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《材料力学A》教学大纲

适用范围：202X版人才培养方案

课程代码课程性质：学科基础必修课

学分：4学分

学时：64学时（其中：理论56学时，实验8学时）

先修课程：大学物理、高等数学、理论力学等

后续课程：机械原理、机械设计等

适用专业：机械设计制造及其自动化

开课单位：机械工程学院

一、课程说明

《材料力学A》是机械设计制造及其自动化专业本科学生的学科基础必修课。其任务主要是研究构件强度、刚度和稳定性问题，是学生必备的理论知识和科学素养。本课程以机械制图、高数等先修课程为基础，研究杆件在承受各种荷载时的变形等力学性能。通过学习本课程，使学生掌握将工程实际构件抽象为力学模型的方法；掌握研究杆件内力、应力、变形分布规律的基本原理和方法；掌握分析杆件强度、刚度和稳定性问题的理论与计算；具有熟练的计算能力和一定的实验能力；为后续相关课程的学习，以及进行构件设计和科学研究打好力学基础，培养构件分析、计算和实验等方面的能力。

二、课程目标

通过本课程的学习，使学生达到如下目标：

课程目标1：能够综合使用材料力学理论从工程问题中提炼出材料力学模型并数字化，求解杆件结构的应力、变形，进而能够评估其强度和刚度；能够根据强度和刚度要求，选择合适的材料，设计合理的构件截面。养成理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。

课程目标2：能够表述、解释和判别材料力学的基本概念；能够描述出轴向拉压、剪切、扭转、弯曲等基本变形和组合变形的受力特征，并应用于工程问题的表述中；能够基于材料力学的基本假设和分析方法，判别工程设计方案的合理性。

课程目标3：能够阐述材料力学性能基础实验原理和实验方法。能够针对具体的材料力学性能实验，选择合理的研究方法和技术路线，设计实验方案，构件实验系统，能正确采集分析实验数据，并通过查找资料撰写实验报告。

三、课程目标与毕业要求

《材料力学A》课程教学目标对机械设计制造及其自动化专业毕业要求的支撑见表1。

表1课程教学目标与毕业要求关系

毕业要求

指标点

课程目标

支撑

强度

1.工程知识：掌握数学、自然科学、机械工程基础和专业知识并能将其用于解决机械工程领域的复杂工程问题。

1.2掌握工程基础理论知识，能针对机械工程中的复杂问题建立合适的数学模型并进行求解；

课程目标1：能够综合使用材料力学理论从工程问题中提炼出材料力学模型并数字化，求解杆件结构的应力、变形，进而能够评估其强度和刚度；能够根据强度和刚度要求，选择合适的材料，设计合理的构件截面。养成理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。

H

2.问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析机械工程领域的复杂工程问题，以获得有效结论。

2.1能够应用工程科学的基本原理，识別和判断复杂机械工程问题的关键环节和参数；

课程目标2：能够表述、解释和判别材料力学的基本概念；能够描述出轴向拉压、剪切、扭转、弯曲等基本变形和组合变形的受力特征，并应用于工程问题的表述中；能够基于材料力学的基本假设和分析方法，判别工程设计方案的合理性。

M

4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对机械工程领域的复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

4.1能够在对机械工程领域复杂工程问题研究的基础上，明确实验目的，掌握实验方案设计的基本原理及方法；

课程目标3：能够阐述材料力学性能基础实验原理和实验方法。能够针对具体的材料力学性能实验，选择合理的研究方法和技术路线，设计实验方案，构件实验系统，能正确采集分析实验数据，并通过查找资料撰写实验报告。

M

注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。

四、教学内容、基本要求与学时分配

1.理论部分见表2

表2教学内容、基本要求与学时分配

教学内容

教学要求，教学重点难点

理论学时

实验学时

对应的课程目标

1引言

1.1材料力学的任务

1.2材料力学的研究对象

1.3材料力学的基本假设

1.4杆件变形的基本形式

教学要求：使学生掌握强度、刚度和稳定性的概念；了解材料力学的任务；掌握变形体的基本假设。

重点：强度、刚度和稳定性的概念；变形体的基本假设。

难点：强度、刚度和稳定性概念的深入理解

2

1

2拉伸、压缩与剪切

2.1轴向拉伸与压缩的概念和实例

2.2轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力

2.3直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力

2.4材料拉伸时的力学性能

2.5材料压缩时的力学性能

2.7失效、安全因数和强度计算

2.8轴向拉伸或压缩时的变形

2.10拉伸、压缩超静定问题

2.11温度应力和装配应力

2.12应力集中的概念

2