当前位置：文档之家 › 哈工大材料力学I课程教学大纲

哈工大材料力学I课程教学大纲

  • 格式：doc
  • 大小：86.00 KB
  • 文档页数：12

如有你有帮助，请购买下载，谢谢！
1页
《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。
如有你有帮助，请购买下载，谢谢！
2页
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
力计算；关于压杆稳定性的进一步讨论；中心加载压杆稳定性设计。
如有你有帮助，请购买下载，谢谢！
3页
三、课程负责人示范性教学设计
1．教学内容设计与学时安排
序号 学时 讲授
方式
讲授内容

1 2 讲课 第一章 绪论
• 构件强度、刚度、稳定性
• 连续与非连续；均匀与非均匀；各向同性与各向异性
• 静载荷与动载荷；体积力与表面力；分布力与集中力
• 弹性变形与塑性变形；大变形与小变形；变形与位移
2 2 讲课 第二章 应力状态分析

• 内力、应力概念，正应力与切应力
• 单元体，一点应力状态表示，切应力互等定理
• 三向、二向、单向、纯剪切应力状态
3 2 讲课 习题 • 二向应力状态分析 --解析法

• 任意斜截面的应力，主应力、主方向，主切应力、主剪切面
4 2 讲课 • 二向应力状态分析 --应力圆

• 三向应力状态，任意斜面应力，应力特征方程，应力不变量
• 内部微体平衡 平衡微分方程
• 边界微体平衡 应力边界条件
5 2 讲课 第三章 应变状态分析

• 应变概念，线应变与切应变
• 位移与应变关系，几何方程
• 应变协调条件，相容方程
6 2 讲课 习题 • 平面应变状态分析 --解析法

• 主应变及应变主方向；最大切应变及方向；应变圆
7 2 讲课 第四章 材料力学性质 应力应变关系

合集下载

材料力学教学大纲

材料力学教学大纲

材料力学教学大纲一、基本信息课程名称：材料力学英文名称：Mechanics of Materials课程编号：0111课程类别：专业基础课课程性质：必修课学时/学分：64学时/4学分适用专业：土木工程机械先修课程：高等数学、工程制图、大学物理、物理实验、理论力学等二、课程目标《材料力学》为土木工程专业和机械专业一门重要的专业基础课，该课程系统地介绍杆件类构件设计的基本理论与基本方法。

教学过程中通过对材料力学原理在工程结构安全设计中的应用进行展示，融入课程思政要素，提高学生学习兴趣，使学生了解材料力学与社会发展关系，掌握将实际工程构件抽象为力学模型的方法，掌握变形固体关于内力、应力、变形的基本概念，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方法，理解动载荷的分析原理，掌握简单动载荷问题的求解方法，能有效运用材料力学理论知识对杆件结构进行简单的分析计算和设计，对工程中的复杂力学问题进行分析研究，并获得合理有效的结论。

课程目标是通过本课程的学习，使学生掌握材料力学的基本理论及计算方法，为在校继续学习专业课，以及毕业后在土木工程学科领域继续学习、从事结构计算、科学研究等提供坚实的基础。

课程目标及能力要求具体如下：课程目标1.了解构件正常工作的要求和材料的力学性能，掌握四种基本变形时杆件的应力与强度计算、变形与刚度计算，以及压杆的稳定性计算的原理和方法，具有建立工程构件力学模型的初步能力，并能够根据具体问题选择合理的计算方法。

课程目标2.掌握应力应变分析与强度理论，以及叠加原理进行组合变形时杆件的承载力计算与设计，能用叠加法、能量法求解简单的超静定结构，能够识别土木工程专业复杂工程问题的本质特征。

课程目标3.理解动载荷问题的分析原理，掌握简单动载荷问题的求解方法，能够分析土木工程专业复杂工程问题的关键因素，能进行相关研究。

课程目标与毕业要求关系如表1所示。

【哈工大 材料力学 精品讲义】2.(第2章-材料力学性质)

【哈工大 材料力学 精品讲义】2.(第2章-材料力学性质)

低碳钢拉伸曲线分成四个阶段,有5个特征点
§2.2 材料在拉伸、压缩时的力学行为
2.2.1 低碳钢的拉伸试验
• 第一阶段——弹性变形阶段 （曲线ob段 ）
b 点对应的应力称材料的弹性极限，用 e 表示表示
§2.2 材料在拉伸、压缩时的力学行为
2.2.1 低碳钢的拉伸试验
• 第一阶段——弹性变形阶段 （曲线ob段 ）
§2.2 材料在拉伸、压缩时的力学行为
2.2.1 低碳钢的拉伸试验
• 第一阶段——弹性变形阶段 （曲线ob段 ）
ab为微弯曲线 ——应力-应变关系非线性 对于低碳钢，a、b两点十分接近， 在工程上对二者并不严格区分
§2.2 材料在拉伸、压缩时的力学行为
2.2.1 低碳钢的拉伸试验
• 第二阶段——屈服(流动)阶段 （曲线bc段） 从b点开始,变形进入弹塑性阶段:包含一部分弹性变形, 一部分塑性变形 (bc段的变形基本为塑性变形)
2.2.1 低碳钢的拉伸试验
• 第三阶段——强化阶段 （曲线ce段 ）
强化：过了屈服阶段，材料又恢复了抵抗变形的能力
曲线最高点——强度极限，用 b 表示。
§2.2 材料在拉伸、压缩时的力学行为
2.2.1 低碳钢的拉伸试验
• 第四阶段——颈缩破坏阶段 （曲线ef段 ）
颈缩现象：过了强化阶段，试件某一局部直径突然变小 颈缩处试件横截面面积急剧减小，试件所承受的载 荷也迅速降低，最后在颈缩处试件被拉断。
3.内力的求法（截面法） 用假设平面将构件截开从而揭示构件内力并确定内力的方法。
哈尔滨工业大学本科生课
§2.1 轴向拉伸与压缩
3
§2.1 轴向拉伸与压缩
2.1.1 工程实例
F
房屋的立柱
材料力学基础知识(哈工大机械学院课件最新)

材料力学基础知识(哈工大机械学院课件最新)


бa= Pcosa = бcos2a(横截面a=0°处，正应力最大)
m τa= Psina = бsin2a/2 （斜面a=45°，切应力最大б）a
时
间 动载： 快速加载（a≠0），或冲击加载
规格严格 功夫到家
3.3外力与内力
内力与截面法
内力：物体内部的相互作用力。由于载荷作用引起的内力称为附 加内力。简称内力。内力特点：引起变形，传递外力，与外力平 衡。 截面法：将杆件假想地切成两部分，以显示内力，称为截面法。
规格严格 功夫到家
3.3外力与内力
F
F
F
F
a
钢筋
b
规格严格 功夫到家
3.1材料力学的研究对象
塑形变形示例
荷载未作用时 F
荷载作用下
规格严格
荷载去除后
功夫到家
3.1材料力学的研究对象
Ⅱ. 具有足够的刚度——荷载作用下的弹性变形不超过工程 允许范围。构件在外载作用下，抵抗可恢复变形的能力。 例如机床主轴不应变形过大，否则影响加工精度。导轨、 丝杠等。
规格严格
1
B
2
F
1
2
FN1 FN2
2F
功夫到家
C F F
F x
4.2轴力与轴力图
• 以上分析表明，在AB与BC杆段内，轴力不同。为 了形象地表示轴力沿杆轴（即杆件轴线）的变化情 况，并确定最大轴力的大小及所在截面的位置，常 采用图线表示法。作图时，以平行于杆轴的坐标表 示横截面的位置，垂直于杆轴的另一坐标表示轴力， 于是，轴力沿杆轴的变化情况即可用图线表示。
用性能决定了材料的应用范围，使用安全可靠性和使用寿命。 材料力学的建立主要解决材料的力学性能，研究对象有 （1）强度 （2）刚度 （3）稳定性 研究的参数包括
材料力学教学大纲(54学时)新

材料力学教学大纲(54学时)新

《材料力学》教学大纲（开4个实验）Material Mechanics学时：54（不包含实验）学分：3层次：本科适用专业：机械设计、机电、汽车服务类等第一部分大纲说明一、课程性质、目的和培养目标《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，必要的定性与定量分析能力与初步的实验能力。

二、课程的基本要求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、具有将一般杆类零构件简化为力学简图的初步能力，具有力学建模的初步概念与能力；3、能比较熟练地做出杆件在基本变形下的内力图，计算其应力和位移，并进行强度和刚度计算；4、对应力状态理论和轻度理论有明确的认识，并能将其应用于组合变形下杆的强度计算；5、理解掌握简单超静定问题的求解方法；6、对压杆的稳定性概念有明确的认识，会计算轴向受压杆的临界载荷语临界应力，并进行稳定性校核等计算；7、对于常用材料在常温下的基本力学性能及其测试方法有初步认识；重点：（1）内力与外力的基本概念，内力的分析（2）正应力、切应力和线应变、切应变的概念（3）材料力学基本假设及其物理意义，小变形条件的含义（4）轴向拉压杆、受扭轴、受弯梁的内力、横截面上的应力、变形分析（5）材料的机械性能及相关实验分析（6）超静定问题的认识，简单超静定问题的求解（7）剪切与挤压的认识（8）平面弯曲的概念（9）弯曲中心的概念（10）弯曲变形和位移，挠曲线的近似微分方程，边界条件、连续条件，叠加法。

难点：（1）正应力、切应力和线应变、切应变的概念（2）轴向拉压杆、受扭轴、受弯梁的内力、横截面上的应力、变形分析（3）平面弯曲的概念（4）弯曲中心的概念。

三、本课程与相关课程的联系先修课程：《高等数学》、《理论力学》四、学时分配五、教材与参考书建议使用教材：单辉祖主编《材料力学》，高等教育出版社，2006年主要参考书：1、孙训芳等主编《材料力学》第五版，高等教育出版社，2009年2、刘鸿文等主编《材料力学》第四版，高等教育出版社，2007年六、教学方法与手段建议采用启发,举例等课堂授课方法,利用现有的软件进行部分章节的多媒体教学实验（上机）内容和基本要求：1、低碳钢与铸铁两种材料的拉伸与压缩破坏试验。