材料力学课程教学大纲.docx

第 PAGE 1 页/共 NUMPAGES \* Arabic 6 页 材料力学课程教学大纲 课程名称：材料力学/ Mechanics of Materials 课程代码课程类别：专业/必修 总学时数：72（理论学时：60， 实验学时：12） 学 分：4.5 先修课程：高等数学、理论力学等 开课单位：建筑工程学院 适用专业：土木工程；土木类（中德联合培养） —、课程的性质、目的和任务 《材料力学》是土木工程专业的一门主要的技术基础课。本课程的教学目的是使学生对杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念，必要的基础知识，比较熟练的计算能力，一定的分析能力和初步的实验能力。培养学生的力学素质和定性、定量分析能力，为学生学习相关专业课程及进行结构设计和科学研究奠定良好的基础。 二、教学内容及教学基本要求及教学重点与难点 1．绪论 了解材料力学的任务及研究对象，变形固体的基本假定，内力、截面法和应力的概念，变形与应变，杆件的几何特征及其基本变形形式。 重点：材料力学的任务，变形固体的基本假定。 难点：内力、应力的概念，变形与应变。 2．轴向拉伸与压缩 了解轴向拉伸与压缩的概念，理解内力、应力、变形，线应变，虎克定律，弹性模量，抗拉（压）刚度，泊松比的概念。理解截面法。掌握轴力的确定和轴力图的绘制，直杆横截面和斜截面的应力计算、强度计算。掌握轴向拉伸与压缩时的变形计算。掌握低碳钢、铸铁和其它材料的拉伸试验、压缩试验，理解其材料的力学性能及特性──比例极限、弹性极限、屈服极限、强度极限、延伸率、截面收缩率、冷作硬化。了解安全因数的选择与许用应力的确定，应力集中的概念。了解超静定的概念，理解约束、多余约束及多余约束反力、静定基。拉压杆系统的简单超静定问题。 重点：内力图的绘制，应力、强度的计算，变形计算。 难点：三角桁架节点位移的计算，拉压杆的超静定问题。 3．扭转 了解扭转的概念，掌握外力偶矩和扭矩的计算，扭矩图。薄壁圆筒的扭转。切应力互等定理，掌握剪应力分布规律。剪切胡克定律。扭转圆轴横截面上的切应力。圆轴扭转时的应力、强度和变形、刚度计算。非圆截面杆在自由扭转时的应力和变形介绍。扭转简单超静定问题。 重点：扭转的内力图绘制，园轴扭转时的应力和变形计算，强度和刚度计算。 难点：扭转横截面应力公式的推导，扭转超静定问题。 4．弯曲内力 熟练掌握平面弯曲的概念。梁的计算简图。剪力、弯矩及其方程。剪力图和弯矩图。弯矩、剪力与分布载荷集度间的关系及其应用。用叠加法作内力图。 重点：平面弯曲的概念。剪力、弯矩方程，剪力图和弯矩图。 难点：曲杆、刚架的弯矩图、用叠加法作弯矩图。 5．截面的几何性质 理解静矩、形心、惯性矩、惯性积、惯性半径概念。掌握简单图形静矩和惯性矩的计算，平行移轴公式。了解转轴公式和惯性积的确定。熟练掌握组合图形的惯性矩计算。理解主形心轴和主形心惯性矩的概念。 重点：静矩、惯性矩计算，平行移轴公式的应用。 难点：组合图形的惯性矩计算。 6．弯曲应力 平面弯曲的概念及假设；掌握纯弯曲时的正应力公式的推导过程。了解弯曲与挠曲线曲率间的关系，抗弯刚度，抗弯截面模量，非对称截面梁平面弯曲的条件，弯曲中心的概念，纯弯曲理论的推广。熟练掌握梁按正应力的强度计算。掌握矩形、工字形、圆形截面的剪应力，梁按切应力的强度校核。了解提高弯曲强度的措施。 重点：梁正应力的强度计算。 难点：纯弯曲时的正应力公式的推导。 7．弯曲变形 理解梁的变形与位移，挠度与转角的概念。掌握梁的挠曲线及其近似微分方程，用积分方法求梁的挠度和转角，用叠加原理求梁的挠度和转角，梁的刚度校核。了解提高弯曲刚度的措施。了解超静定梁的概念，掌握求解弯曲超静定的思路、步骤。 重点：用积分方法求梁的挠度和转角。用叠加原理求梁的挠度和转角。 难点：叠加法求梁的变形，超静定梁的计算。 8．应力状态与强度理论 了解应力状态、主应力和主平面的概念。掌握构件原始单元体的确定，掌握平面应力状态下的应力分析——解析法与图解法。理解三向应力圆，最大切应力的确定。掌握广义虎克定律。了解三个弹性常数（E、G、μ）间的关系，体积应变，复杂应力状态下的弹性比能，体积改变与形状改变比能。了解梁的主应力，主应力迹线的概念。 了解强度理论的概念，理解构件的破坏形式，脆性断裂与塑性流动。掌握最大拉应力理论，最大拉应变理论，最大切应力理论，形状改变比能理论及使用条件。理解相当应力的概念，莫尔强度理论。 了解平面应力状态下的应变分析。理解由一点处三个方向的线应变求主应变，掌握电阻应变仪的实验原理。弯曲实验、弹性模量E及泊松比u测定实验。 重点：构件原始单元体的确定，平面应力状态下的应力分析。广义虎克定律。利用常见的四种强度理论进行强度计算。 难点：构件原始单元体的确定，广义