XXXX 教 案
2013- 2014学年 第2学期
课程名称 材料力学性能
授课专业班级 材料科学与工程2011级
授课教师
职称
教学单位
教研室 材 料 科 学
学 期 授 课 计 划
课程类别 专业核心 总学分 3 总学时 48
本学期学时 教学
周次 周
学时 学 时 分 配
48 16 4/2 讲授 实验 上机 练习 讨论 考查 其他（习题）
48 6
教学
目的
和
基本
要求 本课程是高等学校本科材料科学与工程类专业的一门重要的专业课程。
设置本课程的目的和教学目标是：通过学习材料力学性能使学生能够从各种机械零件或构件最常见的服役条件和失效现象出发，了解时效现象的微观机制，提出衡量材料时效抗力的力学性能指标；掌握各种指标的物理概念、实用意义和测试方法；明确它们之间的相互关系；分析各种因素对力学性能指标的影响，为机械设计与制造过程中正确选择和合理使用材料提供依据，为研制新材料、改进冷热加工新工艺，充分发挥材料性能潜力指明方向，并为机械零件和构件的时效分析提供一定基础。
教学
重点
和
难点 重点：单向静拉伸力学性能；冲击载荷下的力学性能；应力腐蚀和氢脆。
难点：单向静拉伸力学性能；金属的断裂韧度；复合材料的力学性能。
选用
教材
束德林 主编《工程材料力学性能 》，机械工业出版社 2003 主要
参考
资料 郑修麟 主编《材料的力学性能，西北工大版，2001
冯 端 主编 《金属物理学》（第三卷，科学出版社1999
匡震邦 主编《材料的力学行为》，高等教育出版社1998
张清纯 主编《陶瓷的力学性能》，科学出版社1997
吴人洁 主编《复合材料》，天津大学出版社 2000
备注
单 元 教 案
授课主题（或章节） 第一章 金属在单向静拉伸载荷下的力学性能 学时 10
1 材 料 力 学 性 能
绪 言
§0.1 材料的性能与材料的力学性能
一、材料的种类
类型分：金属材料；非金属材料；复合材料。
用途分：结构材料；功能材料。
二、材料的性能
物理性能：ρ、Tm、Tb、Cp、磁导率，等；
化学性能：可燃性、反应性、抗氧化性，等；
力学性能：σ、δ、HB、KIC，等；
工艺性能：热加工、冷加工性能，储存、运输性能，等；
生物性能：生物反应性、生物相容性等。
三、材料的力学性能
1、定义
材料在外加载荷作用下，或载荷、加载速率和环境因素等的联合作用下表现出的行为，称为材料的力学行为。
材料的力学性能指：材料在力的作用下，所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及应力应变关系的性能。
三、材料的力学性能
2、力学性能的指标
强度σ、硬度HB、塑性δ、韧性ak、断裂韧性KIC 等。
3、影响材料力学性能的主要因素
内因：晶体学特性；化学成分、显微组织、内部缺陷；残余应力 等。
外因：温度 、周围介质；加载方式、加载速率等。
不同外因（即服役工况）时，材料的力学性能的数值将发生改变。
§0.2 本课的内容与要点
1、材料的弹性、塑性、屈服与硬化、断裂、硬度、疲劳、蠕变 等性能；
2、各项力学性能指标的本质、物理含义、微观机理（结构与状态）；
3、影响材料力学性能的主要因素，及提高性能所采取的措施；
4、材料力学性能的测试技术。
§0.3 学习本课的目的
（图片）
1、掌握材料力学性能及其变化规律；
2、了解材料力学性能的微观机理；
3、能正确地选用材料；
4、具有研究开发新型结构材料的能力。
§0.4 位错理论的回顾
一、位错理论的基本概念
1、晶体中的缺陷：点、线、面、体缺陷.
2、位错的定义： 晶体内已滑移部分与未滑移部分在滑移面上的交界线，称为位错线。
1 1 钢筋和混凝土材料的力学性能
一、选择题
1.《规范》所列混凝土材料的的各种力学指标中最接近于混凝土实际构件受压特性的指标是（ ）
A.立方体抗压强度标准值 B.立方体抗压强度设计值
C.轴心抗压强度标准值 D.轴心抗压强度设计值
2.混凝土在持续不变的压力长期作用下，随时间延续而增长的变形称为（ ）
A.应力松弛 B.收缩变形 C.干缩 D.徐变
3.混凝土的弹性模量Ec常用反复加载的方法确定，反复加载的最大荷载常取混凝土试件极限荷载的（ ）
A.30% B.50% C.75% D.95%
4.钢筋混凝土常用的钢筋属于（ ）
A.明显屈服点和流幅的热轧钢筋 B.无明显屈服点和流幅的热轧钢筋
C.消除残余应力的钢筋 D.提高了屈服点的冷加工钢筋
5.混凝土处于三向应力作用下，当（ ）
A.横向受拉，纵向受压，可提高抗压强度
B.横向受拉，纵向受拉，可提高抗压强度
C.三向受压会降低抗压强度
D.三向受压会提高抗压强度
6.高碳钢筋采用条件屈服强度，以0.2表示，即：（ ）
A.取极限强度的20% B.取应变的0.002时的应力
C.取应变为0.2时的应力 D.取残余应变为0.002时的应力
7.如图，在P为给定值荷载长期作用下，（ ）
A.由于混凝土的徐变，1-1截面钢筋产生压应力的增量 2 B.当配筋率一定时，徐变系数越大，经徐变后2-2截面混凝土的压力应力就越大
C.当徐变系数一定时，配筋率越小，经徐变后1-1截面的钢筋拉应力就越小
D.经徐变后，突然撒去P，2-2截面混凝土中将产生拉应力
8.钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求不包括（ ）
A.强度 B.塑性 C.与混凝土的粘结力 D.耐久性
弹性力学的材料力学性能教案
弹性力学的材料力学性能教案
一、教学目标
1. 理解材料力学性能的基本概念和原理，包括弹性阶段、塑性阶段和脆性阶段。
2. 掌握弹性阶段的力学性能，包括比例极限、弹性极限、弹性模量、剪切弹性模量和泊松比。
3. 掌握塑性材料的力学性能，包括低碳钢、合金钢、纯铜与加工铜、纯铝与变形铝合金等。
4. 了解脆性材料的力学性能，包括铸铁、铸铜、铸铝、陶瓷、混凝土和石材等。
二、教学内容
1. 材料力学的简介和基本假设
2. 材料在力作用下的力学性能
3. 材料的塑性和脆性
4. 材料的弹性阶段和塑性阶段的主要区别
5. 弹性力学的三大基本定律和应力和应变的数学关系
6. 材料的强度、塑性和硬度的概念及物理意义
7. 材料的疲劳强度和抗冲击性能的概念及影响因素
8. 工程中常用的塑性材料和脆性材料及其应用
三、教学方法
1. 课堂讲解：对材料力学的相关概念和原理进行详细讲解，让学生明确材料力学的重要性和应用价值。
2. 案例分析：通过分析实际工程中的案例，让学生了解材料力学性能在实际工程中的应用和重要性。
3. 实验演示：通过实验演示，让学生直观了解材料的力学性能，加深对材料力学的理解。
4. 学生实践：让学生自主进行材料力学性能的实验操作，提高其动手能力和实践能力。
5. 小组讨论：通过小组讨论的方式，鼓励学生互相交流，提高其团队协作能力和沟通能力。
四、教学评估
1. 课堂表现：观察学生在课堂上的表现，包括听讲、笔记、互动等方面。
2. 作业评估：布置相关作业，让学生对所学内容进行巩固和提高。 3. 期末考试：通过期末考试检查学生对本课程的学习成果。
4. 学生反馈：定期收集学生对本课程的反馈意见，以便不断改进教学方法和提高教学质量。
