《材料力學(xué) 第2版》-魏媛 教學(xué)大綱

一、課程介紹

《材料力學(xué)A》教學(xué)大綱A,發(fā)揮其它課程不可替代的綜合素質(zhì)教育作用。本課程內(nèi)容共分十五章（含附錄。課程主要研究工程中構(gòu)件的承載能力構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算提供基本理論。

Introduction"MaterialMechanicsA"isanimportantprofessionalcourseformechanicsandmechanical.isusedtocultivatestudents'designandcalculationcapabilitiesinengineeringdesignandtolaythefoundationforfurtherprofessionalcourses.Theabilityofsolvingtheproblemisformedbyrevealingthebasicconceptsandnecessarybasicknowledgeofthestrength,rigidityandstabilityofthecomponents.Basedonthetheoreticalanalysis,cultivatethestudents'practicalestablishthecorrectdesignideaandsolvetheengineeringdesignintheeconomicandsecuritycontradictions,withthespiritofinnovation,playothercoursesirreplaceablecomprehensivequalityeducation.Thecourseisdividedintofifteenchapters(includingAppendixA).Thecoursemainlystudiesthebearingcapacityofthecomponentsintheproject.Underthepremiseofsatisfyingthestrength,rigidityandthereasonableshapeisselectedforthecomponentsatthemosteconomicalcost,andthereasonablecross-sectionalshapeandsizearedesignedtoprovidethecalculationbasisforthedesign.Throughtheanalysisoftheengineeringmodel,theexternalforceanalysis,internalforceanalysis,stressanalysis,strainanalysis,stress-strainanalysis,masteringthedeformationandfailureofthecomponentarecarriedout.Combiningwiththemechanicalpropertiesofthematerialdesignprovidebasictheoreticalcalculationforthestructures.課程基本信息課程名稱(chēng)材料力學(xué)A課程編碼412101英文名稱(chēng)MechanicsofMaterialsA課程學(xué)時(shí)68+12習(xí)題課課程學(xué)分4課程類(lèi)別學(xué)科基礎(chǔ)必修課程課程性質(zhì)必修課開(kāi)課學(xué)期第4學(xué)期課內(nèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)10適用專(zhuān)業(yè)機(jī)械工程、車(chē)輛工程、能源與動(dòng)力工程、汽運(yùn)、道橋、農(nóng)機(jī)等專(zhuān)業(yè)本科生開(kāi)課單位工程力學(xué)系選用教材1.（200.02.聶毓琴吳宏，《材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社，2006.08。主要參考書(shū)劉鴻文.（）,.2017.07.,2009.03預(yù)備知識(shí)或先修課程要求高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、工程圖學(xué)、理論力學(xué)等。制定人李鋒制定時(shí)間2019年2月審核人左文杰審核時(shí)間2019年2月二、課程的教學(xué)任務(wù)、要求和教學(xué)目的1.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；2.全面系統(tǒng)地了解構(gòu)件的受力變形、破壞的規(guī)律；3.掌握有關(guān)構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算的基本概念、基本理論、基本方法及其在工程的應(yīng)用4.能將一般構(gòu)件抽象出力學(xué)簡(jiǎn)圖，進(jìn)行外力分析、內(nèi)力分析、應(yīng)力分析、應(yīng)變分析、應(yīng)力~應(yīng)變分析；5.掌握材料的力學(xué)性能的原理和方法，具有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的初步能力；6.在滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的前提下，以最經(jīng)濟(jì)的代價(jià)，為構(gòu)件選擇合適的形狀，設(shè)計(jì)合理的界面形狀和尺寸，為設(shè)計(jì)提供計(jì)算依據(jù)；7.了解材料力學(xué)的新理論，新方法及發(fā)展趨向。三、教學(xué)基本要求1.對(duì)材料力學(xué)的基本概念和基本分析方法有明確的認(rèn)識(shí)。2.能熟練地做出桿件在基本變形下的內(nèi)力圖，進(jìn)行應(yīng)力和位移、強(qiáng)度和剛度計(jì)算。3.掌握應(yīng)力狀態(tài)理論，掌握組合變形下桿件的強(qiáng)度計(jì)算。4.掌握簡(jiǎn)單超靜定問(wèn)題的求解方法。5.了解能量法的基本原理，掌握一種計(jì)算位移的能量方法。6.了解壓桿的穩(wěn)定性概念，會(huì)計(jì)算軸向受壓桿的臨界力與臨界應(yīng)力。7.了解低炭鋼和灰口鐵的基本力學(xué)性能及其測(cè)試方法。8.掌握電測(cè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析的基本原理和方法。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號(hào)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求總時(shí)68+12講課習(xí)題實(shí)驗(yàn)一、緒論1.理解材料力學(xué)的任務(wù)；2.理解變形固體的基本假設(shè)和基本變形的特征；3.掌握正應(yīng)力和切應(yīng)力、正應(yīng)變和切應(yīng)變的概念；4.掌握截面法；5.理解桿件的四種基本變形。1.材料力學(xué)的任務(wù)1內(nèi)力、截面法和應(yīng)力的概念24.變形與應(yīng)變的概念5.構(gòu)件的分類(lèi)桿件變形的基本形式二、軸向拉伸1.軸向拉伸和壓縮的概念及實(shí)例1.熟練運(yùn)用截面法求解桿件軸力，并能熟練繪2（或壓縮制軸力圖；力和應(yīng)力2.掌握直桿在軸向拉伸與壓縮時(shí)橫截面、斜截3.直桿軸向拉伸（或壓縮）時(shí)斜截面面上的應(yīng)力計(jì)算；上的應(yīng)力3.了解安全因數(shù)及許用應(yīng)力的確定，熟練進(jìn)行24.材料在軸向拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能強(qiáng)度校核、截面設(shè)計(jì)和許用載荷的計(jì)算；4.掌握胡克定律，了解泊松比，掌握直桿在軸6245.許用應(yīng)力安全因數(shù)強(qiáng)度條件向拉伸與壓縮時(shí)的變形和應(yīng)變計(jì)算；了解拉壓6.軸向拉伸（或壓縮）時(shí)的變形變形能的計(jì)算；7.軸向拉伸（或壓縮）時(shí)的彈性變形5.掌握求解拉壓桿件一次超靜定問(wèn)題的方法，能了解溫度應(yīng)力和裝配應(yīng)力的計(jì)算；8.桿件拉伸、壓縮的超靜定問(wèn)題6.掌握應(yīng)力集中的概念，了解圣維南原理。9.應(yīng)力集中的概念三、扭轉(zhuǎn)和剪切1.掌握扭轉(zhuǎn)時(shí)外力偶矩的換算；2.熟練運(yùn)用截面法求解軸的扭矩，并能熟練繪制扭矩圖；3.掌握薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)時(shí)的切應(yīng)力計(jì)算，掌握切應(yīng)力互等定理和剪切胡克定律；6.掌握剪切和擠壓(工程)實(shí)用計(jì)算。1.扭轉(zhuǎn)的概念和實(shí)例2.外力偶矩的計(jì)算扭矩和扭矩圖3.薄壁圓筒的扭轉(zhuǎn)純剪切34.圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力與強(qiáng)度條件525.圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形與剛度條件6.非圓截面桿扭轉(zhuǎn)的概念7.薄壁桿件的自由扭轉(zhuǎn)8.剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算四、彎曲內(nèi)力1.熟練寫(xiě)出梁的剪力方程和彎矩方程；1.平面彎曲的概念和實(shí)例2.掌握彎曲時(shí)的載荷集度、剪力和彎矩的微分42.梁的支座及載荷的簡(jiǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用；423.平面彎曲時(shí)梁橫截面上的內(nèi)力——3.熟練繪制剪力圖和彎矩圖；剪力和彎矩4.掌握疊加原理作彎矩圖。剪力方程和彎矩方程剪力圖和彎矩圖分布載荷集度、剪力和彎矩間的關(guān)系及其應(yīng)用用疊加法作彎矩圖5附錄、平面圖形的幾何性質(zhì)靜矩和形心慣性矩和慣性積平行移軸公式轉(zhuǎn)軸公式與主慣性矩1.掌握平面圖形的形心、靜矩、慣性矩、極慣性矩和平行移軸公式的應(yīng)用；2.了解轉(zhuǎn)軸公式；3.掌握平面圖形的形心主慣性軸、形心主慣性平面和形心主慣性矩的概念。26五、彎曲強(qiáng)度純彎曲及其變形3.橫力彎曲時(shí)梁橫截面上的正應(yīng)力彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件橫力彎曲時(shí)梁橫截面上的切應(yīng)力彎曲切應(yīng)力強(qiáng)度條件彎曲中心提高梁彎曲強(qiáng)度的主要措施1.掌握純彎曲、平面彎曲、對(duì)稱(chēng)彎曲和橫力彎曲的概念；2.掌握彎曲正應(yīng)力和切應(yīng)力的計(jì)算，熟練進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算；3.了解開(kāi)口薄壁截面彎曲中心的概念和一些工程中常用截面彎曲中心位置；4.了解提高梁彎曲強(qiáng)度的措施。427六、彎曲變形撓曲線的微分方程剛度條件用積分法求彎曲變形用疊加法求彎曲變形提高梁彎曲剛度的主要措施1.掌握梁的撓曲線近似微分方程和積分法；2.掌握疊加法求梁的撓度和轉(zhuǎn)角；3.熟練進(jìn)行剛度計(jì)算；4.了解提高梁彎曲剛度的措施。22序號(hào)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求總時(shí)68+12講課習(xí)題實(shí)驗(yàn)1.理解應(yīng)力狀態(tài)的概念;七、應(yīng)力及應(yīng)變分析強(qiáng)度理論2.掌握平面應(yīng)力狀態(tài)下應(yīng)力分析的解析1.應(yīng)力狀態(tài)的概念法及圖解法；2.二向應(yīng)力狀態(tài)分析3.了解三向應(yīng)力狀態(tài)的概念；3.三向應(yīng)力狀態(tài)分析4.掌握主應(yīng)力、主平面和最大切應(yīng)力的計(jì)8廣義胡克定律算；5.掌握廣義胡克定律；626.復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的變形比能6.了解體積應(yīng)變、三向應(yīng)力狀態(tài)下的變形7.強(qiáng)度理論概述能密度、體積改變能密度和畸變能密度的8.四種常用強(qiáng)度理論概念；9.莫爾強(qiáng)度理論和雙切應(yīng)力強(qiáng)度理論簡(jiǎn)介7.理解強(qiáng)度理論的概念；掌握四種常用強(qiáng)度理論及其應(yīng)用；了解莫爾強(qiáng)度理論。八、組合變形構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算1.理解組合變形的概念，9斜彎曲（兩向彎曲）（壓縮2.掌握桿件的斜彎曲、拉伸（壓縮）和彎曲、扭轉(zhuǎn)與彎曲組合變形的應(yīng)力與強(qiáng)度計(jì)4面核心算；3.扭轉(zhuǎn)與其他變形的組合3.了解截面核心的概念和確定方法。10九、實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析電測(cè)應(yīng)力分析的基本原理測(cè)量電橋的接法及其應(yīng)用1.理解電阻應(yīng)變測(cè)試技術(shù)的基本原理和接橋方法；2.掌握彎曲正應(yīng)力和組合變形時(shí)的主應(yīng)力的測(cè)定方法。2411十、能量法桿件變形能的計(jì)算單位載荷法莫爾積分計(jì)算莫爾積分的圖形互乘法卡氏定理互等定理1.理解各種變形的應(yīng)變能計(jì)算，2.掌握莫爾定理，能熟練地利用圖乘法求位移。3.了解卡氏定理；4.理解互等定理。6212十一、超靜定結(jié)構(gòu)1.力法解超靜定的基本步驟2.變形比較法3.力法正則方程4.對(duì)稱(chēng)性在分析超靜定問(wèn)題中的應(yīng)用1.理解超靜結(jié)構(gòu)的求解步驟；2.掌握變形比較法和力法正則方程求解超靜定問(wèn)題；3.理解對(duì)稱(chēng)和反對(duì)稱(chēng)性概念及其在超靜定問(wèn)題的應(yīng)用。613十二、動(dòng)載荷構(gòu)件受沖擊時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算沖擊韌度1.掌握構(gòu)件作等加速直線運(yùn)動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算；2.掌握受沖擊載荷作用時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算；3.了解沖擊韌度的概念。214十三、交變應(yīng)力1.交變應(yīng)力的有關(guān)參數(shù)2.材料的持久極限構(gòu)件的持久極限持久極限曲線及其簡(jiǎn)化6.非對(duì)稱(chēng)循環(huán)下構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算7.彎扭組合交變應(yīng)力下構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算8.提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的主要措施1.掌握交變應(yīng)力的有關(guān)參數(shù)2.了解交變應(yīng)力下材料疲勞破壞的概念和疲勞極限的確定方法。3.勞強(qiáng)度的計(jì)算和提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的措施。315十四、壓桿穩(wěn)定穩(wěn)定的概念細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界力臨界應(yīng)力總圖壓桿的穩(wěn)定校核提高壓桿穩(wěn)定性的措施1.掌握壓桿穩(wěn)定性的概念；2.掌握細(xì)長(zhǎng)壓桿的歐拉公式及其適用范圍；3.掌握不同柔度壓桿的臨界應(yīng)力和安全因數(shù)法的穩(wěn)定性計(jì)算；4.了解提高壓桿穩(wěn)定性的措施。4合計(jì)581210五、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c任務(wù)《材料力學(xué)A68102.實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本要求（1）學(xué)生實(shí)驗(yàn)可按照實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的管理辦法提前預(yù)約。（2）要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前認(rèn)真研讀實(shí)驗(yàn)教材，作好充分的預(yù)習(xí)準(zhǔn)備工作，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。（3）（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的具體條件進(jìn)行分組，必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，由學(xué)生獨(dú)立完成，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，要求學(xué)生盡量做到獨(dú)立思考，獨(dú)立解決。（5）要求學(xué)生必須認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，不得缺席、遲到、早退。（3.實(shí)驗(yàn)教材或指導(dǎo)書(shū)：聶毓琴吳宏，《材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社，2006.084實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一覽表序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)內(nèi)容提要學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類(lèi)型必開(kāi)/選開(kāi)1低碳鋼和鑄鐵的拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)量低碳鋼的強(qiáng)度和塑性指標(biāo)，測(cè)量鑄鐵的強(qiáng)度指標(biāo)2驗(yàn)證性必開(kāi)2低碳鋼和鑄鐵的壓縮實(shí)驗(yàn);測(cè)量彈性模量E測(cè)量低碳鋼和鑄鐵的壓縮強(qiáng)度指標(biāo)；測(cè)量彈性模量E2驗(yàn)證性必開(kāi)3低碳鋼和鑄鐵的扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)；測(cè)量切變模量G測(cè)量低碳鋼和鑄鐵的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度指標(biāo)測(cè)量切變模量G2驗(yàn)證性必開(kāi)4電測(cè)實(shí)驗(yàn)I純彎曲梁和等強(qiáng)度梁的正應(yīng)力電測(cè)應(yīng)力測(cè)定2驗(yàn)證性必開(kāi)5電測(cè)實(shí)驗(yàn)II靜不定框架應(yīng)力的電測(cè)應(yīng)力測(cè)定、彎扭組合變形主應(yīng)力的電測(cè)應(yīng)力測(cè)定2驗(yàn)證性必開(kāi)合計(jì)10六、教學(xué)要求及方式教學(xué)要求：教師要積極備課，對(duì)課程內(nèi)容要融會(huì)貫通，切忌照本（幕）宣科。授課在多媒體教室，充分利用多媒體動(dòng)畫(huà)教學(xué)課件，盡量結(jié)合工程實(shí)際邊授課邊演示。做到授課內(nèi)容與教學(xué)大綱相符，注重學(xué)習(xí)過(guò)程，成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系標(biāo)準(zhǔn)真實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)、公平、公正、公開(kāi)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。教學(xué)方式：以課堂教學(xué)為主，輔以適當(dāng)?shù)恼n堂提問(wèn)、討論、習(xí)題課來(lái)強(qiáng)化（課程由理論課堂和習(xí)題課兩58學(xué)時(shí)，教師講授與課堂討論相結(jié)合；實(shí)驗(yàn)操作10學(xué)時(shí)，以學(xué)生操作、設(shè)計(jì)為主，教師引導(dǎo)、答疑為輔；習(xí)題課12學(xué)時(shí)，以重點(diǎn)內(nèi)容的習(xí)題為主，結(jié)合課程中的幾個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題，教師引導(dǎo)、討論、答疑為輔。）七、考核及成績(jī)?cè)u(píng)定方式70%。平時(shí)成績(jī)由課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)按相應(yīng)的比例折算并相加后得出（具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)下表。期末成績(jī)由期末考試卷面（滿分100分）成績(jī)折算得出?？己朔绞郊俺煽?jī)占比為：序號(hào)成績(jī)構(gòu)成考核方式占比1平時(shí)成績(jī)課后作業(yè)20%2實(shí)驗(yàn)10%3期末成績(jī)期末考試70%合計(jì)100%評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：1.課后作業(yè)課后作業(yè)按照百分制評(píng)分，然后按照20%進(jìn)行折算。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為：觀測(cè)點(diǎn)評(píng)分80-100分60-79分40-59分1-39分0分作業(yè)完成進(jìn)度（權(quán)重0.3）按時(shí)完成延時(shí)完成后期補(bǔ)交未提交基本概念掌握程度（權(quán)重0.2）概念清晰，分析得當(dāng)，能夠掌握課堂知識(shí)。主要概念清晰，但部分分析有誤部分概念清晰，分析中有明顯的知