīng)的強(qiáng)度和剛度計(jì)算。5.對(duì)于應(yīng)力狀態(tài)分析的基本原理和方法有初步認(rèn)識(shí)，對(duì)應(yīng)變狀態(tài)有關(guān)概念有一定了解和認(rèn)識(shí)。6.熟練地掌握簡(jiǎn)單超靜定問(wèn)題的求解方法。7.對(duì)桿件的應(yīng)變能有關(guān)概念、基本原理和基本定理有一定認(rèn)識(shí)和掌握，并能夠熟練地用來(lái)計(jì)算簡(jiǎn)單梁、扭轉(zhuǎn)圓軸和簡(jiǎn)單拉壓桿結(jié)構(gòu)的位移，進(jìn)而計(jì)算簡(jiǎn)單超靜定問(wèn)題的內(nèi)力。8.對(duì)于常用材料的基本力學(xué)性能及其測(cè)試方法有初步認(rèn)識(shí)。5.2過(guò)程與方法方面(1)精心設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)例，讓有效課堂時(shí)間變的更高效。材料力學(xué)包括對(duì)軸，梁剪切，扭轉(zhuǎn)，彎曲，拉壓應(yīng)力和強(qiáng)度校核。在工程當(dāng)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，尤其在受力分析時(shí)，扭矩與功率轉(zhuǎn)換，應(yīng)力與載荷加載方式的關(guān)系，都是當(dāng)代工科大學(xué)生所要掌握的基本知識(shí)點(diǎn)。不僅僅培養(yǎng)力學(xué)發(fā)散思維，更要針對(duì)其相關(guān)課程進(jìn)行套用，達(dá)到有所依有所據(jù)，針對(duì)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)可避免要涉及到材料選用，許用應(yīng)力強(qiáng)度校核。達(dá)到裝備設(shè)計(jì)要求就必須要結(jié)合實(shí)際相關(guān)實(shí)例。(2)營(yíng)造氣氛由表及里。在實(shí)際工程實(shí)踐當(dāng)中并沒(méi)有理想化的模型可以用公式直接解決方案。簡(jiǎn)化模型以及近似建立模型是大學(xué)生必備基本功。如果只有知識(shí)基礎(chǔ)理論一旦遇見(jiàn)實(shí)際問(wèn)題，并不能系統(tǒng)歸納到所學(xué)理論模型或公式，那就是課堂教學(xué)的失敗。通過(guò)健康良好的質(zhì)疑引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入最佳學(xué)習(xí)模式，循序漸進(jìn)巧妙進(jìn)行學(xué)科綜合引導(dǎo)。(3)課后總結(jié)歸納，及時(shí)引導(dǎo)答疑。在結(jié)束每一堂課后，進(jìn)行及時(shí)的歸納和總結(jié)，對(duì)于學(xué)習(xí)態(tài)度不積極的學(xué)生進(jìn)行及時(shí)陽(yáng)光化的引導(dǎo)。千萬(wàn)不可讓學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒，對(duì)易混淆，概念模糊的模塊讓同學(xué)們提前預(yù)習(xí)分析。(4)建立健全的考核機(jī)制，采取良好靈活的考核方式?？己朔绞娇刹扇±碚摽荚?、課堂討論、團(tuán)隊(duì)競(jìng)答等方式，從多角度綜合評(píng)判。分?jǐn)?shù)實(shí)行結(jié)構(gòu)評(píng)分方式，基本分反映學(xué)生在基礎(chǔ)知識(shí)和基本能力的綜合表現(xiàn)，更客觀的反映學(xué)生能力，強(qiáng)調(diào)個(gè)性發(fā)展，更好的鼓勵(lì)創(chuàng)新。同時(shí)，各種科技創(chuàng)新競(jìng)賽和力學(xué)競(jìng)賽選拔和該課程的教學(xué)考核結(jié)合起來(lái)，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新熱情。5.3情感、態(tài)度與價(jià)值觀方面要最大限度挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、創(chuàng)新性。在交叉學(xué)科教學(xué)活動(dòng)中從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”的課堂氣氛。同時(shí)，教師要有足夠的責(zé)任心、事業(yè)心，積極培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，努力聯(lián)系實(shí)踐，不斷進(jìn)行自我提升，逐步樹(shù)立辯證唯物主義的世界觀，培養(yǎng)出國(guó)家需要的高質(zhì)量高素質(zhì)綜合人才。6.課程內(nèi)容6.1課程的內(nèi)容概要第1章緒論及基本概念1-1材料力學(xué)的人物1-2材料力學(xué)發(fā)展概述1-3可變性固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)1-4材料力學(xué)主要研究對(duì)象的幾何特征1-5桿件變形的基本形式第2章軸向拉伸和壓縮2-1軸向拉伸和壓縮的概念2-2內(nèi)力·截面法·軸力及軸力圖2-3應(yīng)力·拉壓桿內(nèi)的應(yīng)力2-4拉壓桿的變形·胡克定律2-5拉壓桿內(nèi)的應(yīng)變能2-6材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能2-7強(qiáng)度條件·安全因素·許用應(yīng)力2-8應(yīng)力集中的概念第3章扭轉(zhuǎn)3-1概述3-2薄壁圓筒的扭轉(zhuǎn)3-3傳動(dòng)軸的外力偶矩·扭矩及扭矩圖3-4等直圓桿扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力·強(qiáng)度條件3-5等直圓桿扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形·剛度條件3-6等直圓桿扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)變能第4章(I)彎曲內(nèi)力4-1對(duì)稱彎曲的概念及梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖4-2梁的剪力和彎矩·剪力圖和彎矩圖附錄1平面圖形的幾何性質(zhì)I-1截面的靜矩和形心位置I-2極慣性矩·慣性矩·慣性積I-3慣性矩和慣性積的平行移軸公式·組合截面的慣性矩和慣性積I-4慣性矩和慣性積的轉(zhuǎn)軸公式·截面的主慣性軸和主慣性矩第4章(II)彎曲應(yīng)力4-4梁橫截面上的正應(yīng)力·梁的正應(yīng)力強(qiáng)度條件4-5梁橫截面上的切應(yīng)力·梁的切應(yīng)力強(qiáng)度條件4-6梁的合理設(shè)計(jì)第5章梁彎曲時(shí)的位移5-1梁的位移——撓度和轉(zhuǎn)角5-2梁的撓曲線近似微分方程及其積分5-3按疊加原理計(jì)算梁的撓度和轉(zhuǎn)角5-5梁的剛度校核·提高梁的剛度的措施5-6梁內(nèi)的彎曲應(yīng)變能第6章簡(jiǎn)單超靜定問(wèn)題6-1超靜定問(wèn)題及其解法6-4簡(jiǎn)單超靜定梁第7章應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論7-1概述7-2平面應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)力分析·主應(yīng)力7-3空間應(yīng)力狀態(tài)的概念7-4應(yīng)力與應(yīng)變間的關(guān)系7-5空間應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變能密度6.2教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)第1章緒論及基本概念內(nèi)容要求：了解材料力學(xué)的任務(wù)、變形固體的概念；理解變形固體的基本假設(shè)；熟悉桿件變形的基本形式分類。重點(diǎn)：桿件的四種基本變形。難點(diǎn)：理解變形固體的四個(gè)基本假設(shè)。第2章軸向拉伸和壓縮內(nèi)容要求：(1)了解軸向拉伸和壓縮的概念、內(nèi)力的概念及其分類。(2)掌握軸向拉壓內(nèi)力的計(jì)算方法及內(nèi)力圖的繪制；理解應(yīng)力的概念及其分布規(guī)律；正確計(jì)算橫截面、斜截面的應(yīng)力及變形計(jì)算。(3)熟悉常見(jiàn)材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性質(zhì)；理解拉壓變形理論、胡克定律、拉壓桿的應(yīng)變能。(4)熟悉安全因素和許用應(yīng)力的概念；掌握拉壓桿的強(qiáng)度條件和強(qiáng)度計(jì)算。(5)掌握拉壓桿變形及位移超靜定計(jì)算、裝配應(yīng)力溫度應(yīng)力的計(jì)算方法；理解應(yīng)力集中的概念及圣維南原理。重點(diǎn)：軸向拉壓桿內(nèi)力、應(yīng)力、變形的計(jì)算。難點(diǎn)：根據(jù)小變形原理計(jì)算點(diǎn)的位移。第3章扭轉(zhuǎn)內(nèi)容要求：(1)熟悉薄壁圓筒的扭轉(zhuǎn)概念和計(jì)算；理解純剪切的概念及切應(yīng)力互等定理。(2)掌握傳動(dòng)軸的外力偶矩的計(jì)算，以及扭矩的概念和扭矩圖的繪制。(3)掌握?qǐng)A桿扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力、變形計(jì)算及強(qiáng)度、剛度條件。(4)熟悉等直圓桿扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)變能，等直非圓桿自由扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和變形；了解密圈螺旋彈簧的應(yīng)力和變形的計(jì)算。重點(diǎn)：圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和變形計(jì)算。難點(diǎn)：綜合考慮圓軸扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度和剛度條件設(shè)計(jì)軸的直徑。第4章I彎曲內(nèi)力內(nèi)容要求：了解平面彎曲、對(duì)稱彎曲的概念及梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖；掌握梁的剪力方程和彎矩方程；理解載荷集度與剪力、彎矩之間的關(guān)系；正確作出梁和平面剛架的剪力圖和彎矩圖及曲桿的內(nèi)力圖。重點(diǎn)：剪力方程與彎矩方程；剪力圖與彎矩圖。難點(diǎn)：平面剛架的彎矩方程與彎矩圖。附錄1平面圖形的幾何性質(zhì)內(nèi)容要求：了解靜矩、慣性矩、慣性積的概念及其特點(diǎn)；掌握平面圖形形心的計(jì)算方法；掌握慣性矩的計(jì)算方法及平行移軸公式。重點(diǎn)：平面圖形形心的確定及慣性矩的計(jì)算。難點(diǎn)：平行移軸公式。第4章II彎曲應(yīng)力內(nèi)容要求：了解純彎曲的概念，純彎曲時(shí)橫截面的應(yīng)力的分布規(guī)律；掌握彎曲時(shí)截面的正應(yīng)力及切應(yīng)力的計(jì)算；熟悉彎曲強(qiáng)度計(jì)算；理解提高彎曲強(qiáng)度的措施。重點(diǎn)：彎曲正應(yīng)力及切應(yīng)力的計(jì)算。難點(diǎn)：根據(jù)彎曲正應(yīng)力與切應(yīng)力強(qiáng)度條件進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。第5章梁彎曲時(shí)的位移，第6章簡(jiǎn)單超靜定問(wèn)題內(nèi)容要求：了解撓度和轉(zhuǎn)角的概念；理解梁的撓曲線近似微分方程；掌握用積分法和疊加法計(jì)算梁的轉(zhuǎn)角和撓度，并熟練應(yīng)用梁的彎曲剛度條件進(jìn)行剛度校核；熟悉簡(jiǎn)單超靜定梁的計(jì)算；理解提高彎曲剛度的措施。重點(diǎn)：疊加法求梁的轉(zhuǎn)角和撓度。難點(diǎn)：積分法求梁的轉(zhuǎn)角和撓度。第7章應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)變分析內(nèi)容要求：了解應(yīng)力狀態(tài)的的概念及其分類；掌握二向應(yīng)力狀態(tài)的解析法和圖解法；了解三向應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)力圓及單元體的表示法，復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變能密度；熟悉廣義胡克定律及四種常用的強(qiáng)度理論。重點(diǎn)：二向應(yīng)力狀態(tài)的解析法和圖解法；強(qiáng)度理論。難點(diǎn)：應(yīng)力狀態(tài)分析的解析法與圖解法。6.3學(xué)時(shí)安排序號(hào)教學(xué)內(nèi)容課時(shí)分配1第1章緒論及基本概念22第2章軸向拉伸和壓縮123第3章扭轉(zhuǎn)64第4章I彎曲內(nèi)力部分85附錄I平面圖形的幾何性質(zhì)46第4章II彎曲應(yīng)力87第5章彎曲變形68第6章超靜定問(wèn)題29第7章應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)變分析*4合計(jì)52*根據(jù)課時(shí)安排的變動(dòng)，可以適當(dāng)刪減的章節(jié)內(nèi)容。7.課程實(shí)施7.1教學(xué)單元一7.1.1教學(xué)日期第1周月日7.1.2教學(xué)目標(biāo)1.掌握材料力學(xué)的性質(zhì)、任務(wù)和研究對(duì)象;2.掌握構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問(wèn)題的概念;3.理解材料力學(xué)的基本假設(shè)、基本概念及研究方法；4.了解桿件基本變形形式的受力和變形特點(diǎn)；7.1.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）1.介紹材料力學(xué)這門課的性質(zhì)、任務(wù)、研究方法及研究對(duì)象；（重點(diǎn)）2.講述材料力學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐的關(guān)系，讓學(xué)生懂得其重要性，激起學(xué)習(xí)它的興趣；3.介紹變形固體的幾個(gè)基本假設(shè)、基本概念；（重點(diǎn)）4.介紹桿件的幾何特征；5.桿的四種基本變形形式的受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)及組合變形的概念，判斷桿件變形形式的方法；（重點(diǎn)和難點(diǎn)）7.1.4教學(xué)過(guò)程第一章緒論及基本概念（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)：材料力學(xué)的任務(wù)，變形固體性質(zhì)的基本假設(shè)§1-1材料力學(xué)的任務(wù)建筑物承受荷載而起骨架作用的部分，稱為結(jié)構(gòu)。組成結(jié)構(gòu)或機(jī)械的單個(gè)部分則稱為構(gòu)件或零件。如：橋梁的橋墩、橋面等。每一構(gòu)件都應(yīng)滿足一定的條件，這些條件主要是指經(jīng)濟(jì)與安全。所謂經(jīng)濟(jì)是指構(gòu)件應(yīng)采用適當(dāng)?shù)牟牧喜⑹菇孛娉叽缱钚。ㄏ淖钌俚牟牧希?；安全則是指構(gòu)件在受力或受外界因素（如溫度改變、地基沉陷等）影響時(shí)，應(yīng)同時(shí)滿足強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性三方面的要求。即：安全包括三個(gè)方面：（1）足夠的強(qiáng)度──構(gòu)件具有足夠的抵抗破壞的能力；（2）足夠的剛度──構(gòu)件具有足夠的抵抗變形的能力，即要把變形控制在一定的范圍內(nèi)；（3）足夠的穩(wěn)定性──構(gòu)件具有足夠的保持原有平衡形式的能力。構(gòu)件在強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性三方面所具有的能力統(tǒng)稱為構(gòu)件的承載能力。經(jīng)濟(jì)與安全是一對(duì)矛盾的兩個(gè)方面。而材料力學(xué)就是要解決這一矛盾，即是研究構(gòu)件在各種外力或外界因素影響下的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的原理及計(jì)算方法的科學(xué)。包括對(duì)材料的力學(xué)性質(zhì)的研究。這就是材料力學(xué)的任務(wù)?！?-2材料力學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐的關(guān)系生產(chǎn)的發(fā)展推動(dòng)了材料力學(xué)的發(fā)展；材料力學(xué)的發(fā)展又反過(guò)來(lái)對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐起著重要的指導(dǎo)作用?！?-3可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)任何固體在外力作用下都要產(chǎn)生形狀及尺寸的改變──即變形。外力大到一定程度構(gòu)件還會(huì)發(fā)生破壞，這種固體稱為“變形固體”。承認(rèn)構(gòu)件的變形，是材料力學(xué)研究問(wèn)題、解決問(wèn)題的基本前提。變形包括：（1）彈性變形──外力去掉后可消失的變形；（2）塑性變形──外力去掉后不能消失的變形。關(guān)于變形固體性質(zhì)的基本假設(shè)：連續(xù)性假設(shè)：材料內(nèi)部連續(xù)、密實(shí)地充滿著物質(zhì)而毫無(wú)空隙；均勻性假設(shè)：材料沿各部分的力學(xué)性能完全相同；3．各向同性假設(shè)：材料沿各方向的力學(xué)性能完全相同。這樣的材料稱為各向同性材料，否則稱為各向異性材料。4．小變形假設(shè)：認(rèn)為受力后構(gòu)件的變形與其本身尺寸相比很小。小變形包括兩方面含義：（1）變形與原始尺寸在量級(jí)上進(jìn)行比較，很小；（2）變形對(duì)外力的影響很小──不會(huì)顯著改變外力的作用位置或不產(chǎn)生新的外力成分。§1-4材料力學(xué)主要研究對(duì)象（桿件）的幾何特征所謂桿，是指其縱向（沿長(zhǎng)度方向）尺寸比其橫向（垂直于長(zhǎng)度方向）尺寸大得多的構(gòu)件。我們常見(jiàn)的柱、梁和傳動(dòng)軸等均屬于桿。桿件的兩個(gè)幾何元素：橫截面：垂直于桿件長(zhǎng)度方向的截面稱為桿的橫截面。軸線：各橫截面形心的連線稱為桿的軸線。直桿的軸線為直線；曲桿的軸線為曲線。橫截面沿桿軸不變者稱為等截面桿；改變者稱為變截面桿。桿軸線為直線，橫截面沿桿軸又不變者稱為等截面直桿，簡(jiǎn)稱等直桿?！?-5桿件變形的基本形式作用在構(gòu)件上的荷載是各種各樣的，因此，桿件的變形形式就呈現(xiàn)出多樣性，并且有時(shí)比較復(fù)雜。但分解來(lái)看，變形的基本形式卻只有四種。1．軸向拉伸或軸向壓縮在一對(duì)大小相等、方向相反、作用線與桿軸線重合的外力作用下，桿件將發(fā)生伸長(zhǎng)或縮短變形，這種變形形式稱為軸向拉伸或軸向壓縮。其受力特性為外力的作用線與桿件的軸線重合。變形特征為桿件沿軸線方向伸長(zhǎng)或縮短。2．剪切在一對(duì)相距很近的大小相等、方向相反、作用線與桿軸線垂直的外力作用下，桿的主要變形是橫截面沿外力作用方向發(fā)生錯(cuò)動(dòng)。這種變形形式稱為剪切。其受力特性為一對(duì)大小相等、方向相反的外力的作用線與桿軸線垂直且相距很近。變形特征為橫截面沿外力作用方向發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。3．扭轉(zhuǎn)在一對(duì)大小相等、轉(zhuǎn)向相反、作用面與桿軸線垂直的外力偶作用下，桿件的任意兩橫截面將繞軸線發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，這種變形形式稱為扭轉(zhuǎn)。其受力特性為外力偶的作用平面與桿軸線垂直。變形特征為任意兩相鄰橫截面繞桿軸線發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。4．彎曲在桿的一個(gè)縱向平面內(nèi)，作用一對(duì)大小相等、轉(zhuǎn)向相反的外力偶，這時(shí)桿將在縱向平面內(nèi)彎曲，任意兩橫截面發(fā)生相對(duì)傾斜，這種變形形式稱為彎曲。其受力特性為外力偶的作用平面在含桿軸線在內(nèi)的縱向平面內(nèi)。變形特征為桿件的軸線由直線變?yōu)榍€，任意兩橫截面發(fā)生相對(duì)傾斜。工程中常用構(gòu)件在荷載作用下的變形，在很多情況下都包含有兩種或兩種以上的基本變形，我們把這種變形形式稱為組合變形。7.1.5教學(xué)方法以多媒體演示與黑板表達(dá)相結(jié)合，并配以一定數(shù)量的提問(wèn)、解答。實(shí)例教學(xué)：(1)竹子的力學(xué)自然美；(2)高層建筑結(jié)構(gòu)的力學(xué)概念設(shè)計(jì)。7.1.6作業(yè)安排及課后反思《材料力學(xué)習(xí)題庫(kù)》第1章所有作業(yè)7.1.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求要精選授課內(nèi)容，對(duì)光材料力學(xué)發(fā)展新亮點(diǎn)和廣泛應(yīng)用的重要內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講授，有的內(nèi)容留學(xué)生自學(xué)教材或要求學(xué)生查閱一定的參考書(shū)，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力。7.1.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）劉鴻文.材料力學(xué)I（第5版）.p1-127.2教學(xué)單元二7.2.1教學(xué)日期第1周月日7.2.2教學(xué)目標(biāo)1.了解軸向拉伸和壓縮的概念、內(nèi)力的概念及其分類。2.掌握軸向拉壓內(nèi)力的計(jì)算方法及內(nèi)力圖的繪制；理解應(yīng)力的概念及其分布規(guī)律；正確計(jì)算橫截面、斜截面的應(yīng)力及變形計(jì)算。3.熟悉常見(jiàn)材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性質(zhì)；理解拉壓變形理論、胡克定律、拉壓桿的應(yīng)變能。4.熟悉安全因素和許用應(yīng)力的概念；掌握拉壓桿的強(qiáng)度條件和強(qiáng)度計(jì)算。5.掌握拉壓桿變形及位移超靜定計(jì)算、裝配應(yīng)力溫度應(yīng)力的計(jì)算方法；理解應(yīng)力集中的概念及圣維南原理。7.2.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）重點(diǎn)：軸向拉壓桿內(nèi)力、應(yīng)力、變形的計(jì)算。難點(diǎn)：根據(jù)小變形原理計(jì)算點(diǎn)的位移。7.2.4教學(xué)過(guò)程軸向拉伸和壓縮§2-1軸向拉伸和壓縮的概念、§2-2內(nèi)力·截面法·軸力及軸力圖（2學(xué)時(shí)）學(xué)生首次接觸基本變形的計(jì)算，講課的重點(diǎn)與難點(diǎn)應(yīng)為：1.講清基本概念；2.理清分析問(wèn)題的思路?！?-1軸向拉伸和壓縮的概念受軸向拉伸的桿件稱為拉桿；受軸向壓縮的桿件稱為壓桿。受力特征：外力（或其合力）的作用線與桿軸線重合；變形特征：沿軸向伸長(zhǎng)或縮短。實(shí)例：起重機(jī)吊繩、千斤頂?shù)?。軸向拉伸軸向壓縮§2-2內(nèi)力·截面法·軸力及軸力圖一、內(nèi)力內(nèi)力──物體一部分對(duì)另一部分的作用。注意：這里的內(nèi)力是指附加內(nèi)力，是外力作用后所引起的內(nèi)力改變。二、截面法·軸力受外力作用而處于平衡的物體，其內(nèi)力可用截面法顯示并確定。用截面法求構(gòu)件內(nèi)力可歸納為以下三個(gè)步驟：1．截開(kāi)在需要求內(nèi)力的截面處，假想地將桿截分為兩部分；2．代替取截開(kāi)后的任一部分作為研究對(duì)象（稱為隔離體），并把棄去部分對(duì)保留部分的作用以截開(kāi)面上的內(nèi)力代替；3．平衡對(duì)保留部分即隔離體建立平衡方程，計(jì)算內(nèi)力的大小和方向。如圖所示拉桿，由截面法可得m-m截面上的內(nèi)力N=P在此說(shuō)明取左、右部分為研究對(duì)象，結(jié)果相同。由于拉壓桿橫截面上的內(nèi)力N的作用線與桿軸線重合，因此，拉壓桿的內(nèi)力也稱為軸力。符號(hào)規(guī)定：拉桿的變形是軸向伸長(zhǎng)，其軸力為正，稱為拉力，方向是背離截面的；壓桿的變形是軸向縮短，其軸力為負(fù)，稱為壓力，方向是指向截面的。必須指出，在采用截面法之前，不能隨意使用靜力學(xué)中力（或力偶）的可移性原理，以及力的等效代換。因?yàn)檫@樣就會(huì)改變構(gòu)件的變形性質(zhì)，并使內(nèi)力也隨之改變。但在截開(kāi)后建立隔離體的平衡方程時(shí)，則可以使用力的等效代換及可移性原理。三、軸力圖為了表明軸力隨橫截面位置的變化情況，通常作出軸力圖。其作法如下：選取一定的比例尺，用平行于桿軸線的坐標(biāo)表示橫截面的位置，用垂直于桿軸線的坐標(biāo)表示橫截面上軸力的數(shù)值，從而繪出表示軸力與橫截面位置關(guān)系的圖形，稱為軸力圖。通常將正值的軸力畫(huà)在上側(cè)，負(fù)值的畫(huà)在下側(cè)。舉例說(shuō)明。7.2.5教學(xué)方法以多媒體演示與黑板表達(dá)相結(jié)合，并配以一定數(shù)量的提問(wèn)、解答。7.2.6作業(yè)安排及課后反思預(yù)習(xí)《材料力學(xué)習(xí)題庫(kù)》第2章作業(yè)，指定交作業(yè)日期7.2.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求要精選授課內(nèi)容，對(duì)光材料力學(xué)發(fā)展新亮點(diǎn)和廣泛應(yīng)用的重要內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講授，有的內(nèi)容留學(xué)生自學(xué)教材或要求學(xué)生查閱一定的參考書(shū)，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力。7.2.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）(1)劉鴻文.材料力學(xué)I（第5版）.p4-7(2)劉鴻文.材料力學(xué)I（第5版）.p15-167.3教學(xué)單元三7.3.1教學(xué)日期第2周月日7.3.2教學(xué)目標(biāo)掌握拉（壓）桿橫截面及斜截面上應(yīng)力的計(jì)算7.3.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）引入應(yīng)力的概念，通過(guò)觀察軸向拉（壓）的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,提出平面假設(shè),并結(jié)合材料的均勻形假設(shè)及靜力學(xué)關(guān)系,推出軸向拉（壓）橫截面上的應(yīng)力公式,以此應(yīng)力公式為基礎(chǔ),分析給出其斜截面上的應(yīng)力計(jì)算公式;(難點(diǎn))重點(diǎn)：應(yīng)力的概念，軸向拉（壓）橫截面上的應(yīng)力公式，斜截面上的應(yīng)力計(jì)算公式難點(diǎn)：斜截面上的應(yīng)力計(jì)算公式。7.3.4教學(xué)過(guò)程第二章軸向拉伸和壓縮§2-3橫截面及斜截面上的應(yīng)力（2學(xué)時(shí)）要解決強(qiáng)度問(wèn)題，不僅要知道構(gòu)件沿哪個(gè)截面破壞，而且要知道從其上哪一點(diǎn)破壞。應(yīng)力──是受力構(gòu)件某一截面分布內(nèi)力在一點(diǎn)處的集度。一、應(yīng)力的概念平均應(yīng)力──一般地說(shuō)，截面上的分布內(nèi)力并不是均勻的，故平均應(yīng)力pm的大小和方向?qū)㈦S所取微面積ΔA的大小而不同。為表明分布內(nèi)力在M點(diǎn)處的集度，令ΔA→0，則得ΔP/ΔA的極限值p，即稱為M點(diǎn)處的總應(yīng)力，其方向一般既不與截面垂直，也不與截面相切。通常將總應(yīng)力沿截面的法向和切向分解為兩個(gè)分量，即，法向分量稱為正應(yīng)力，切向分量稱為剪應(yīng)力。二、拉（壓）桿橫截面上的應(yīng)力在拉（壓）桿橫截面上，軸力N的作用線與橫截面垂直，且通過(guò)橫截面的形心，因此，分布在橫截面上各點(diǎn)的應(yīng)力只有正應(yīng)力。為計(jì)算正應(yīng)力，可首先考查桿件在受力后表面上的變形情況，并由表及里地推出反映桿件內(nèi)部變形情況的幾何關(guān)系，再根據(jù)力與變形間的物理關(guān)系，得到應(yīng)力在截面上的變化規(guī)律，最后再通過(guò)應(yīng)力與內(nèi)力的靜力學(xué)關(guān)系，得到應(yīng)力的計(jì)算公式。下面就以上述方法，來(lái)推導(dǎo)等直拉（壓）桿橫截面上的正應(yīng)力計(jì)算公式。幾何方面根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提出如下著名的平面假設(shè)：變形前原為平面的橫截面，變形后仍保持為平面。由這一假設(shè)可以推斷，拉桿所有縱向纖維的伸長(zhǎng)相等。即，拉桿在其任意兩個(gè)橫截面之間的伸長(zhǎng)變形是均勻的。物理方面應(yīng)力是伴隨著變形同時(shí)產(chǎn)生的，且與桿的變形程度有關(guān)。既然各點(diǎn)的變形程度相同，則我們可以認(rèn)為，橫截面上各點(diǎn)的正應(yīng)力也是相等的。靜力學(xué)方面根據(jù)靜力學(xué)求合力的方法即得拉桿橫截面上正應(yīng)力的計(jì)算公式式中N為軸力，A為桿的橫截面面積。對(duì)壓桿，此式同樣適用。常用的應(yīng)力單位為：Pa、kPa、MPa、GPa。其中1Pa=1N/m2、1kPa=103Pa、1MPa=106Pa、1Gpa=109Pa。正應(yīng)力的符號(hào)規(guī)定：以拉為正，以壓為負(fù)。必須指出，作用在桿件上的軸向外力，一般是外力系的靜力等效力系，在外力作用點(diǎn)附近的應(yīng)力比較復(fù)雜，并非均勻分布。但圣唯南原理指出：“力作用于桿端方式的不同，只會(huì)使與桿端距離不大于桿的橫截面尺寸的范圍內(nèi)的應(yīng)力分布受到影響”。根據(jù)這一原理，除了外力作用點(diǎn)附近以外，都可用上式計(jì)算應(yīng)力。當(dāng)?shù)戎睏U受幾個(gè)軸向外力作用時(shí)，桿內(nèi)的最大正應(yīng)力為最大軸力所在橫截面稱為危險(xiǎn)截面，危險(xiǎn)截面上的正應(yīng)力稱為最大工作應(yīng)力。舉例說(shuō)明。三、拉（壓）桿斜截面上的應(yīng)力由平衡方程ΣX=0，可得斜截面k-k上的內(nèi)力仿照橫截面上正應(yīng)力分布規(guī)律的分析過(guò)程，同樣可得到斜截面上各點(diǎn)處的總應(yīng)力是均勻分布且與桿軸平行的結(jié)論。設(shè)斜截面k-k的外法線n與桿軸線的夾角為，則橫截面面積，于是有式中為橫截面上的正應(yīng)力。總應(yīng)力是矢量，可將它沿截面的法向和切向分解為兩個(gè)分量：正應(yīng)力和剪應(yīng)力。它們?yōu)椋╟）這就是拉(壓)桿斜截面上的正應(yīng)力計(jì)算公式。其中自桿軸轉(zhuǎn)至斜截面的外法線，以逆時(shí)針為正，順時(shí)針為負(fù)。正應(yīng)力及剪應(yīng)力的符號(hào)規(guī)則同前所述。使用公式時(shí)注意連同符號(hào)代入運(yùn)算。由式（c）可知：1．和都是的函數(shù)。即同一點(diǎn)處的應(yīng)力隨過(guò)該點(diǎn)的斜截面的方向不同而改變。2．當(dāng)=00時(shí)，=，它是中的最大值，即桿內(nèi)任一點(diǎn)處的最大正應(yīng)力發(fā)生在桿的橫截面上。3．當(dāng)=450時(shí)，=，它是中的最大值，即桿內(nèi)任一點(diǎn)處的最大剪應(yīng)力發(fā)生在450斜截面上，其值等于該點(diǎn)處最大正應(yīng)力的一半。4．當(dāng)=900時(shí)，=0，=0，即在桿的縱向截面上無(wú)應(yīng)力存在。通過(guò)以上分析，我們已經(jīng)清楚地了解了拉（壓）桿內(nèi)任一點(diǎn)處各個(gè)不同方向截面上的應(yīng)力情況。我們把通過(guò)一點(diǎn)的所有不同方向截面上應(yīng)力情況的總和稱為該點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)。由式（c）可知，在所研究的拉（壓）桿中，一點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)由其橫截面上的正應(yīng)力即可完全確定，這樣的應(yīng)力狀態(tài)就稱為單向應(yīng)力狀態(tài)。7.3.5教學(xué)方法以多媒體演示與黑板表達(dá)相結(jié)合，并配以一定數(shù)量的提問(wèn)、解答。7.3.6作業(yè)安排及課后反思預(yù)習(xí)《材料力學(xué)習(xí)題庫(kù)》第2章作業(yè)，指定交作業(yè)日期7.3.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求要精選授課內(nèi)容，對(duì)光材料力學(xué)發(fā)展新亮點(diǎn)和廣泛應(yīng)用的重要內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講授，有的內(nèi)容留學(xué)生自學(xué)教材或要求學(xué)生查閱一定的參考書(shū)，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力。7.3.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）(1)劉鴻文.材料力學(xué)I（第5版）.p16-227.4教學(xué)單元四7.4.1教學(xué)日期第2周月日7.4.2教學(xué)目標(biāo)1.理解變形、應(yīng)變的概念及胡克定律；2.了解橫向變形與縱向變形的關(guān)系；3.掌握軸向拉壓變形的計(jì)算7.4.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）重點(diǎn)：軸向拉壓桿內(nèi)力、應(yīng)力、變形的計(jì)算。難點(diǎn)：根據(jù)小變形原理計(jì)算點(diǎn)的位移。7.4.4教學(xué)過(guò)程第二章軸向拉伸和壓縮§2-4拉（壓）桿的變形·虎克定律、§2-5拉（壓）桿內(nèi)的應(yīng)變能（2學(xué)時(shí)）§2-4拉（壓）桿的變形·虎克定律拉（壓）桿的變形1．縱向變形拉（壓）桿的原長(zhǎng)為L(zhǎng)，受力變形后其長(zhǎng)度變?yōu)長(zhǎng)1，則桿的絕對(duì)伸長(zhǎng)為ΔL=L1-L絕對(duì)線變形ΔL的大小與原長(zhǎng)度有關(guān)。為了更好地說(shuō)明桿件變形的程度，引進(jìn)相對(duì)線變形式中──相對(duì)線變形，是一個(gè)無(wú)量綱的量，表示單位長(zhǎng)度的縱向變形（當(dāng)沿桿長(zhǎng)度均勻變形時(shí)），常稱為縱向線應(yīng)變，簡(jiǎn)稱為線應(yīng)變。當(dāng)為正時(shí)，對(duì)應(yīng)于拉伸，稱為拉應(yīng)變；當(dāng)為負(fù)時(shí)，對(duì)應(yīng)于壓縮，稱為壓應(yīng)變。當(dāng)沿桿長(zhǎng)度為非均勻變形時(shí)，2．橫向變形拉（壓）桿在縱向變形的同時(shí)產(chǎn)生橫向變形。設(shè)桿的原有橫向尺寸為d，受力變形后變?yōu)閐1，故其橫向變形為Δd=d1-d在均勻變形情況下，其相應(yīng)的橫向線應(yīng)變?yōu)橛捎趬簵U的Δd與其ΔL的符號(hào)向反，故橫向線應(yīng)變與縱向線應(yīng)變的正負(fù)號(hào)相反。二、虎克定律對(duì)工程中常用的材料，經(jīng)大量的實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)桿內(nèi)的應(yīng)力不超過(guò)材料的某一極限（比例極限）時(shí)，力與變形之間存在以下關(guān)系:引進(jìn)比例常數(shù)E，則（a）式中的比例常數(shù)E稱為彈性模量，它表示材料在拉伸或壓縮時(shí)抵抗彈性變形的能力，其量綱為[力]/[長(zhǎng)度]2，單位為帕。E的數(shù)值隨材料而異，是通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。EA稱為桿的抗拉（抗壓）剛度，對(duì)于長(zhǎng)度相等且受力相同的拉（壓）桿，其抗拉（壓）剛度越大，則桿件的變形越小。以和代入（a）式，則得（b）式（a）與式（b）是虎克定律的兩種不同的表達(dá)方式。前者是針對(duì)桿的，只適用于受軸向外力的桿件。后者是針對(duì)桿中一點(diǎn)的，而拉（壓）桿中任一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)是單向應(yīng)力狀態(tài)，所以，凡是單向應(yīng)力狀態(tài)，式（b）均適用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，當(dāng)拉（壓）桿內(nèi)的應(yīng)力不超過(guò)材料的比例極限時(shí)，或改寫(xiě)為式中負(fù)號(hào)表示與的正負(fù)號(hào)恒相反。稱為橫向變形系數(shù)或泊松比，是一個(gè)無(wú)量綱的量，其數(shù)值隨材料而異，也是通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。例題。§2-5拉（壓）桿內(nèi)的應(yīng)變能應(yīng)變能彈性體在受力后要發(fā)生變形，同時(shí)彈性體內(nèi)將積蓄能量。這種因彈性變形而積蓄在彈性體內(nèi)的能量，稱為“彈性應(yīng)變能”或簡(jiǎn)稱為“應(yīng)變能”。略去其它微小的能量損耗不計(jì)，可以證明應(yīng)變能在數(shù)值上等于外力對(duì)彈性體所作的功。U=W應(yīng)變能U的單位為焦耳，符號(hào)為J，1J=1N·m。在荷載P的作用下，桿伸長(zhǎng)了ΔL，這也是荷載作用點(diǎn)的位移。由于在彈性變形范圍內(nèi)，P與ΔL成線性關(guān)系，因此，P力對(duì)此位移所作的功可由圖中的三角形面積來(lái)計(jì)算。即積蓄在桿內(nèi)的應(yīng)變能為二、比能單位體積內(nèi)的應(yīng)變能，稱為比能，用u表示比能的單位用J/m3表示。以上計(jì)算拉桿內(nèi)應(yīng)變能的各公式也適用于壓桿。而上式則普遍適用于所有的單向應(yīng)力狀態(tài)。這里必須指出，應(yīng)變能的概念只適用于彈性變形，而不適用于塑性變形，即不能從拉伸圖直線階段的三角形面積推廣到拉伸圖的全部面積。但是，拉伸圖的全部面積可以代表拉（壓）桿的破壞功，這個(gè)面積越大，則使拉（壓）桿破壞所需的功就越大，因而這一拉（壓）桿抵抗沖擊的能力就越強(qiáng)。7.4.5教學(xué)方法以多媒體演示與黑板表達(dá)相結(jié)合，并配以一定數(shù)量的提問(wèn)、解答。7.4.6作業(yè)安排及課后反思預(yù)習(xí)《材料力學(xué)習(xí)題庫(kù)》第2章作業(yè)，指定交作業(yè)日期7.4.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求要精選授課內(nèi)容，對(duì)光材料力學(xué)發(fā)展新亮點(diǎn)和廣泛應(yīng)用的重要內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講授，有的內(nèi)容留學(xué)生自學(xué)教材或要求學(xué)生查閱一定的參考書(shū)，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力。7.4.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）(1)劉鴻文.材料力學(xué)I（第5版）.p40-497.5教學(xué)單元五7.5.1教學(xué)日期第3周月日7.5.2教學(xué)目標(biāo)1.了解軸向拉伸和壓縮的概念、內(nèi)力的概念及其分類。2.掌握軸向拉壓內(nèi)力的計(jì)算方法及內(nèi)力圖的繪制；理解應(yīng)力的概念及其分布規(guī)律；正確計(jì)算橫截面、斜截面的應(yīng)力及變形計(jì)算。3.熟悉常見(jiàn)材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性質(zhì)；理解拉壓變形理論、胡克定律、拉壓桿的應(yīng)變能。4.熟悉安全因素和許用應(yīng)力的概念；掌握拉壓桿的強(qiáng)度條件和強(qiáng)度計(jì)算。5.掌握拉壓桿變形及位移超靜定計(jì)算、裝配應(yīng)力溫度應(yīng)力的計(jì)算方法；理解應(yīng)力集中的概念及圣維南原理。7.5.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）重點(diǎn)：軸向拉壓桿內(nèi)力、應(yīng)力、變形的計(jì)算。難點(diǎn)：根據(jù)小變形原理計(jì)算點(diǎn)的位移。7.5.4教學(xué)過(guò)程第二章軸向拉伸和壓縮§2-6材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能、§2-7強(qiáng)度條件·安全系數(shù)·許用應(yīng)力（2學(xué)時(shí)）§2-6材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮試驗(yàn)1．拉伸試件L=10d或L=5d（圓形截面）或（矩形截面）式中A為矩形截面的面積。2．壓縮試件L/d或L/b規(guī)定為1~3。3．主要設(shè)備一是加力、測(cè)力的機(jī)器，通常采用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，也可用拉力機(jī)或壓力機(jī)；一是測(cè)量變形的儀器，通常采用的有杠桿變形儀、鏡式引伸儀、電阻應(yīng)變儀等。4．試驗(yàn)條件：常溫、靜載。低碳鋼試件的拉伸圖及其力學(xué)性能低碳鋼是工程上使用廣泛、用量最大的一種鋼材，它的力學(xué)性能有較大的代表性，所以我們首先來(lái)討論這種材料。拉伸圖一般萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上備有自動(dòng)繪圖設(shè)備，可以繪出試件在試驗(yàn)過(guò)程中工作段的伸長(zhǎng)和荷載間的關(guān)系曲線，此曲線通常以橫坐標(biāo)代表試件工作段的伸長(zhǎng)量ΔL，而以縱坐標(biāo)代表萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上的荷載P，習(xí)慣上稱為試件的拉伸圖。由圖可見(jiàn)，低碳綱在整個(gè)拉伸試驗(yàn)過(guò)程中，其工作段的伸長(zhǎng)量與荷載間的關(guān)系大致可分為以下四個(gè)階段。第Ⅰ階段──彈性階段在這一階段開(kāi)始后的絕大部分中，P與ΔL保持直線關(guān)系，即P與ΔL成正比。第Ⅱ階段──屈服階段或流動(dòng)階段在變形繼續(xù)增長(zhǎng)的過(guò)程中，荷載保持在某一數(shù)值附近上下波動(dòng)。如果略去這一微小的變化，則可認(rèn)為荷載保持不變，而變形繼續(xù)迅速增加，這一現(xiàn)象通常稱為屈服或流動(dòng)。若試件表面經(jīng)過(guò)拋光，此時(shí)可見(jiàn)到與軸線成450方向的條紋，它們是由于材料沿試件的最大剪應(yīng)力面發(fā)生滑移而出現(xiàn)的，稱為滑移線。第Ⅲ階段──強(qiáng)化階段經(jīng)過(guò)屈服階段以后，P與ΔL恢復(fù)曲線上升的關(guān)系，直到拉伸圖的最高點(diǎn)。在這一階段中，如果不增加荷載，則變形也不發(fā)展。試件在強(qiáng)化階段中的變形主要是塑性變形，可以較明顯地看到整個(gè)試件的橫向尺寸在縮小。第Ⅳ階段──局部變形階段從曲線最高點(diǎn)到試件斷裂的一點(diǎn)是材料的破壞階段。試件某一段內(nèi)的橫截面開(kāi)始收縮，出現(xiàn)所謂“頸縮”現(xiàn)象。在此階段，由于“頸縮”部分的橫截面面積急劇縮小，因此，荷載反而下降，一直到試件被拉斷。卸載規(guī)律──若在強(qiáng)化階段中停止加載，并將荷載緩慢減少即卸載，則可看到，拉伸圖中的P-ΔL曲線將按直線規(guī)律下降，這條直線EF與彈性階段的直線近乎平行。由此可見(jiàn)，在強(qiáng)化階段中，試件的變形包括兩個(gè)部分：塑性變形ΔLS，彈性變形ΔLe。在卸載過(guò)程中彈性變形ΔLe逐漸消失，只留下塑性變形ΔLS。若卸載后又立即加載，則P-ΔL曲線仍沿EF上升，到達(dá)E點(diǎn)后，又大致上順著拉伸圖的原有關(guān)系曲線繼續(xù)發(fā)展，直至破壞。冷作硬化──經(jīng)過(guò)一次拉伸并達(dá)到強(qiáng)化階段的試件，當(dāng)再加載時(shí)，試件在線彈性范圍內(nèi)所能承受的最大荷載將增大，而塑性變形則相應(yīng)減少，這一現(xiàn)象通常稱為冷作硬化。工程上常利用這一特性來(lái)提高鋼筋和鋼纜繩等構(gòu)件在線彈性范圍內(nèi)所能承受的最大荷載。冷作時(shí)效──若試件經(jīng)過(guò)拉伸至強(qiáng)化階段卸載，不立即加載，而是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后再加載，則其線彈性范圍內(nèi)的最大荷載進(jìn)一步提高。這種現(xiàn)象稱為冷作時(shí)效。低碳鋼拉伸試件的斷口呈杯狀，靠近表面部分有約450方向的斜面。應(yīng)力—應(yīng)變曲線及其特征試件的拉伸圖只能代表試件的力學(xué)性能,它與試件的粗細(xì)和長(zhǎng)度有很大的關(guān)系。為了反映材料的力學(xué)性能，必須消除試件尺寸的影響。為此我們將拉伸圖的縱坐標(biāo)除以試件的原橫截面面積A，同時(shí)將橫坐標(biāo)除以試件的原長(zhǎng)L，這樣得到的曲線，與試件的尺寸無(wú)關(guān)，可以代表材料的力學(xué)性能。此曲線稱為應(yīng)力—應(yīng)變曲線，即曲線。（1）反映強(qiáng)度特性的重要指標(biāo)比例極限P──直線段的最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。在此范圍內(nèi)虎克定律成立。彈性極限e──發(fā)生彈性變形的最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。e與P相差不大，在實(shí)測(cè)中很難區(qū)分，因此，將兩者混同起來(lái)，統(tǒng)稱為彈性極限。屈服極限或流動(dòng)極限ss──應(yīng)力有幅度不大的波動(dòng)，其最高點(diǎn)C的應(yīng)力稱為屈服高限，最低點(diǎn)D的應(yīng)力稱為屈服低限。試驗(yàn)結(jié)果表明，屈服高限不穩(wěn)定，受加載速度等許多因素的影響較大，而屈服低限則較為穩(wěn)定。因此，通常將屈服低限作為材料的屈服極限，此時(shí)，材料發(fā)生顯著的塑性變形。強(qiáng)度極限b──使材料完全喪失承載能力的最大應(yīng)力值。上述所有四個(gè)極限應(yīng)力都是反映材料強(qiáng)度特性的重要指標(biāo)，而屈服極限和強(qiáng)度極限更是構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)的重要依據(jù)。（2）衡量材料塑性的重要指標(biāo)延伸率（或伸長(zhǎng)率）d──是試件標(biāo)距范圍內(nèi)的應(yīng)變值，代表試件拉斷時(shí)的塑性變形程度。其值通常用百分?jǐn)?shù)來(lái)表示，即和工作段的長(zhǎng)度與橫截面尺寸的比值有關(guān)系。通常不加說(shuō)明的d指的是L=10d的標(biāo)準(zhǔn)試件的延伸率。截面收縮率式中A1為斷口處的最小橫截面面積。Q235鋼的強(qiáng)度特性指標(biāo)的平均約值如下：ss=240MPa，sb=390MPa，d=20~30%，y=60%左右在實(shí)際工程中，通常將材料分為塑性材料和脆性材料兩類。一般將d≥5%的材料稱為塑性材料，而將d<5%的材料稱為脆性材料。由s-e曲線中直線段OA的斜率還可確定材料的彈性模量E，即E=tga其它金屬材料在拉伸時(shí)的力學(xué)性能塑性材料16錳鋼及一些高強(qiáng)度低合金鋼的s-e曲線與低碳鋼十分相似，有明顯的彈性階段、屈服階段和強(qiáng)化階段，也有頸縮現(xiàn)象。它們與低碳鋼相比，屈服極限和強(qiáng)度極限都顯著地提高了，而屈服階段稍短且延伸率略低。對(duì)于其它金屬材料，s-e曲線并不都像低碳鋼那樣具備四個(gè)階段。如退火球墨鑄鐵、鋁合金沒(méi)有屈服階段，其它三個(gè)階段都很明顯。另外一些材料例如錳鋼則僅有彈性階段和強(qiáng)化階段，而沒(méi)有屈服階段和局部變形階段。這些材料的共同特點(diǎn)是延伸率d均較大，它們和低碳鋼一樣都屬于塑性材料。“名義屈服極限”s0。2──對(duì)于沒(méi)有明顯屈服階段的塑性材料，通常規(guī)定以塑性應(yīng)變es=0.2%時(shí)的應(yīng)力作為屈服極限，稱為名義屈服極限。脆性材料灰口鑄鐵是明顯的脆性材料，其特點(diǎn)是：沒(méi)有屈服階段，強(qiáng)化階段和頸縮階段，也沒(méi)有明顯的直線階段。而且強(qiáng)度低，拉斷時(shí)的變形很小，延伸率低，斷口沿橫截面。強(qiáng)度極限sb是衡量材料強(qiáng)度的唯一指標(biāo)。在實(shí)際工程中，對(duì)于沒(méi)有直線階段的材料，通常用規(guī)定某一總應(yīng)變時(shí)s-e曲線的割線（圖中的虛線）來(lái)代替變形開(kāi)始部分的曲線，從而確定其彈性模量E，并稱為“割線彈性模量”。金屬材料在壓縮時(shí)的力學(xué)性能塑性材料（低碳鋼）低碳鋼在壓縮時(shí)的s-e曲線有如下特點(diǎn)：（1）與拉伸時(shí)有相似之處，有直線階段、屈服階段和強(qiáng)化階段。（2）但由于低碳鋼是塑性材料，延性較好，隨著荷載的不斷增加，試件被壓成鼓性，其橫向尺寸不斷增加，而單位面積上所受到的力增加很慢，以至無(wú)法測(cè)出低碳鋼的壓縮強(qiáng)度極限?？梢?jiàn)，低碳鋼在壓縮時(shí)的彈性模量、比例極限、屈服極限與拉伸時(shí)相同，因此，對(duì)于低碳鋼就沒(méi)有必要再做壓縮試驗(yàn)了。我們可以從拉伸試驗(yàn)的結(jié)果來(lái)了解它在壓縮時(shí)的重要的力學(xué)性能。類似情況在一般的塑性材料中也存在。但有些材料（例如鉻鉬硅合金鋼）在拉伸和壓縮時(shí)的屈服極限并不相同。對(duì)這些材料就需要做壓縮試驗(yàn)，以確定其壓縮屈服極限。2．脆性材料（鑄鐵）與塑性材料不同，脆性材料在壓縮和拉伸時(shí)的力學(xué)性能有較大的區(qū)別。鑄鐵在拉伸和壓縮時(shí)的s-e曲線如圖所示。實(shí)驗(yàn)表明，其壓縮強(qiáng)度指標(biāo)和塑性指標(biāo)比拉伸時(shí)大得多，所以鑄鐵宜于用作受壓構(gòu)件。鑄鐵壓縮破壞面與軸線的夾角稍大于450。幾種非金屬材料的力學(xué)性能1．混凝土天然石料與混凝土也是抗壓強(qiáng)度高于其抗拉強(qiáng)度的脆性材料，且比鑄鐵更脆。一般都用于受壓構(gòu)件，其s-e曲線與鑄鐵相似，而破壞形式則隨試件兩端的約束條件而有所不同。當(dāng)潤(rùn)滑不好，兩端承壓面的摩擦阻力較大時(shí)，壓壞后呈兩個(gè)對(duì)接的截錐體；當(dāng)潤(rùn)滑較好、摩擦阻力較小時(shí)，則沿縱向開(kāi)裂?；炷恋目估瓘?qiáng)度很小，約為抗壓強(qiáng)度的1/5~1/20，故在用作受彎構(gòu)件時(shí)，其受拉部分一般用鋼筋來(lái)加強(qiáng)。木材木材的力學(xué)性能具有方向性，隨應(yīng)力方向與木紋方向間傾角的不同而有很大差異。木材的順紋抗拉強(qiáng)度比順紋抗壓強(qiáng)度高，但由于木材在順紋拉伸時(shí)比在順紋壓縮時(shí)受木節(jié)等缺陷的影響大，因此，在工程中，一般將木材用作柱、斜撐等受壓構(gòu)件。木材橫紋抗拉強(qiáng)度很低，工程中應(yīng)避免。在橫紋壓縮時(shí)，s-e曲線的初始階段基本上是直線，即應(yīng)力與應(yīng)變成正比，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)比例極限后，曲線趨于水平，并產(chǎn)生很大的塑性變形，因此，工程中通常以其比例極限作為強(qiáng)度指標(biāo)。3．玻璃鋼玻璃鋼是由玻璃纖維（或玻璃布）作為增強(qiáng)材料，與熱固性樹(shù)脂粘合而成的復(fù)合材料。其主要優(yōu)點(diǎn)為：重量輕，比強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度/密度）高，成型工藝簡(jiǎn)單，且耐腐蝕、抗震性能好。因此，玻璃鋼作為結(jié)構(gòu)材料在工程中得到廣泛應(yīng)用。玻璃鋼的力學(xué)性能與所用的玻璃纖維和樹(shù)脂的性能，以及兩者的相對(duì)用量和相互結(jié)合的方式有關(guān)。纖維呈單向排列的玻璃鋼沿纖維方向拉伸時(shí)的應(yīng)力－應(yīng)變曲線如圖所示，直至斷裂前，基本上是線彈性的。由于纖維的方向性，玻璃鋼的力學(xué)性能是各向異性的。溫度、加載速度、時(shí)間對(duì)材料力學(xué)性質(zhì)的影響溫度的影響：大多數(shù)情況是溫度升高，材料的塑性增大，而sS和sb降低。加載速度的影響：加載速度小時(shí)變形大；加載速度大時(shí)變形小。時(shí)間的影響：蠕變：在超過(guò)某一界限的固定溫度和固定應(yīng)力作用下，材料的塑性變形將隨時(shí)間的增長(zhǎng)而不斷發(fā)展。這一現(xiàn)象稱為蠕變。熔點(diǎn)越高，蠕變產(chǎn)生時(shí)的溫度越高。應(yīng)力松弛：受拉構(gòu)件在固定溫度下受力時(shí)，若兩端位置固定不變（總伸長(zhǎng)量不變），則由于蠕變現(xiàn)象，其彈性變形將逐步為塑性變形所取代，從而使構(gòu)件中的應(yīng)力隨時(shí)間的增長(zhǎng)而逐漸降低。這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛。兩類材料力學(xué)性能的比較塑性材料與脆性材料是根據(jù)常溫、靜載下拉伸試驗(yàn)的延伸率來(lái)區(qū)分的。這兩類材料在力學(xué)性能上的主要差異表現(xiàn)在下列四個(gè)方面：1．變形方面塑性材料在破壞前的變形大，塑性指標(biāo)較高，一般有屈服階段；脆性材料在破壞前的變形較小，塑性指標(biāo)較低，且沒(méi)有屈服階段。2．強(qiáng)度方面塑性材料常用的強(qiáng)度指標(biāo)是屈服極限，且在拉伸和壓縮時(shí)的屈服極限一般相同，故既可用于受拉構(gòu)件，也可用于受壓構(gòu)件；脆性材料的強(qiáng)度指標(biāo)是強(qiáng)度極限，且拉伸強(qiáng)度遠(yuǎn)低于壓縮強(qiáng)度，故適用于受壓構(gòu)件。3．抗沖擊方面由于使塑性材料破壞所需要作的功較大，故塑性材料抵抗沖擊的能力要比脆性材料強(qiáng)。對(duì)承受沖擊或振動(dòng)的構(gòu)件，宜采用塑性材料。4．受應(yīng)力集中影響方面因?yàn)樗苄圆牧嫌休^長(zhǎng)的屈服階段，所以當(dāng)桿件孔邊最大應(yīng)力到達(dá)屈服極限時(shí)，若繼續(xù)加力，則孔邊材料的變形將繼續(xù)增長(zhǎng)，而應(yīng)力保持不變，所增加的外力只使截面上屈服區(qū)域不斷擴(kuò)展，這樣橫截面上的應(yīng)力將逐漸趨于均勻。所以，塑性材料對(duì)應(yīng)力集中并不敏感。而脆性材料則不然，隨著外力的增加，孔邊應(yīng)力也急劇上升并始終保持最大值，當(dāng)達(dá)到強(qiáng)度極限時(shí)，孔邊首先產(chǎn)生裂紋，所以脆性材料對(duì)應(yīng)力集中就十分敏感。塑性材料在常溫靜載荷作用時(shí)，可以不考慮應(yīng)力集中的影響，而脆性材料則必須加以考慮。應(yīng)該注意，材料是塑性的還是脆性的，并非一成不變，它將隨材料所處的溫度、應(yīng)變率和應(yīng)力狀態(tài)等條件的變化而不同。例如，當(dāng)溫度發(fā)生很大的變化時(shí)，塑性材料可能轉(zhuǎn)化為脆性材料，而脆性材料也可能呈現(xiàn)出良好的塑性。§2-7強(qiáng)度條件·安全系數(shù)·許用應(yīng)力拉（壓）桿的強(qiáng)度條件確保拉（壓）桿不致因強(qiáng)度不足而破壞的強(qiáng)度條件為max≤[]對(duì)于等截面直桿，可改寫(xiě)為式中的許用應(yīng)力[]可由有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范中查得，它的確定稍后再作討論。針對(duì)不同的具體情況，根據(jù)拉（壓）桿的強(qiáng)度條件，可解決三種不同類型的強(qiáng)度計(jì)算問(wèn)題，即：（1）強(qiáng)度校核已知[]、A和所承受荷載（即間接地已知內(nèi)力Nmax），可用強(qiáng)度條件校核桿的強(qiáng)度是否能滿足要求，若強(qiáng)度條件成立，則表示桿的強(qiáng)度是足夠的。否則即要加大桿的橫截面面積A或減小荷載。根據(jù)既要保證安全又要節(jié)約材料的設(shè)計(jì)原則，在對(duì)桿進(jìn)行強(qiáng)度校核時(shí)，還應(yīng)注意一方面不使桿內(nèi)的最大工作應(yīng)力max小于許用應(yīng)力[]太多；另一方面，在必要時(shí)也可允許max稍大于[]，但一般設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定以不超過(guò)許用應(yīng)力[]的5%為限。（2）截面選擇已知Nmax和[]，根據(jù)強(qiáng)度條件即可求出所需的橫截面面積A，根據(jù)計(jì)算出來(lái)的A值選用截面的形狀和尺寸時(shí)，也允許采用的A值稍小于其計(jì)算值，但仍應(yīng)以max不超過(guò)許用應(yīng)力[]的5%為限。（3）確定許可荷載已知A和[]，則可確定桿內(nèi)容許承受的最大軸力，并從而計(jì)算出容許它承擔(dān)的最大荷載。Nmax≤A[]a）自重對(duì)強(qiáng)度的影響：或由此式可知，若桿的gL與其材料的[s]相比很?。磄L<<[s]），則桿的自重影響很小而可略去不計(jì)。b）自重對(duì)變形的影響：等直桿因自重而引起的伸長(zhǎng)等于將桿重的一半作用在桿端所引起的伸長(zhǎng)。舉例說(shuō)明。許用應(yīng)力和安全系數(shù)材料的許用應(yīng)力是根據(jù)材料的極限應(yīng)力來(lái)確定的。式中的n是大于1的安全系數(shù)，極限應(yīng)力su，對(duì)塑性材料是sS或s0。2，對(duì)脆性材料是sb。兩者的安全系數(shù)是不同的。由于脆性材料的破壞以斷裂為標(biāo)志，而塑性材料的破壞則以開(kāi)始發(fā)生一定程度的塑性變形為標(biāo)志，兩者的危險(xiǎn)性顯然不同，且脆性材料的強(qiáng)度指標(biāo)值的分散度較大，因此，一般脆性材料安全系數(shù)nb規(guī)定得比塑性材料的安全系數(shù)ns要大。一般在靜荷載時(shí)，ns=1.4~1.7，nb=3~9。安全系數(shù)的選取牽涉到許多因素，但主要包括兩方面的考慮：一是為主觀與客觀的差異留余地；另一方面是為意外情況和將來(lái)的發(fā)展留儲(chǔ)備。選取安全系數(shù)時(shí)，具體需要考慮的因素如下：荷載性質(zhì)（靜荷載或動(dòng)荷載）；荷載數(shù)值的準(zhǔn)確程度；計(jì)算方法的準(zhǔn)確程度；材料的均勻程度；材料的力學(xué)性質(zhì)與試驗(yàn)方法的可靠程度；結(jié)構(gòu)物的工作環(huán)境、重要性與使用年限；施工方法（能否滿足設(shè)計(jì)要求）；地震影響，國(guó)防要求等。7.5.5教學(xué)方法以多媒體演示與黑板表達(dá)相結(jié)合，并配以一定數(shù)量的提問(wèn)、解答。7.5.6作業(yè)安排及課后反思預(yù)習(xí)《材料力學(xué)習(xí)題庫(kù)》第2章作業(yè)，指定交作業(yè)日期7.5.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求要精選授課內(nèi)容，對(duì)光材料力學(xué)發(fā)展新亮點(diǎn)和廣泛應(yīng)用的重要內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講授，有的內(nèi)容留學(xué)生自學(xué)教材或要求學(xué)生查閱一定的參考書(shū)，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力。7.5.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁(yè)碼）(1)劉鴻文.材料力學(xué)I（第5版）.p23-32(2)劉鴻文.材料力學(xué)I（第5版）.p36-397.6教學(xué)單元六7.6.1教學(xué)日期第3周月日7.6.2教學(xué)目標(biāo)1.熟悉薄壁圓筒的扭轉(zhuǎn)概念和計(jì)算；理解純剪切的概念及切應(yīng)力互等定理。2.掌握傳動(dòng)軸的外力偶矩的計(jì)算，以及扭矩的概念和扭矩圖的繪制。3.掌握?qǐng)A桿扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力、變形計(jì)算及強(qiáng)度、剛度條件。4.熟悉等直圓桿扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)變能，等直非圓桿自由扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和變形；了解密圈螺旋彈簧的應(yīng)力和變形的計(jì)算。7.6.3教學(xué)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）重點(diǎn)：圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和變形計(jì)算。難點(diǎn)：綜合考慮圓軸扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度和剛度條件設(shè)計(jì)軸的直徑。7.6.4教學(xué)過(guò)程第三章扭轉(zhuǎn)§3-1概述、§3-2薄壁圓筒的扭轉(zhuǎn)、§3-3傳動(dòng)軸的外力偶矩·扭矩及扭矩圖（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)：分析圓形截面桿扭轉(zhuǎn)問(wèn)題的思路；進(jìn)一步鞏固強(qiáng)度、剛度的概念及其計(jì)算方法?！?-1概述扭轉(zhuǎn)變形的受力特點(diǎn)：外力偶是作用平面垂直于桿軸的平衡力系。扭轉(zhuǎn)變形的變形特征：任意兩橫截面繞桿軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的角位移稱為扭轉(zhuǎn)角?！?-2薄壁圓筒的扭轉(zhuǎn)一、概念扭矩──扭轉(zhuǎn)變形橫截面上的內(nèi)力偶矩，用表示。根據(jù)截面法，。相對(duì)扭轉(zhuǎn)角──圓筒兩端截面之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的角位移，用表示。剪應(yīng)變──直角的改變量，用表示。從幾何關(guān)系可知，剪應(yīng)變沿周向是相同的。二、扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的剪應(yīng)力剪應(yīng)變和橫截面上沿圓周切線方向的剪應(yīng)力是相對(duì)應(yīng)的，由剪應(yīng)變沿圓周相等的現(xiàn)象及材料的均勻連續(xù)性假設(shè)，可以推知沿圓周各點(diǎn)處剪應(yīng)力的方向與圓周相切且數(shù)值相等；又由于壁厚遠(yuǎn)小于其平均半徑，故可近似地認(rèn)為沿壁厚方向各點(diǎn)處剪應(yīng)力的數(shù)值相同。綜上分析就可得出，薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)時(shí)，橫截面上任一點(diǎn)處的剪應(yīng)力都是相等的，而其方向與圓周相切。根據(jù)靜力學(xué)關(guān)系其中若令則三、扭轉(zhuǎn)變形式中為薄壁圓筒的外半徑四、剪切虎克定律試驗(yàn)表明，當(dāng)外