材料力学本科

基于OBE理念职业本科“材料力学”课程教学改革作者：田宁来源：《科技风》2024年第12期摘要：本文以职业本科“材料力学”课程为载体，结合发展中遇到的问题，探索职业本科课程如何在OBE理念的指导下进行教学设计，并将OBE理念贯穿于教学设计的各个环节。

对职业本科发展进行了改革与探索，并确定课程目标、改革陈旧的教学模式、改进课程的教学方法和对课程教学评价进行多元化设计。

上述改进可以明显改善学生学习的积极性并提升学生职业能力和操作技能，这为OBE理念在职业本科教学改革中应用提供良好的借鉴。

关键词：职业本科；材料力学；OBE理念在经济转型和产业结构调整的大背景下，我国制造业高端技术人才需求缺口量巨大，仅依靠应用型本科及部分高职院校培养高端技术人才远远达不到社会发展的需求，这不利于社会转型升级发展［1］。

在此背景下，我國十分重视职业本科教育的发展，力争建设一批高水平职业本科院校和专业［2］。

因此，可以看出职业本科院校是我国高等教育的重要一环，可以完善我国现代职业教育体系，其使命是培养适合经济转型和产业结构调整的高层次技术人才。

我国职业本科试点是由2019年６月开始，到目前为止只有4年时间［3］。

虽然我国对职业本科人才的培养进行了积极的探索，但相关经验积累较少，在意识、制度、方法、社会氛围等多个维度与国外发达国家具有较大的差距［4］。

“材料力学”课程在课程体系起着承上启下的作用，是大多数工科专业的必需课程，但该课程在大多职业本科院校中存在教学目标不清晰、教学方式单一、教学评价形式化等诸多问题，加上这门课程本身概念抽象、内容繁杂、公式复杂，造成学生学习困难，不能很好地完成教学目标［56］。

OBE（OutcomebasedEducation）又称学习成果导向教育理念，是由美国教育家（SpadyW.G）于20世纪80年代提出，随后该理论被欧美等国家重视，并在普通教育中应用，经过不断发展，OBE形成了比较完整的理论基础，其成果导向教育理念受到各国学者的重视和推崇，并且逐渐成为教育改革领域的主流理念［78］。

河北专接本材料力学
河北省高等院校专接本力学课程是力学领域中的基础课程之一，主要包括静力学、动力学、材料力学等内容。

其中，材料力学是力学的重要分支，涉及金属、塑料、橡胶、陶瓷等材料的力学性质和变形规律等方面，具有广泛的应用价值。

材料力学课程主要包括以下内容：
1. 弹性力学
弹性力学是材料力学中重要的分支，研究材料在受到外力作用后的变形和应力分布规律等方面。

对于材料的强度和稳定性等性质有着重要的影响。

在实际工程中，弹性力学的应用非常广泛，如建筑结构的设计、航空航天器的结构设计等。

2. 塑性力学
塑性力学是研究材料在超过其弹性极限后发生的塑性变形和应力分布规律的力学分支。

塑性变形是材料加工和成形的基础，对于材料加工、机械制造、建筑结构等领域具有重要的意义。

3. 破坏力学
破坏力学是研究材料受力后失效的力学分支。

在实际工程中，为了保证材料的安全性和可靠性，需要对其进行破坏力学分析，以预测
材料在受到外力作用后的破坏情况和寿命等。

4. 复合材料力学
复合材料力学是研究由两种或两种以上材料组成的复合材料的力学性质和变形规律等方面的力学分支。

复合材料具有重量轻、强度高等优点，在航空航天、汽车、建筑等领域有着广泛的应用。

5. 金属材料力学
金属材料力学是研究金属材料的力学性质和变形规律等方面的力学分支。

金属材料是工程领域中最常用的材料之一，了解金属材料的力学性质对于工程设计和制造具有重要的意义。

材料力学作为力学领域的重要分支，具有广泛的应用价值。

通过学习材料力学课程，可以有效提高工程师和科研人员对材料的认识和理解，为实际工程应用提供有力支持。

重庆大学材料力学课程试题（A 卷）一、作简支梁的内力图。

（20 分）题 1 图解：1. 计算支座反力.将梁上的载荷向梁的中点简化，简化结果为一集中力偶：m = 32KN ⋅m （逆时针）支座反力：RA 2. 作内力图=32=4KN（↑），R8 B=32= 4KN （↓）8根据支座反力及载荷作剪力图及弯矩图。

Q (KN)M (KN•m)二、简支梁AB 和悬臂梁DH 用直杆CH 相联。

C 点和H 点均为铰接，H 点承受垂直载荷P 的作用。

已知梁AB 和DH 的抗弯刚度为EI，杆CH 的抗拉刚度为EA，试求杆CH 的轴力及点H 的垂直位移。

（20 分）1 3解：1. 静不定次数确定 题 2 图m = 3, n = 2, r = 6结构的自由度 2. 分析计算D = 3m - 2n - r = 3⨯ 3 - 2 ⨯ 2 - 6 = -1 1 次静不定结构 去掉二力杆 CH ，即可得到基本结构，设 CH 杆轴向拉力为 N ，梁的挠度δ C 、 δ H 以向下为正，则变形集合条件为： δ H - δ C = ⊗l CH （1）δ= (P - N )a 3 H 3EI = N (2a )3 C 48EI ， ⊗l C H =NaEA代入式(1)，得：(P - N )a 3 -N (2a )3= Na3EI 由此式解出： 48EI N =EA2Pa 2 A3(2I + a 2 A )代入δ H ，即得 H 点的垂直位移为：δ =Pa 3 6I + a 2 AH 9EI ( 2I + a 2A )三、 直径为 20mm 的圆截面平面折杆ADBC 在C 点受竖向力P 的作用，∠ABC =90 度，杆的弹性模量E=200Gpa ，泊松比μ=0.3，现由实验测得D 点截面处的顶部表面的主应变ε =508×10-6， ε =-288×10-6，试确定外力P 及BC 段的长度a 的大小。

已知l =314mm 。

《材料力学》专升本考试大纲一、考试基本要求较为全面地掌握《材料力学》基本原理和相关知识，对材料力学的基本概念和基本分析方法有正确的认识，具有将杆件、零构件简化为力学简图的初步能力；能分析杆件的内力，并作出相应的内力图；能分析杆件的应力、变形，进行强度和刚度计算；掌握简单超静定问题的求解方法；对应力状态理论和强度理论有明确认识，并能进行组合变形下杆件的强度计算；能分析简单压杆的临界荷载，进行稳定性校核等计算；对常用材料的基本力学性质有初步认识。

二、考试内容和考试要求（一）绪论1、料力材学的基本假设和有关概念要点：（1）材料力学的基本假设o （2）杆件的几何特征。

（3）杆件变形的概念和基本形式。

（二）轴向拉伸和压缩1、轴向拉伸和压缩的概念要点：（1）轴向拉伸与压缩的概念。

2、内力•截面法•轴力及轴力图要点：（1）用截面法计算拉压杆内力。

（2）绘制拉压杆轴力图。

3、应力•拉（压）杆内的应力要点：（1）横截面上的应力计算。

（2）斜截面上的应力计算。

4、拉（压）杆的变形•胡克定律要点：（1）拉（压）杆的变形计算。

（2）虎克定律。

5、拉（压）杆内的应变能要点：（1）拉（压）杆的应变能计算。

6、材料在拉伸和压缩时的力学性能要点:（1）材料在轴向拉压时的力学性质。

7、强度条件•安全因数•许用应力要点：（1）强度条件。

（2）截面设计。

8、应力集中的概念要点：（1）应力集中。

（三）扭转1、薄壁圆筒的扭转要点：（1）扭矩o （2）剪切胡克定律。

2、传动轴的外力偶矩•扭矩及扭矩图要点：（1）传动轴的外力偶矩。

（2）扭矩及扭矩图。

3、等直圆杆扭转时的应力•强度条件要点：（1）横截面上的应力。

（2）斜截面上的应力。

（3）强度条件。

4、等直圆杆扭转时的变形•刚度条件要点：（1）扭转时的变形。

（2）刚度条件5、等直圆杆扭转时的应变能要点：（1）等直圆杆扭转时的应变能。

6、等直非圆杆自由扭转时的应力和变形要点：（1）等直非圆杆自由扭转时的应力o （2）等直非圆杆自由扭转时的变形。

Science &Technology Vision 科技视界0引言,,、,,,、,。

,,。

:、、。

,,、,、、“”。

1一流本科课程建设课程教学改革1.1课程建设待重点解决的问题,,、、。

,、、,。

:,,,,,“”,“”,“?”,,。

,,、、。

“”“”,,,[1]。

1.2课程的资源建设。

:、、、、、、。

,,。

,,。

,。

1.3线上线下混合式教学方法的优化,1。

,,,。

,,,,,。

,,,,、。

1.4课程教学内容及组织实施、,,,1。

“”,,、※基金项目:辽宁科技大学一流本科课程建设项目(校教学建设发【2020】17号-93)。

作者简介:赵传尊，讲师，硕士，研究方向为机械工程。

材料力学混合式一流本科课程建设探索与实践赵传尊1焦安源1张景航1闫子晗2(1.辽宁科技大学应用技术学院,辽宁鞍山114051;2.鞍钢集团工程技术有限公司工程管理部,辽宁鞍山114021)【摘要】材料力学课程是应用型机械类本科及相关专业重要的专业基础课之一。

文章从线上线下混合式教学改革与实践出发,详细论述了材料力学一流本科课程建设过程中,课程与教学改革要解决的重点问题,明确课程建设目标,优化教学方法,引入教学质量检测反馈机制,建立课程思政教学体系,创新课程教学模式,注重课程评价及改革成效,建设适应新时代要求并面向应用型人才的一流本科课程。

【关键词】一流本科课程;材料力学;课程思政;混合式教学中图分类号:O341;G642文献标识码:ADOI:10.19694/ki.issn2095-2457.2022.01.3191. All Rights Reserved.Science &Technology Vision科技视界。

:,,,,,;:、,。

、、、。

,。

:。

,,,。

,,[2]。

图1双线课程教学模式1.5课程成绩评定,,40%60%。

(+)10%,(+++)20%,(+)10%。

、,。

、、、,。

,、、,。

,,。

2课程特色与创新(1),。

专业核心课程简介之十一课程中心湖南大学一、课程名称：材料科学导论课程编号：MAT1001学时：48学分：3课程性质：专业核心课程课程简介：材料科学导论是湖南大学材料科学与工程学院为本科生开设的一门专业核心课程。

该课程旨在为学生提供材料科学的基本概念、基本原理和基本方法，帮助学生了解材料科学的现状和发展趋势，培养学生的材料科学思维和创新意识。

课程内容：1. 材料科学的定义、发展历史和现状2. 材料科学的分类和特性3. 材料的基本结构、性能和加工方法4. 材料科学与工程的关系5. 材料科学的研究方法和技术6. 材料科学的应用和发展趋势教学方法：1. 讲授法：通过教师的讲解，使学生了解材料科学的基本概念、基本原理和基本方法。

2. 讨论法：通过课堂讨论，培养学生的材料科学思维和创新意识。

3. 实验法：通过实验，使学生掌握材料科学的实验方法和技能。

4. 案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解材料科学的应用和发展趋势。

考核方式：1. 平时成绩：占30%，包括课堂表现、作业完成情况等。

2. 期末考试：占70%，包括笔试和实验操作两部分。

课程目标：1. 掌握材料科学的基本概念、基本原理和基本方法。

2. 了解材料科学的现状和发展趋势。

3. 培养学生的材料科学思维和创新意识。

4. 提高学生的实验技能和综合素质。

5. 为后续专业课程的学习打下坚实的基础。

二、课程名称：材料力学课程编号：MAT1002学时：48学分：3课程性质：专业核心课程课程简介：材料力学是湖南大学材料科学与工程学院为本科生开设的一门专业核心课程。

该课程旨在帮助学生理解材料在外力作用下的力学行为，掌握材料力学的基本原理和分析方法，提高学生的工程实践能力。

课程内容：1. 材料力学的基本概念和基本原理2. 材料力学的基本分析方法3. 材料力学的实验技术和实验方法4. 材料力学在工程中的应用5. 材料力学的最新研究进展教学方法：1. 讲授法：通过教师的讲解，使学生理解材料力学的基本概念和基本原理。

材料力学(本科)教学大纲课程编号：课程类型：专业基础课课程教学：讲授适用专业：土木工程及相关专业授课总学时：90学时（5学分）一、课程的性质、作用和任务材料力学是一门技术基础课。

通过本门课程的学习，要求学生对杆件的受力分析、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，初步的力学建模及对简化模型近似性评估的能力，一定的定性与定量分析能力和初步的实验能力。

它的任务是在保证构件既安全适用又经济的前提下，为构件选择合适的材料，确定合理的的截面形状和尺寸，提供必要的计算方法和实验技术。

它为学生学习结构力学、弹性力学等后继课程奠定基础，把它应用于工程，即可对杆类构件或零件进行强度、刚度和稳定性设计。

二、课程内容、基本要求及学时分配（总学时90）第一部分绪论讲授2 学时。

1、基本内容材料力学的任务，变形固体的概念及其基本假设，外力，截面法，内力和应变的概念，位移和应变的概念，杆件变形的基本形式。

2、基本要求1）理解外力、内力、应变等基本概念。

2）熟练掌握杆件变形的基本形式。

3、重点力的基本概念及杆件变形的几种基本形式。

第二部分拉伸和压缩讲授6 学时，习题课2 学时，试验2学时，共10学时。

1、基本内容轴向拉、压概念，轴向拉压时横截面上的内力和应力，斜截面上的应力；许用应力及强度条件；轴向拉、压时的变形；2、基本要求1）了解许用应力及强度条件的概念。

2）掌握轴向拉压时横截面上的内力和应力，斜截面上的应力；虎克定律的应用条件。

3）掌握低碳钢的拉伸试验及其试验特点。

4）熟练掌握应力集中，安全系数等基本概念。

3、重点轴向拉压时横截面上的内力和应力，斜截面上的应力。

第三部分剪切讲授2学时。

1、基本内容剪切的概念，纯剪切，剪应力互等定理，剪切虎克定律，剪切弹性模量。

2、基本要求1）了解剪切的概念。

2）掌握纯剪切状态的受力特性，剪应力互等定理。

4）理解胡克定律的应用条件及适用范围。

3、重点纯剪切状态的受力特性，剪应力互等定理。

材料力学实验》课程心得
《材料力学实验》是本科生必修课之一，通过阅读和讲授介绍材料力学基本理论和应用，实验验证理论，学习实验方法和实践技能，从而掌握材料在极端环境下的性能，为材料的设计与分析提供指导和参考。

在本次实验中，教师主要介绍了有关材料力学的一些基本知识，比如应力和应变，抗拉强度，抗压强度以及材料的弹性模量等，并通过实验证明这些知识。

同时，他还指导学生完成了两个实验：拉伸实验以及压缩实验，用以实验测量材料的抗拉强度和抗压强度，有助于我们更准确地了解材料在不同外部应力作用下的变形幅度和抗变形能力等性能。

另外，教师还指导学生完成了一个实验——标准弯曲实验，即在一定的载荷作用下测量横向支撑板的变形和应力情况，以及流变实验，即对物体施加一致方向的力，剖析材料塑性变形和拉伸实验应力—应变曲线等，从而获悉材料在不同外部环境下的性能。

本次实验让我们能够更深入地理解材料力学的基本原理，掌握实验的具体方法，加深对材料特性的理解，对今后的材料力学研究和实践工作有一定的帮助。

材料力学习题(7)第十二章哈工业大材料力学本科生试卷和课后题目材料力学习题第12章12-1 一桅杆起重机，起重杆AB的横截面积如图所示。

钢丝绳的横截面面积为10mm2。

起重杆与钢丝的许用力均为[?]?120MPa，试校核二者的强度。

习题2-1图习题12-2图12-2 重物F=130kN悬挂在由两根圆杆组成的吊架上。

AC是钢杆，直径d1=30mm，许用应力[?]st=160MPa。

BC是铝杆，直径d2= 40mm, 许用应力[?]al= 60MPa。

已知ABC为正三角形，试校核吊架的强度。

12-3 图示结构中，钢索BC由一组直径d =2mm的钢丝组成。

若钢丝的许用应力[?]=160MPa,横梁AC单位长度上受均匀分布载荷q =30kN/m作用，试求所需钢丝的根数n。

若将AC改用由两根等边角钢形成的组合杆，角钢的许用应力为[?] =160MPa，试选定所需角钢的型号。

12-4 图示结构中AC为钢杆，横截面面积A1=2cm2；BC杆为铜杆，横截面面积A2=3cm2。

[?]st = 160MPa，[?]cop = 100MPa，试求许用载荷[F]。

习题12-3图习题12-4图12-5 图示结构，杆AB为5号槽钢，许用应力[?] = 160MPa，杆BC为hb= 2的矩形截面木杆，其截面尺寸为b = 5cm, h = 10cm,许用应力[?] = 8MPa，承受载荷F = 128kN，试求：（1）校核结构强度；（2）若要求两杆的应力同时达到各自的许用应力，两杆的截面应取多大？习题12-5图习题12-6图12-6 图示螺栓，拧紧时产生?l = 0.10mm的轴向变形，试求预紧力F，并校核螺栓强度。

已知d1=8mm, d2=6.8mm, d3=7mm, l1=6mm, l2=29mm, l3=8mm; E=210GPa,[?]=500MPa。

12-7 图示传动轴的转速为n=500r/min，主动轮1输入功率P1=368kW，从动轮2和3分别输出功率P2=147kW和P3=221kW。

专升本《材料力学》3.在图所示结构中，如果将作用于构件AC上的力偶m搬移到构件BC上，则（共75题，共150分）A、B、C三处反力的大小（）（2分）1.轴向拉伸（或压缩）杆件的应力公式A在什么条件下不适用？（）。

（2分）A. 杆件不是等截面直杆。

B. 杆件（或杆段）各横截面上的内力不仅有轴力，还有弯矩。

C. 杆件（或杆段）各横截面上的轴力不相同。

D. 作用于杆件的每一个外力，其作用线不全与杆件轴线相重合。

.标准答案：BA.都不变;B. A、B处反力不变，C处反力改变;C. 都改变；D. A、B处反力改变，C处反力不变。

.标准答案：C4.选择拉伸曲线中三个强度指标的正确名称为2.梁AB因强度不足，用与其材料相同、截面相同的短梁CD加固，如图所示。

梁AB在D处受到的支座反力为（）。

"：邑（2分）A. 5P / 4B. PC. 3P / 4D. P / 2.标准答案：D（2分）A. ①强度极限，②弹性极限，③屈服极限B. ①屈服极限，②强度极限，③比例极限C. ①屈服极限，②比例极限，③强度极限D.①强度极限，②屈服极限，③比例极限.标准答案：D5.两根钢制拉杆受力如图，若杆长 L 2 = 2L 1,横截面面积A 2 = 2A I ,则两杆討］r 1— / 丨 FX\_2P1丄2的伸长4L和纵向线应变&之间的关系应为()(2 分)A. AL 2 = AL 1， £2=3B. A_2 =2 AL 1， 2 =UC. AL 2 =2 AL 1， 2 =2 SID. A L 2 =AL1/2，2=2 日/2 .标准答案：B8.梁的剪力图和弯矩图如图所示，则梁上的荷载为()6.图所示受扭圆轴，正确的扭矩图为图 分) A. .标准答案：C B. AB 段有集中力, C. AB 段有均布力, D. AB 段有均布力, .标准答案：DBC 段有均布力 B 截面有集中力偶 A 截面有集中力偶 ()A.5P/4B.PC.3P/4D.P/2.标准答案：B(2I~处 -------7.梁在集中力作用的截面处，它的内力图为()。