材料力学教学大纲
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第一部分大纲说明
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一、本课和的性质
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本课程为农业机械与自动化专业的专业必修课程之一。
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二、本课程的教学目的
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通过本课程学习，要求学生正确理解构件的强度、刚度、稳定性等基本概念以及平衡、几何、物理三类方程在求解力学问题时的重要作用。能熟练地计算杆件的应力与变形以7
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及分析其强度、刚度与稳定性的能力。通过实验课教学，培养学生具有一定的创新性、9
综合性的实验能力。
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三、本课程的课程内容与体系总体设计
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总的指导思想是：将教学思想与观念改革、课程内容与体系改革、教学手段与方法改12
革融为一体，统一进行。用面向新世纪力学学科的新思想和新观点，来审视、精选、强化、浓缩和重新组织经典内容，更加满足机械原理、零件和力学等后续课程对于力学基
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础知识的需求；适当增加新内容，目的是为当代力学的先进成果和思想开辟窗口和开设15
接口。与传统材料力学相比，课程内容与体系以及理论知识的表述手段上有如下改革：1．将以变形为课程主线的传统体系改为以应力、应变分析为主线；引入取微元体的
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分析方法，从而加强应力、应变分析观点；引入平衡微分方程、应力和位移边界条件、18
几何方程、相容方程等弹性力学基本方程。
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2．突出力学方程、几何方程、物理方程这三大方程在求解力学问题时的普遍意义和20
本质所在。
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3．将研究对象从一维杆件扩充到三维弹形体。同时阐述均匀与非均匀、连续与非连22
续、各向同性与各向异性、小变形与大变形、线性与非线性等关于研究对象的基本假设，23
从而恰当引入了弹性力学、塑性力学、复合材料力学等学科的新观点和新思想并为此开24
辟窗口或开设接口。
4．将传统的杆件拉、压、剪、扭、弯、组合变形等五个章节内容加以浓缩，突出平
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面假设，并揭示将这一问题作为三维问题的一个特例，再应用“平面假设”，从而得到问题解这一方法的本质所在。
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5．彻底改变了书中插图是线框图形的传统面貌，代之而来的是运用计算机绘制的立体29
感与透明感很强的二维、三维图形与图像，这样更有助于对理论知识做形象直观描述；
更能紧密联系工程实际。
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四、课程考核方法与要求
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本课程考核采用闭卷考试的形式。期末考试成绩占70%，平时成绩占30%（包括期中测试、平时作业和课堂提问等）。命题要求覆盖大纲，题型灵活，难易适中。着重考查
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学生对基本概念的掌握和分析问题的能力，以及一定的计算能力。
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五、本课程的学时分配
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课程理论学时为64，周学时4，开课学期为第5学期。实验课8学时。
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大纲中带※号的内容不是必讲的，未计入学时之内。
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第一章绪论 2学时
第二章应力状态分析 6学时
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第三章应变状态分析 4学时
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第四章材料力学性质应力应变关系 6学时
第五章轴向拉伸与压缩 4学时
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第六章扭转 4学时
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第七章弯曲 10学时
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第八章复杂内力时杆件应力计算 4学时
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第九章能量原理 6学时
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第十章静不定结构 4学时
第十一章材料失效及强度理论 2学时
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第十二章杆件的强度与刚度计算 6学时
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第十五章疲劳 2学时
第十六章压杆稳定 4学时
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六、本课程大纲编写的执笔人
执笔人：张秀平
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审核人：大学物理教研室
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第二部分教学内容与教学目标
一、教学内容及要点
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第一章绪论（2学时）
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1. 教学目的
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使学生了解本课程的任务，研究对象及范围；使学生认识到材料力学与工程实际的密60
切关系；通过我国古代材料力学简史，激发学生的民族精神和学习热情。由工程实际问61
题启发讲授：由常见的工程实例（如车床主轴，桥式吊车主梁和钢丝绳吊钩等）启发学生讨论提高承载能力问题。由简单的劈木材问题，启发学生得出各向异性得结论。62
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2. 教学重点
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变形固体及其基本假设
3. 教学难点
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变形固体及其基本假设
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4. 课程的主要内容及学时安排
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1.1 构件的强度、刚度及稳定性（0.5学时）
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1.2 变形固体及其基本假设（0.5学时）
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连续与非连续，均匀与非均匀，各向同性与各向异性
1.3 外力及其分类（0.5学时）
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静载荷与动载荷，体积力与表面力，分布力与集中力
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1.4 变形与位移（0.5学时）
弹性变形与塑性变形，大变形与小变形，变形与位移
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我国古代材料力学史简介
第二章应力状态分析（6学时）
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1. 教学目的
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通过本章学习，掌握应力状态的概念及其研究方法；会从受力杆件中截取单元体并标79
明单元体上的应力情况；会计算平面应力状态下斜截面上的应力；掌握平面应力状态和80
特殊空间应力状态下的主应力、主方向的计算，并会排列主应力的顺序。
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2. 教学重点
平面应力状态下斜截面上的应力计算，主应力及主方向的计算，最大剪应力的计算。
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3. 教学难点
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（1）应力状态的概念，从具体受力杆件中截面单元体并标明单元体上的应力情况。
（2）斜截面上的应力计算公式中关于正负符号的约定。
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（3）应力主平面、主应力的概念，主应力的大小、方向的确定。
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4. 课程的主要内容及学时安排
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2.1内力（1学时）
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内力的概念，内力的求法，内力的例题解析
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2.2 应力的概念正应力与切应力（0.5学时）
2.3 一点的应力状态切应力互等定律（0.5学时）
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单元体，一点的应力状态表示，切应力互等定律，三向、二向、单向、纯剪切应力状93
态。
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2.4 二向应力状态分析—解析法（2学时）
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任意斜截面的应力，主应力、主方向，主切应力、主剪切面，二向应力状态分析解析96
法的例题解析
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2.5 二向应力状态分析—图解法（2学时）
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应力圆，应力圆与单元体对应关系讨论，二向应力状态分析图解法典型例题的分析讨99
论。
2.6 三向应力状态分析（简介）※
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求一个主应力方向已知的三向应力状态的主应力例题。三向应力状态的应力圆与主切102
应力
第三章应变状态分析（4学时）
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1. 教学目的
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与应力类比来说明应变的概念。推导演绎应变与位移的关系式。使学生真正理解应变106
的概念，应变与位移的区别，能解决工程实际问题。
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2. 教学重点
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平面应变分析的解析法。
3. 教学难点
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平面应变分析的解析法。
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4. 课程的主要内容及学时安排
3.1应变的概念（0.5学时）
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应变的概念，线应变与切应变
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3.2位移与应变的关系几何方程（1学时）
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3.3应变协调条件相容方程（0.5学时）
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3.4平面应变分析的解析法（2学时）
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任意斜截面的应变，主应变主应变方向。应变测量及工程应用。
第四章材料的力学性能应力应变关系（6学时）
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1. 教学目的
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通过不同材料（如钢和木材）在相同应力作用下，破坏先后不同，启发学生得出构件得强度与材料性能有关的结论。学生由各向异性材料自己简化推出各向同性材料的胡克121
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定律。掌握具有胡克定律，弹性模量与泊松比的概念；理解低碳钢和铸铁，作为两种典
型的材料，在拉伸和压缩试验时的性质。了解塑性材料和脆性材料的区别。
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2. 教学重点
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胡克定律
3. 教学难点
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基本无难点
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4. 课程的主要内容及学时安排
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4.1材料的力学性能与基本实验（0. 5学时）
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4.2 轴向拉伸与压缩试验（1.5学时）
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低碳钢拉伸、压缩试验(比例、弹性、屈服、强度极限，延伸率，断面收缩率，冷作硬化)，铸铁拉伸、压缩试验。
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4.3常见工程材料的应力-应变曲线介绍讨论（0.5学时）
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4.4 应力松弛与蠕变（0.5学时）
4.5各向同性材料的广义胡克定律（1学时）
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单应力状态下虎克定律、泊松比，广义胡克定律，典型例题分析讨论及工程应用137
4.6体积应变与形状应变、应变能（1.75学时）
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4.7 各向同性材料弹性常数间的关系（0.25学时）
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4.8 各向异性材料应力—应变关系※
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第五章轴向拉压（4学时）
1. 教学目的
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（1）掌握轴向拉伸与压缩基本概念；（2）熟练掌握用截面法求轴向内力及内力图的143
绘制；（3）熟练掌握横截面上的应力计算方法，掌握斜截面上的应力计算方法；（4）能熟练地计算轴向拉压情况下杆的变形；（5）了解静不定问题的定义，判断方法，掌握144
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求解静不定问题的三类方程（条件）：平衡方程，变形协调条件和胡克定律，会求解简
单的拉压静不定问题；（6）了解温度应力和装配应力。
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2. 教学重点
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(1) 轴向拉伸与压缩的概念和工程实例；(2) 用截面法计算轴向力，轴向力图；(3) 横
截面和斜截面上的应力；(4) 轴向拉伸和压缩是的变形；(5) 许用应力、安全系数和强149
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度条件，刚度条件；(6) 材料在拉伸和压缩时的力学性能；(7) 塑性材料和脆性材料性151
质的比较；(8) 拉压静不定问题。
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3. 教学难点
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拉压静不定问题中的变形协调条件。通过讲解原理，多举例题，把变形协调条件的形154
式进行归类来解决。讲解静定与静不定问题的判断方法。
4. 课程的主要内容及学时安排
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5.1 轴向拉压杆的内力（0.75学时）
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（1）内力的含义（2）材料力学研究的内力——附加内力
5.2 轴向拉压杆的应力（0.75学时）
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变形观察及平面假设、应力公式。
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5.3圣维南原理、应力集中（0.5学时）
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圣维南原理、应力集中。
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5.4 轴抽拉压的杆的变形变形能（1学时）
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轴向拉、压变形与变形能的计算，例题
5.5 轴向拉压静不定问题（1学时）
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轴向拉压静不定问题的一般解法；温度应力、装配应力，工程应用。
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5.6 构件受惯性力作用时的应力计算※
第六章扭转（4学时）
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1. 教学目的
《材料力学性能》课程教学大纲 课程名称：材料力学性能（Mechanical Properties of Materials） 课程编号：012009 总学时数：48学时（其中含实验 8 学时） 学分：3学分 课程类别：专业方向指定必修课 先修课程：大学物理、工程化学、工程力学、材料科学基础 教材：《工程材料力学性能》（机械工业出版社、束德林主编，2005年）参考书目：[1] 王从曾编著，《材料性能学》，北京工业大学出版社，2001年 [2] Thomas H.Courtney（美）著，材料力学行为（英文版），机械工业 出版社，2004年 《课程内容简介》： 本课程主要讲授材料的力学性能与测试方法，主要内容有金属在静载荷（单向拉伸、压缩、扭转、弯曲）和冲击载荷下的力学性能、金属的断裂韧度、金属的疲劳、金属的应力腐蚀和氢脆断裂、金属的磨损和接触疲劳、金属的高温力学性能。 一、课程性质、目的和要求 本课程是材料成型及控制工程专业本科生金属材料工程方向指定必修课。本课程的主要任务是讨论工程材料的静载力学性能、冲击韧性及低温脆性、断裂韧性、疲劳性能、磨损性能以及高温力学性能的基本理论与性能测试方法，使学生掌握材料力学性能的基本概念、基本原理和测试材料力学性能的基本方法，探讨改善材料力学性能的基本途径，提高分析材料力学性能的思维能力与测试材料力学性能的能力，为研究开发和应用工程材料打下基础。 二、教学内容、要点和课时安排 《材料力学性能》授课课时分配表
本课程的教学内容共分八章。 第一章：金属在单项静拉伸载荷下的力学性能 6学时 主要内容：载荷—伸长曲线和应力—应变曲线；塑性变形及性能指标；断裂 重点、难点：塑性变形机理，应变硬化机理，裂纹形核的位错模型，断裂强度的裂纹理论，断口形貌。 第二章：金属在其它静载荷下的力学性能 6学时 主要内容是：缺口试样的静拉伸及静弯曲性能；材料缺口敏感度及其影响因素；扭转、弯曲与压缩的力学性能；硬度试验方法。 重点、难点：缺口处的应力分布特点及缺口效应 第三章：金属在冲击载荷下的力学性能 4学时 主要内容：冲击弯曲试验与冲击韧性；低温脆性；韧脆转化温度及其评价方法；影响材料低温脆性的因素。 重点、难点：韧脆转化 第四章：金属的断裂韧度 7学时 主要内容：裂纹扩展的基本方式；应力场强度因子；断裂韧性和断裂k判据；断裂韧度在工程上的应用；J积分的概念；影响材料断裂韧度的因素。 重点、难点：断裂韧性。 第五章：金属的疲劳 5学时 主要内容：疲劳破坏的一般规律；疲劳破坏的机理；疲劳抗力指标；影响材料及机件疲劳强度的因素。 重点、难点：疲劳破坏的机理。 第六章：金属的应力腐蚀和氢脆断裂 5学时 主要内容：应力腐蚀；氢脆 重点、难点：应力腐蚀和氢脆的机理 第七章：金属磨损和接触疲劳 6学时 主要内容：粘着磨损；磨粒磨损；接触疲劳；材料的耐磨性；减轻粘者磨损的主要措施；减轻磨粒磨损的主要措施；提高接触疲劳的措施。 重点、难点：磨损机理 第八章：金属高温力学性能 5学时
《金属材料学》课程教学大纲 以下是为大家整理的《金属材料学》课程教学大纲的相关范文，本文关键词为金属材料学,课程,教学大纲,，您可以从右上方搜索框检索更多相关文章，如果您觉得有用，请继续关注我们并推荐给您的好友，您可以在教师教学中查看更多范文。 《金属材料学》课程教学大纲 一、课程说明 （一）课程名称：金属材料学所属专业：材料物理专业课程性质：专业基础课学分：3 （二）课程简介：《金属材料学》是一门综合性和应用性较强的专业必修课。根据材料物理专业先修课程和教学内容，本课程包括金属学和金属材料两大部分，其中金属学的内容作为《材料科学基础》课程的补充和深入，金属材料部分在《材料科学基础》、《材料力学性能》等课程的基础上，系统介绍金属材料合金化的一般规律及金属材料的成分、工艺、组织、性能及应用的关系。课程的学习，使学生系
统掌握有关金属材料学方面的知识，培养学生研究开发和合理应用金属材料的初步能力。 目标与任务；通过本课程的学习主要掌握：1.金属材料的成份、组织结构及性能三者间的关系，金属的基本理论和知识。2.合金元素在钢中的作用、原理和规律；3.钢的热处理原理以及其与合金化的配合；4.掌握各类铸铁的成分组织和性能特点；5.常用有色金属及其合金的成分、性能和热处理特点. （三）先修课程：《材料科学基础》、《材料力学性能》等。 （四）教材与主要参考书。 教材：《金属学与热处理》第二版，崔忠圻主编，哈尔滨工业大学出版社。参考书： 《金属材料学》第二版，吴承建陈国良强文江等编著，冶金工业出版社。《金属材料学》第二版，戴起勋主编程晓农主审，化学工业出版社。《材料科学基础》，胡赓祥、蔡荀主编，上海交通大学出版《材料科学基础》，潘金生等编，清华大学出版社 二、课程内容与安排绪论 （一）讲授，2学时（二）内容及基本要求1.金属材料的发展概况。 2.了解金属材料在国民经济中的地位与作用。 3.本课程的性质、
材料力学教学大纲 1 2 第一部分大纲说明 3 一、本课和的性质 4 本课程为农业机械与自动化专业的专业必修课程之一。 5 二、本课程的教学目的 6 通过本课程学习，要求学生正确理解构件的强度、刚度、稳定性等基本概念以及平衡、几何、物理三类方程在求解力学问题时的重要作用。能熟练地计算杆件的应力与变形以7 8 及分析其强度、刚度与稳定性的能力。通过实验课教学，培养学生具有一定的创新性、9 综合性的实验能力。 10 三、本课程的课程内容与体系总体设计 11 总的指导思想是：将教学思想与观念改革、课程内容与体系改革、教学手段与方法改12 革融为一体，统一进行。用面向新世纪力学学科的新思想和新观点，来审视、精选、强化、浓缩和重新组织经典内容，更加满足机械原理、零件和力学等后续课程对于力学基 13 14 础知识的需求；适当增加新内容，目的是为当代力学的先进成果和思想开辟窗口和开设15 接口。与传统材料力学相比，课程内容与体系以及理论知识的表述手段上有如下改革：1．将以变形为课程主线的传统体系改为以应力、应变分析为主线；引入取微元体的 16 17 分析方法，从而加强应力、应变分析观点；引入平衡微分方程、应力和位移边界条件、18 几何方程、相容方程等弹性力学基本方程。 19 2．突出力学方程、几何方程、物理方程这三大方程在求解力学问题时的普遍意义和20 本质所在。 21 3．将研究对象从一维杆件扩充到三维弹形体。同时阐述均匀与非均匀、连续与非连22 续、各向同性与各向异性、小变形与大变形、线性与非线性等关于研究对象的基本假设，23 从而恰当引入了弹性力学、塑性力学、复合材料力学等学科的新观点和新思想并为此开24 辟窗口或开设接口。 4．将传统的杆件拉、压、剪、扭、弯、组合变形等五个章节内容加以浓缩，突出平 25 26 面假设，并揭示将这一问题作为三维问题的一个特例，再应用“平面假设”，从而得到问题解这一方法的本质所在。 27 28 5．彻底改变了书中插图是线框图形的传统面貌，代之而来的是运用计算机绘制的立体29 感与透明感很强的二维、三维图形与图像，这样更有助于对理论知识做形象直观描述；
《材料力学 - I 》课程教学大纲 课程中文名称：材料力学 课程英文名称： Mechanics of Materials 总学时： 98 讲课学时： 64 习题学时： 8 实验学时： 8 上机学时： 18 授课对象：机械、建筑、交通、材料、动力、能源等专业本科生 先修课程：高等数学，理论力学 一、课程教学目的 通过本课程学习，要求学生正确理解构件的强度、刚度、稳定性等基本概念以及平衡、几何、物理三类方程在求解力学问题时的重要作用。能熟练地计算杆件的应力与变形以及分析其强度、刚度与稳定性的能力。通过实验课教学，培养学生具有一定的创新性、综合性的实验能力。 二、教学内容及基本要求 强度、刚度、稳定性；变形固体及其理想化；外力及其分类；变形与位移。 应力状态分析：内力；应力的概念，正应力与切应力；一点的应力状态；切应力互等定律 ；二向应力状态分析，解析法；二向应力状态分析，图解法；三向应力状态分析；微体平衡。应变状态分析：应变概念，线应变与切应变；位移与应变的关系；几何方程；应变协调条件，相容方程；平面应变状态分析。 材料的力学性能、应力应变关系：材料的力学性能与基本实验；轴向拉伸和压缩实验；常 见工程材料的应力—应变曲线；应力松驰与蠕变；各向同性材料的广义虎克定律；应变能；各向同性材料弹性常数间的关系；各向异性材料应力—应变关系。 轴向拉压：轴向拉压杆的内力；轴向拉压杆的应力；圣文南原理；应力集中；轴向拉压杆的变形，变形能；轴向拉压静不定问题，温度应力，装配应力；构件受慣性力作用时的应
力计算。 扭转：扭转杆件的内力；圆轴扭转横截面上切应力；圆轴扭转破坏模式的分析；圆轴扭转变形与变形能；薄壁杆的自由扭转，剪力流。 弯曲：梁的内力，剪力与弯矩；剪力图与弯矩图；载荷、剪力及弯矩间的关系；纯弯曲梁的正应力；有关弯曲的讨论；弯曲切应力；开口薄壁非对称截面梁的弯曲，弯曲中心；梁的弹性弯曲变形，弹性曲线微分方程；直接积分求梁的变形；叠加原理与叠加法求变形；曲杆弯曲。 复杂内力时杆件应力计算：斜弯曲；偏心拉伸与压缩；截面核心；弯曲与扭转。 能量原理：虚功，杆件内力的虚功；虚功原理及其对杆件的应用；莫尔定理；图形互乘法；虚功原理应用于小变形固体；冲击。 静不定结构：静不定结构的概念及其分析方法；用力法分析静不定结构；具有对称与反对称性的静不定结构；连续梁。 材料失效及强度理论：常用工程材料的失效模式及强度理论概念；关于断裂的强度理论；关于屈服的强度理论；莫尔强度理论；强度条件与强度计算。 杆件的强度、刚度计算：强度条件与刚度条件；轴向拉压杆件的强度计算；扭转杆件的强度、刚度计算；弯曲杆件的强度、刚度计算；复杂内力时杆件的强度、刚度计算；提高构件强度、刚度的一些措施。 联接：工程中常见的联接结构；剪切实用计算；挤压实用计算；焊接缝与胶粘接缝的实用计算。 弹塑性变形与极限载荷分析：弹塑性变形与极限载荷法概念；应力 -应变关系曲线的简化；静不定桁架的极限载荷；圆轴的弹塑性扭转，残余应力；梁的弹塑性弯曲，塑性铰。 疲劳与断裂：交变应力与对其描述；疲劳概念与材料的疲劳极限；影响疲劳极限的主要因素；疲劳强度计算；变幅交变应力下构件的疲劳强度计算；疲劳裂纹扩展与构件的疲劳寿命压杆稳定：压杆稳定性概念；确定临界力的静力法，欧拉公式；超过比例极限压杆的临界
工程材料力学性能答案1111111111111111111111111111111111111 1111111111111111111111111111111111111 111111 决定金属屈服强度的因素有哪 些？12 内在因素：金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。外在因素：温度、应变速率和应力状态。试举出几种能显著强化金属而又不降低其塑性的方法。固溶强化、形变硬化、细晶强化试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险？21韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断地消耗能量；而脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变形，没有明显征兆，因而危害性很大。何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口性态的
因素有哪些？答：宏观断口呈杯锥形，纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成，即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置，因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化？断裂强度与抗拉强度有何区别？抗拉强度是试样断裂前所承受的最大工程应力，记为σb；拉伸断裂时的真应力称为断裂强度记为σf; 两者之间有经验关系：σf = σb (1+ψ)；脆性材料的抗拉强度就是断裂强度；对于塑性材料，于出现颈缩两者并不相等。裂纹扩展受哪些因素支配？答:裂纹形核前均需有塑性变形；位错运动受阻，在一定条件下便会形成裂纹。2222222222222222222222222222222222 2222222222222222222222222222222222 2222 试综合比较单向拉伸、压缩、弯曲及扭转试验的特点和应用范围。答：单向拉伸试验的特点及应用：单向拉伸的应力状态较硬，一般用于塑性变形
《材料力学》教学大纲 大纲说明 课程代码：5125001 课程总学时：64课时(讲课54课时，实验10课时) 总学分：4学分 课程类别：必修 适用专业：土木工程专业（本科） 预修要求：高等数学、理论力学 课程的性质、目的、任务： 材料力学是一门重要的技术基础课，是其它技术课和专业课的基础。材料力学的任务就是在对构件进行力学分析的基础上，为设计构件时选择适当的材料和尺寸，以保证达到强度、刚度和稳定性的要求，为使设备构件能够满足适用、安全和经济的要求，提供基础理论知识。课程教学的基本要求： 通过学习，使学生掌握构件强度、刚度和稳定性的基本概念和计算方法；培养学生对工程设计中的强度、刚度、稳定问题有明确的概念，必要的知识，能进行初步的设计及实验分析能力的具备。 本课程的学习中，要密切联系实际，培养学生正确的分析问题的方法，注意正确理解掌握基本概念和基本方法。考虑到课程性质，建议采用多媒体教学手段。实验是本课程的重要组成部分，在教学中应予以充分重视。 大纲的使用说明： 本大纲适用于土木工程本科专业64课时的材料力学课程使用，可根据具体的课时情况作适当的增删。 大纲正文 第一章绪论学时：2学时（讲课2学时）本章讲授要点：《材料力学》任务、研究对象、变形固体的基本假设、内力和应力的概念、截面法、线应变和角应变。 重点：变形固体基本假设、截面法、应力和应变的概念。 第一节材料力学的任务 一、强度、刚度和稳定性的概念 二、材料力学的任务 第二节变形固体的基本假设 一、连续性假设 二、均匀性假设 三、各向同性假设 四、小变形假设
第三节外力及其分类 一、外力的分类 二、载荷的分类 第四节内力、截面法和应力的概念 一、内力的概念 二、截面法求内力 三、应力的概念及单位 第五节线应变和角应变 一、线应变的概念 二、角应变的概念 第七节杆件变形的基本形式 一、轴向拉伸与压缩 二、剪切 三、扭转 四、平面弯曲 第二章轴向拉伸与压缩学时：11学时（讲课7学时，实验4学时） 本章讲授要点：轴向拉伸与压缩的概念；轴力和轴力图；横截面和斜截面上的应力计算；虎克定律；轴向拉压杆的变形计算；材料的力学性质；轴向拉压杆的强度计算；应力集中的概念；简单超静定问题的基本解法。 重点：轴力和轴力图；应力和应变；虎克定律；变形计算；低碳钢的力学性能；强度条件的应用 难点：简单超静定问题 第一节轴向拉伸与压缩的概念和实例 一、轴向拉伸与压缩的概念 二、工程实例 第二节轴向拉压杆横截面上的内力和应力 一、轴力的计算和轴力图 二、应力的计算 第三节轴向拉压杆斜截面上的应力 一、斜截面上的应力计算 二、几种特殊情况的讨论 第四节金属材料的机械性质 一、低碳钢在轴向拉伸与压缩时的机械性质 二、其他塑性材料的机械性质 三、铸铁在轴向拉伸与压缩时的机械性质 第五节轴向拉压杆的强度条件 一、许用应力和安全系数 二、轴向拉压杆的强度条件 三、强度条件的应用 第六节轴向拉压杆的变形
《复合材料力学》教学大纲 课程编号： 课程名称：复合材料力学/ Mechanics of Composite Materials 学时/学分：32/2 先修课程：工程力学 适用专业：复合材料与工程 开课学院（部）、系(教研室)：材料科学与工程学院复合材料系 一、课程的性质与任务 复合材料力学是复合材料与工程专业的专业必修课，是为培养复合材料与工程专业高质量专门人才服务的。通过本课程的学习，要使学生获得： 1．复合材料的结构、特点、优点与缺点 2．单层板的刚度与强度 3．单层板的细观力学 4．层合板的刚度与强度 等复合材料力学的基础理论知识，为复合材料结构设计、复合材料产品设计奠定理论基础。 在传授复合材料力学知识的同时，要通过各个教学环节逐步培养学生根据复合材料各向异性、可设计性的特点，初步掌握复合材料设计的基本原理和综合运用所学知识去分析和进行复合材料设计的能力。 二、课程的教学内容、基本要求及学时分配 （一）教学内容 1．复合材料的结构、特点、优点与缺点 复合材料的结构：复合材料的结构层次，单层板的概念，双向板的概念，单层材料设计、层合板设计和结构设计的概念。 复合材料的特点：复合材料的各向异性和非均质性概念，复合材料的可设计性、材料与结构的同一性、结构设计包括材料设计、材料性能对复合工艺的依赖性的概念。 复合材料的优点与缺点：比强度、比模量的定义，疲劳性能、减振性能、破损安全性能、耐化学腐蚀性能、电性能、热性能的特点，复合材料模量、层间性能、性能离散性大等概念。 2．单层的刚度与强度 单层板的正轴刚度：正轴与偏轴的概念，单层板的正轴应力-应变关系，柔度与刚度的定义，柔度、刚度与工程弹性常数的关系。 单层板的偏轴刚度：应力转换和应变转换公式，单层板的偏轴下的应力-应变关系式，应变-应力关系式的确定，偏轴工程弹性常数与正轴弹性常数的转换关系。 单层板的强度：单层板的基本强度的概念，最大应力准则和最大应变准则公式，蔡-希尔（Tasi-Hill）强度准则和霍夫曼（Hoffman）准则强度条件，蔡-吴（Tsai-Wu）张量准则，单层板强度的计算方法。 3．单层板的细观力学 细观力学：复合材料细观力学，复合材料宏观力学的概念，材料力学方法，弹性力学方
《材料性能学》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程编码： 课程类别：必修课 适用专业：材料化学 总学时：48 学分：3 课程简介：本课程是材料化学专业主干课程之一，属专业基础课。本课程主要内容为材料物理性能，以材料通用性物理性能及共同性的内容为主。通过本课程的教学，使学生获得关于材料物理性能包括材料力学性能（受力形变、断裂与强度）、热学、光学、导电、磁学等性能及其发展和应用，重点掌握各种重要性能的原理及微观机制，性能的测定方法以及控制和改善性能的措施，各种材料结构与性能的关系，各性能之间的相互制约与变化规律。 授课教材：《材料物理性能》，吴其胜、蔡安兰、杨亚群，华东理工大学出版社，2006，10。 2、参考书目: 1.《材料性能学》，北京工业大学出版社，王从曾，2007. 1 2.《材料的物理性能》，哈尔滨工业大学出版社，邱成军等，2009.1 二、课程教育目标 通过学习材料的各种物理性能，使学生掌握以下内容：各种材料性能的各类本征参数的物理意义和单位以及这些参数在解决实际问题中所处的地位；弄清各材料性能和材料的组成、结构和构造之间的关系；掌握这些性能参数的物质规律，从而为判断材料优劣、正确选择和使用材料、改变材料性能、探索新材料、新性能、新工艺打下理论基础；为全面掌握材料的结构，对材料的原料和工艺也应有所认识，以取得分析性能的正确依据。 三、教学内容与要求 第一章：材料的力学性能 重点与难点： 重点：应力、应变、弹性变形行为、Griffith微裂纹理论，应力场强度因子和平面应变断裂韧性，提高无机材料强度改进材料韧性的途径。 难点：位错运动理论、应力场强度因子和平面应变断裂韧性。
常用材料性质参数 材料的性质与制造工艺、化学成份、内部缺陷、使用温度、受载历史、服役时间、试件尺寸等因素有关。本附录给出的材料性能参数只是典型范围值。用于实际工程分析或工程设计时,请咨询材料制造商或供应商。 除非特别说明,本附录给出的弹性模量、屈服强度均指拉伸时的值。 表 1 材料的弹性模量、泊松比、密度和热膨胀系数 材料名称弹性模量E GPa 泊松比V 密度 kg/m3 热膨胀系数a 1G6/C 铝合金-79 黄铜 青铜 铸铁 混凝土（压 普通增强轻质17-31 2300 2400 1100-1800
7-14 铜及其合金玻璃 镁合金镍合金( 蒙乃尔铜镍 塑料 尼龙聚乙烯 2.1-3.4 0.7-1.4 0.4 0.4 880-1100 960-1400 70-140 140-290 岩石(压 花岗岩、大理石、石英石石灰石、沙石40-100 20-70 0.2-0.3 0.2-0.3 2600-2900 2000-2900 5-9 橡胶130-200 沙、土壤、砂砾钢
高强钢不锈钢结构钢190-210 0.27-0.30 7850 10-18 14 17 12 钛合金钨木材（弯曲 杉木橡木松木11-13 11-12 11-14 480-560 640-720 560-640 1 表 2 材料的力学性能 材料名称/牌号屈服强度s CT MPa 抗拉强度b CT
MPa 伸长率 5 % 备注 铝合金LY12 35-500 274 100-550 412 1-45 19 硬铝 黄铜青铜 铸铁( 拉伸HT150 HT250 120-290 69-480 150 250 0-1 铸铁( 压缩混凝土(压缩铜及其合金 玻璃
《材料力学》课程教学大纲 二、教学目标 了解材料力学的基本理论、基本概念和基本分析方法。使学生能科学地辨认材料力学中的各种概念、原理、专业术语，使学生知道材料力学中各种构件的分类、受力过程和变化倾向。理解材料力学中杆件和梁的几种变形形式。使学生能用自己的语言对各种理论知识加以叙述、解释和归纳，并且能够指出各部分知识之间的内在联系和相互区别。 熟悉各种概念、原理和定律，掌握其计算与应用的方法。具体反映在： 1. 对材料力学的基本理论、基本概念和基本分析方法有明确的认识。 2. 掌握一般杆类零件和构件的受力与变形原理，具有绘出其合理的力学计算简图的初步能力。 3. 能够熟练地分析与计算杆件在拉、压、剪、扭、弯时的内力，绘制相应的内力图。 4. 能够熟练地分析与计算杆件在基本变形下的应力和变形，并进行相应的强度和刚度计算。 5. 对应力状态理论与强度理论有明确的认识，并能够将其应用于组合变形情况下的强度计算。对应变状态有关概念有一定了解和认识。 6. 熟练地掌握简单超静定问题的求解方法。 7. 能够熟练地分析与计算理想中心受压杆件的临界荷载和临界应力，并对国家现行钢结构设计规范所规定工程压杆的稳定计算方法，有深入地了解和认识，并能够熟练地进行压杆的稳定性计算。 8. 对杆件的应变能有关概念、基本原理和基本定理有一定认识和掌握，并能够熟练地用来计算简单梁、扭转圆轴和简单拉压杆结构的位移，进而计算简单超静定问题的内力。 9.对于常用材料的基本力学性能及其测试方法有初步认识。 10. 对于电测实验应力分析的基本原理和方法有初步认识。 三、教学内容与教学要求 1.绪论 内容要求：了解材料力学的任务、变形固体的概念；理解变形固体的基本假设；熟悉杆件变形的基本形式分类。 重点：杆件的四种基本变形。 难点：理解变形固体的四个基本假设。
复合材料教学大纲
《复合材料》教学大纲 一、课程名称：复合材料 二、学分、学时： 2 学分、 32 学时 三、教学对象： 06 级应用化学本科 四、课程性质、教学目标 《复合材料》是应用化学专业的一门学科基 础课程，选修。复合材料是包括多学科、多领域 的一门综合性学科。 本课程以恰当的比例分别对复合材料的各种增强材料、复合材料的各种基体材料以及聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料等的性能、制备、应用和发展动态进行了较为系统的讨论。使学生在已有的材料科学的基础上，较为系统地学习复合材料的各种基体材料和增强材料，以及各种复合材料的性能、制备方法与应用，了解材料的复合原理，以及复合材料的发展方向。从而丰富和拓宽学生在材料及材料学方面的知识。 五、课堂要求 要求认真随堂听课，认真阅读指定教材，广泛查阅有关复合材料方面的最新资料。按教学要求完成专题综述论文的撰写，并进行课堂交流。 六、教学内容与基本要求 （一）绪论（ 2 学时） 复合材料的国内外发展状况及今后的发展
方向；复合材料的分类；复合材料的基本性能；复合材料的增韧增强原理；复合材料的特性；复合材料的应用。 基本要求：掌握复合材料的基本性能及分类，了解复合材料的应用。 （二）材料的基体材料（6学时） 金属材料：金属的结构与性能、各种合金材料； 陶瓷材料：包括水泥、氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷； 聚合物材料：聚合物的种类、结构与性能，复合材料选用聚合物的原则。 基本要求：掌握常用基体材料的种类、结构性能及其选用的原则。 （三）材料的增强材料（6学时） 玻璃纤维及其制品的分类、制备、性能与应用； 碳纤维的分类、制备、性能与应用； 陶瓷纤维、芳纶纤维、晶须的制备、性能与应用； 填料（高岭土、石墨、烹饪土、烹饪土、碳酸钙、化石粉等）的性能与应用。
《材料力学》课程教学大纲 课程英文名称：Mechanics of Materials 课程代码：110000103 课程性质：学科基础课 适用专业：土木工程专业 总学时数：64 其中讲课学时：58 实验学时：6 总学分数：4 编写人：胡玮军审定人：袁文华 一、课程简介 （一）课程教学目的与任务： 本课程的教学目的：要求学生对杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念，掌握杆件计算必要的理论知识和比较熟练的计算能力，具有一定的工程问题的分析能力和初步的实验能力。 本课程的教学任务：通过课堂教学和实践性教学环节相结合，强化学生对基本概念、基本理论、基本方法的理解和掌握。要求学生对各种杆件的强度、刚度和压杆稳定性的基本问题能够熟练地分析和计算。以培养学生熟练运用所学知识解决实际问题的能力。 （二）课程教学的总体要求 1、对材料力学的基本概念和基本分析方法有明确的认识。 2、具有对工程结构物中的部件和物体简化为力学简图的初步能力。 3、能够熟练地分析杆件在拉(压)、扭、弯时的内力，并正确做出相应的内力图。 4、能够熟练分析杆件的应力、位移、进行强度和刚度计算，并会解一次超静定问题。 5、对应力状态理论和强度理论有明确的认识，并能将其应用于变形杆件的强度计算。 6、对压杆的稳定性概念有明确认识，会计算轴向压杆的临界应力，并进行稳定性校核。 7、对能量法的有关基本原理有明确认识，并能熟练掌握一种计算位移的能量方法。 （三）课程的基本内容 研究的主要内容为：材料力学基本概念与假设，轴向拉伸和压缩、扭转、弯曲时的内力、应力和位移计算，截面几何性质，应力与应变分析，强度理论，组合变形，剪切与连接件的实用计算，压杆稳定，能量法等。 （四）先学课程及后续课程 先学课程：《高等数学》、《大学物理》、《理论力学》；后续课程：《弹性力学》《结构力学》、《钢结构》、《钢筋混凝土结构》。 二、课程教学总体安排 （一）学时分配建议表
材料力学性能实验指导书（材料成型及控制工程专业） 张学萍 沈阳理工大学 二零一二年三月
目录 实验一硬度实验......................................................................... (3)
前言 《材料力学性能》这门课的实验是该课的重要组成部分，是该理论课的基础，正确地掌握实验的理论和方法，对提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力有重要意义。 编写本实验指导书，是根据《材料力学性能》教学大纲及教材的有关内容、又根据我院设备、仪器实际情况编写的，这样，与教材的内容相一致，便于安排实验教学。 本实验指导书适用于：材料成型及控制工程专业 编者 2012 年3月
实验一硬度实验 一.实验目的 1.掌握洛氏、布氏硬度的基本原理及测试方法。 2.根据材料的性质正确选择硬度计类型及压入条件。 3.熟悉各种硬度值之间的换算。 二、实验内容 用洛氏硬度计测定试样热处理前后的硬度；用布氏硬度计测定45刚退火后的硬度。 三、概述 硬度试验操作简便，对工件损伤小，可在零件上直接测试，故在生产实践中应用很普遍。 硬度所表征的不是一个确定的物理量，它是衡量材料软硬程度的一种性能指标。硬度值的意义随试验方法而不同。硬度试验基本上可分为压入法和刻划法。对于以压入法进行的硬度试验，其硬度值是表示材料抵抗另一物体压入其表面的能力，洛氏、布氏和维氏硬度都属于压入法硬度试验。 （一）洛氏硬度试验法。 1.洛氏硬度是以压痕的深度来表示 材料的硬度值。图1-1为洛氏硬度试验 原理图。 测试洛氏硬度时，用规定的压头， 先后施加两个负荷：预负荷F0和主负 荷F1。总负荷F= F0+F1。图1-1中， 0-0位置为未加负荷时的压头位置；l-l 位置为施加10kg预负荷后的位置，压 入深度为h1；2-2位置为加上主负荷后 的位置，此时压入深度为h2；3-3位置图1-1 洛氏硬度试验原理 为卸除主负荷后由于弹性变形的恢复而 使压头略微提高的位置，此时压头的实际压入深度为h3。由主负荷引起的残余压入深度h=h3-h1，用此来衡量金属硬度值的大小。若直接用h来表示硬度，则会出现硬的金
《工程材料力学性能》课后答案 机械工业出版社 2008第2版 第一章 单向静拉伸力学性能 1、 试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力-伸长曲线图上的区别？为什么？ 2、 决定金属屈服强度的因素有哪些？【P12】 答：内在因素：金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。 外在因素：温度、应变速率和应力状态。 3、 试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险？【P21】 答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断地消耗能量；而脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变形，没有明显征兆，因而危害性很大。 4、 剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂，为什么断裂性质完全不同？【P23】 答：剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离，一般是韧性断裂，而解理断裂是在正应力作用以极快的速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，解理断裂通常是脆性断裂。 5、 何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些？ 答：宏观断口呈杯锥形，由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成，即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置，因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。 6、 论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路，推导格雷菲斯方程，并指出该理论的局限性。 【P32】 答： 212?? ? ??=a E s c πγσ，只适用于脆性固体,也就是只适用于那些裂纹尖端塑性变形可以忽略的情况。 第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 一、解释下列名词： （1）应力状态软性系数—— 材料或工件所承受的最大切应力τmax 和最大正应力σmax 比值，即： () 32131max max 5.02σσσσσστα+--== 【新书P39 旧书P46】 （2）缺口效应—— 绝大多数机件的横截面都不是均匀而无变化的光滑体，往往存在截面的急剧变化，如键槽、油孔、轴肩、螺纹、退刀槽及焊缝等，这种截面变化的部分可视为“缺口”，由于缺口的存在，在载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生变化，产生所谓的缺口效应。【P44 P53】 （3）缺口敏感度——缺口试样的抗拉强度σbn 的与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb 的比值，称为缺口敏感度，即： 【P47 P55 】 （4）布氏硬度——用钢球或硬质合金球作为压头，采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。【P49 P58】 （5）洛氏硬度——采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头，以测量压痕深度所表示的硬度【P51 P60】。 （6）维氏硬度——以两相对面夹角为136。的金刚石四棱锥作压头，采用单位面积所承
《复合材料》教学大纲 一、课程名称：复合材料 二、学分、学时：2学分、32学时 三、教学对象：06级应用化学本科 四、课程性质、教学目标 《复合材料》是应用化学专业的一门学科基础课程，选修。复合材料是包括多学科、多领域的一门综合性学科。 本课程以恰当的比例分别对复合材料的各种增强材料、复合材料的各种基体材料以及聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料等的性能、制备、应用和发展动态进行了较为系统的讨论。使学生在已有的材料科学的基础上，较为系统地学习复合材料的各种基体材料和增强材料，以及各种复合材料的性能、制备方法与应用，了解材料的复合原理，以及复合材料的发展方向。从而丰富和拓宽学生在材料及材料学方面的知识。 五、课堂要求 要求认真随堂听课，认真阅读指定教材，广泛查阅有关复合材料方面的最新资料。按教学要求完成专题综述论文的撰写，并进行课堂交流。 六、教学内容与基本要求 （一）绪论（2学时） 复合材料的国内外发展状况及今后的发展方向；复合材料的分类；复合材料的基本性能；复合材料的增韧增强原理；复合材料的特性；复合材料的应用。 基本要求：掌握复合材料的基本性能及分类，了解复合材料的应用。 （二）材料的基体材料 （6学时） 金属材料：金属的结构与性能、各种合金材料； 陶瓷材料：包括水泥、氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷； 聚合物材料：聚合物的种类、结构与性能，复合材料选用聚合物的原则。 基本要求：掌握常用基体材料的种类、结构性能及其选用的原则。 （三）材料的增强材料 （6学时） 玻璃纤维及其制品的分类、制备、性能与应用； 碳纤维的分类、制备、性能与应用； 陶瓷纤维、芳纶纤维、晶须的制备、性能与应用； 填料（高岭土、石墨、烹饪土、烹饪土、碳酸钙、化石粉等）的性能与应用。 基本要求：掌握常用增强材料的种类、性能及其选用的原则。 （四）传统复合材料的新发展 （4学时） 航空用先进树脂基复合材料的发展：先进复合材料在飞机上的应用、材料技术的进展、低成本复合制造技术的进展； 热塑性片材与热塑性树脂基复合材料：由片材制造成品的成型工艺、GMT片材在汽车工业中的应用； 熔体自发浸渗制备金属基复合材料：熔体自发浸渗制备金属基复合材料的原理及方法及研究现状； 陶瓷基层状复合材料：陶瓷制品的仿生结构构思、材料体系和制备技术、陶瓷基层状复合材料的结构性能及其强韧化机制、陶瓷基层状复合材料的发展方向。 基本要求：掌握常见几种传统复合材料的新应用、制备工艺与性能的基本知识，了解传统复合材料的发展方向。 （五）功能复合材料（4学时）
材料的力学性能 mechanical properties of materials 主要是指材料的宏观性能，如弹性性能、塑性性能、硬度、抗冲击性能等。它们是设计各种工程结构时选用材料的主要依据。各种工程材料的力学性能是按照有关标准规定的方法和程序，用相应的试验设备和仪器测出的。表征材料力学性能的各种参量同材料的化学组成、晶体点阵、晶粒大小、外力特性（静力、动力、冲击力等）、温度、加工方式等一系列内、外因素有关。材料的各种力学性能分述如下： 弹性性能材料在外力作用下发生变形，如果外力不超过某个限度，在外力卸除后恢复原状。材料的这种性能称为弹性。外力卸除后即可消失的变形，称为弹性变形。表示材料在静载荷、常温下弹性性能的一些主要参量可以通过拉伸试验进行测定。 拉伸试样常制成圆截面(图1之a)或矩形截面(图1之b)棒体,l为标距,d为圆形试样的直径,h和t分别为矩形截面试样的宽度和厚度,图中截面形状用阴影表示,面积记为A。长度和横向尺寸的比例关系也有如下规定：对于圆形截面试样,规定l=10d或l=5d；对于矩形截 面试样,按照面积换算规定或者。试样两端的粗大部分用以和材料试验 机的夹头相连接。试验结果通常绘制成拉伸图或应力－应变图。图2为低碳钢的拉伸图,横坐标表示试样的伸长量Δl(或应变ε=Δl/l)，纵坐标表示载荷P（或应力σ＝P/A）。图中的曲线从原点到点p为直线，pe段为曲线，载荷不大于点e所对应的值时,卸载后试样可恢复原状。反映材料弹性性质的参量有比例极限、弹性极限、弹性模量、剪切弹性模量和泊松比等。 比例极限应力和应变成正比例关系的最大应力称为比例极限，即图中点p所对应的应力,以σp表示。在应力低于σp的情况下，应力和应变保持正比例关系的规律叫胡克定律。载荷超过点p对应的值后,拉伸曲线开始偏离直线。 弹性极限试样卸载后能恢复原状的最大应力称为弹性极限，即图中点e所对应的应力,以σe表示。若在应力超出σe后卸载，试样中将出现残余变形。比例极限和弹性极限的测试值敏感地受测试精度的影响，并不易测准，所以在有关标准中规定，对于拉伸曲线的直线部分产生规定偏离量（用切线斜率的偏差表示）的应力作为"规定比例极限"。对于弹性
《材料力学》教学大纲 课程名称: 材料力学 英文名称：mechanics of materials 学分: 6学分 总学时: 56学时，其中理论学时48，实验学时8学时 适用专业: 土木工程 先修课程: 高等数学、大学物理、理论力学 执笔人: 审订人: 一、课程的性质、地位和任务 《材料力学》是工科大学一门重要的专业主干课。材料力学在工程专业培养过程中处于由学习基础理论过渡到工程专业设计课程的地位，构筑作为工程技术根基的知识结构；通过这门课程的学习要求培养学生对工程设计中构件的有关强度、刚度以及稳定性等问题有必要的基础知识、明确的基本概念，具有较熟练的计算能力和一定的实验能力。材料力学是变形固体力学入门的专业基础课。发挥其他课程不可替代的综合素质教育作用。并为学生后继课程学习、以及从事工程技术工作打下坚实的力学基础。 二、课程教学的基本要求 通过材料力学课程的学习，使学生达到下列要求： 1.熟练掌握材料力学的基本概念和基本分析方法，培养分析问题、自学查阅、解决问题的能力。 2.掌握将一般零部件和结构构件简化为力学简图的初步能力。 3.熟练掌握杆件基本变形(拉或压、剪切、扭转、弯曲)下的内力分析，并作出相应的内力图 4.熟练掌握构件的各种基本变形形式下的应力和位移、强度和刚度的理论计算方法。掌握运用强度、刚度和稳定性条件对构件进行校核验算的方法。 5.掌握简单超静定问题的求解方法 6.理解应力状态理论和组合变形杆件的强度计算。 7.了解压杆的稳定性概念，会计算细长受压杆的临界力与临界应力。 8.了解常用材料如低碳钢和灰口铸铁的基本性能及其测试方法。 三、教学学时数安排
材料力学性能 Mechanical Properties of Materials 课程编号： 07310150 学分：2 学时：30（其中：讲课学时： 26实验学时： 4上机学时：） 先修课程：材料科学基础、工程力学、材料工艺学或组织控制等课程 适用专业：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、光电、复合材料、材料成型与 加工等各专业本科三年级学生 教材：《工程材料力学性能》，束德林主编，机械工业出版社， 2008 年 6 月第 2 版开课学院： 一、课程的性质与任务： 《材料力学性能》是材料类专业的一门主要的技术基础课程。 《材料力学性能》的基本任务是通过课堂教学和实验教学，使学生掌握材料在不同条件 下的力学行为及其变化规律，掌握表征材料力学性能的各项指标和测定方法，以及影响 材料性能的内外因素，进一步明确材料的组成―工艺―结构―性能的关系，提高学生正 确选择和合理使用材料、改进材料性能方面的能力。二、课程的基本内容及要求： 一、绪论 1、教学内容 （1）本课程的目的、性质和主要内容； （2）本课程与其它课程的关系、课程学习方法。 2、基本要求 （1）理解本课程的目的、性质和主要内容； （2）了解本课程与其它课程的关系、课程学习方法。 二、材料在单向静拉伸载荷下力学性能 1、教学内容 （1）拉伸曲线和应力应变曲线； （2）弹性变形：弹性变形及其本质、弹性模量、比例极限与弹性极限、弹性比功； （3）弹性不完整性：包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性； （4）塑性变形：塑性变形方式与特点、屈服现象与屈服强度、影响屈服强度的因素、应变硬化、颈缩现象、抗拉强度、塑性； （5）材料的断裂：断裂类型和断裂过程、断裂机理和微观断口特征、断裂强度、断裂理论的应用、韧性与韧度。
复合材料力学讲义 第一部分简单层板宏观力学性能 1.1各向异性材料的应力—应变关系 应力—应变的广义虎克定律可以用简写符号写成为： （1—1） 其中σi为应力分量，C ij为刚度矩阵εj为应变分量．对于应力和应变张量对称的情形(即不存在体积力的情况)，上述简写符号和常用的三维应力—应变张量符号的对照列于表1—1。 按表1—l，用简写符号表示的应变定义为： 表1—1 应力——应变的张量符号与简写符号的对照 注：γij（i≠j）代表工程剪应变，而εij（i≠j）代表张量剪应变 （1—2）
其中u，v，w是在x，y，z方向的位移。 在方程(1—2)中，刚度矩阵C ij有30个常数．但是当考虑应变能时可以证明弹性材料的实际独立常数是少于36个的．存在有弹性位能或应变能密度函数的弹性材料当应力σi作用于应变dεj时，单位体积的功的增量为： （1—3） 由应力—应变关系式(1—1)，功的增量为： （1—4） 沿整个应变积分，单位体积的功为： （1—5） 虎克定律关系式(1—1)可由方程(1—5)导出： （1—6） 于是 （1—7） 同样 （1—8） 因W的微分与次序无，所以： （1—9） 这样刚度矩阵是对称的且只有21个常数是独立的。 用同样的方法我们可以证明： （1—10）
其中S ij是柔度矩阵，可由反演应力—变关系式来确定应变应力关系式为 （1—11） 同理 （1—12）即柔度矩阵是对称的，也只有21个独立常数．刚度和柔度分量可认为是弹性常数。 在线性弹性范围内，应力—应变关系的一般表达式为： （1—13）实际上，关系式(1—13)是表征各向异性材料的，因为材料性能没有对称平面．这种各向异性材料的别名是全不对称材料．比各向异性材料有更多的性能对称性的材料将在下面几段中叙述．各种材料性能对称的应力—应变关系式的证明由蔡（Tais）等给出。 如果材料有一个性能对称平面应力—应变关系式可简化为 （1—14）
第一章单向静拉伸力学性能 1、 解释下列名词。 2. 滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落 后于应力的现象。 3?循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。 4?包申格效应： 金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规 定残余伸长应力降低的 现象。 11. 韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆 性断裂，这种现象称 为韧脆转变 2、 说明下列力学性能指标的意义。 答：E 弹性模量G 切变模量 r 规定残余伸长应力 0.2屈服强度 gt 金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应 变硬化指数 【P15】 3、 金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标？ 答：主要决定于原子本性和晶格类型。合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小，但 是不改变金属原子的本性和晶格类型。组织虽然改变了，原子的本性和晶格类型未发生改变，故弹性模量对组织不敏 感。【P4】 4、 现有4 5、40Cr 、35 CrMo 钢和灰铸铁几种材料，你选择哪种材料作为机床起身，为什么？ 选灰铸铁，因为其含碳量搞，有良好的吸震减震作用，并且机床床身一般结构简单，对精度要求不高，使用灰铸铁可 降低成本，提高生产效率。 5、 试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险？ 【P21】 答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程 中不断地消耗能量；而脆性断裂是突然发生的断裂， 断裂前基本上不发生塑性变形， 没有明显征兆，因而危害性很大。 6、 何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些？ 答：宏观断口呈杯锥形，由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成，即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形 态、大小和相对位置，因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。 7、 板材宏观脆性断口的主要特征是什么？如何寻找断裂源？ 断口平齐而光亮，常呈放射状或结晶状，板状矩形拉伸试样断口中的人字纹花样的放射方向也 与裂纹扩展方向平行，其尖端指向裂纹源。 第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 一、解释下列名词： (1 )应力状态软性系数—— 材料或工件所承受的最大切应力T max 和最大正应力(T max 比值，即： (3)缺口敏感度一一缺口试样的抗拉强度 T bn 的与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度 T b 的比值，称为缺口敏感度，即:【P47 P55】 max 1 3 max 2 1 0.5 2 3 【新书P39旧书P46】