《材料力学性能》 课程教学大纲-r

材料力学性能试验教学工作大纲1、总体说明按照北京科技大学2010版教学计划，材料科学与工程专业第7学期专业必修课程《材料力学性能》中设置有8学时的实验课，试验内容包括低碳钢拉伸试验、系列冲击试验、断裂韧性试验3项试验内容。

根据课程教学工作的实践，特别是自2009年以来对于试验教学工作的改革与实践所积累的经验，对该课程的试验教学工作做出如下安排。

教学工作的目标中，不仅着眼于有关材料力学性能极其规律性是试验验证，同时花费相当大的精力来开展试验工作的全面训练，旨在提高学生独立开展试验工作的能力。

2、试验教学工作总体流程包含3项试验内容的试验教学工作流程如下表所给。

3、要点说明本课程试验教学工作的设计与安排中，有如下一些要点说明如下：第一，试验教学取消了试验讲义，代之以教师提供的3个试验的提纲以及相应的国家标准文件两项基本资料。

要求学生根据试验提纲的要求，依据相应的国家标准文件进行试验准备、完成试验测试，并且进行试验数据处理和分析。

第二，教师提供的试验提纲，包含着如下内容：试验名称，试验目的，试验材料，试验(及准备)内容及要求，试验数据处理要求，试验分析讨论要求。

第三，教师提供的其他相关资料包括实验室的测试设备、仪器、工具等基本情况。

以便学生了解试验条件、并对实验设备等的适用性进行评估。

第四，将学院实验中心开发的虚拟实验的教学资源列为重要参考资料之一，帮助学生做好试验预习工作，特别是直观了解试验设备及各试验的基本流程。

第五，强调学生比较全面了解试验准备阶段的各项工作。

首个试验中设置了学生查阅资料并编写预习报告的环节，教师评阅预习报告并要针对问题讲评、并对试验准备工作要点进行总结。

后面的两个试验，尽管省略了试验预习的书面报告，也仍然要求学生阅读国标文献来进行试验准备。

第六，本试验教学工作中，教师要对于学生的报告进行详细的评阅，以帮助学生发现问题。

同时，通过三次报告讲评与总结，帮助学生解决问题、找出问题的根源；同时将试验工作各阶段的要点进行归纳总结，提高学生对于试验工作的认识，帮助其学会对试验工作中的遇到的各种问题的正确处理方法，提高独立开展试验工作的能力。

一、二、三、四、五、六、七、材料力学性能大纲(详细版)八、 考试要求(1) 理解并掌握材料弹性变形、塑性变形与断裂等基本力学行为的宏观规律及微观本质，并进一步了解应力状态、试样几何因素以及环境因素对材料力学行为的影响；(2) 熟悉材料常用力学性能指标的意义、测试原理、影响因素及其应用范围，具有按照实际工作条件正确选择试验方法和指标进行材料测试、评价及选择材料的能力，并了解改善材料力学性能的基本方法和途径。

九、考试内容1. 材料基本力学性能试验:(1)掌握静载拉伸试验方法与拉伸性能指标的含义及测定，熟悉典型材料拉伸变形断裂行为与应力－应变曲线;曲线分为弹性变形-均匀塑性变形-颈缩-不均匀塑性变形-断裂几个阶段。

基本的力学状态参量包括应力和应变。

应力包括工程应力和真应力。

工程应力0F P =σ，真应力F P =σ，应变包括工程应变0l l ∆=δ，真应变00ln l l l dl ll ==⎰ε 力学状态参量的变化临界值为力学性能指标。

比例极限、弹性极限、屈服强度、抗拉强度和延伸率，断面收缩率。

比例极限：应力与应变成正比的最大应力；-曲线上开始偏离直线的点。

弹性极限：不产生塑性变形的最大应力。

屈服强度：开始塑性变形的最小应力。

抗拉强度：最大载荷对应的工程应力。

延伸率：00l l l k k -=δ 断面收缩率：00A A Ak -=ϕ处理物理意义，还应了解工程意义。

延伸率和断面收缩率反映了材料断裂前发生塑性变形的能力。

(2) 熟悉压缩、弯曲、扭转试验原理、特点及应用，了解应力状态对材料力学行为的影响; 应力状态软性系数)(2131max σστ-= 第三强度理论，最大切应力引起材料屈服；)(321max σσνσ+-=S 第二强度理论，最大相当正应力引起材料正向断裂。

应力状态软性系数意义在于此值大，则切应力分量大，产生塑性变形的可能性大。

精品文档仅供参考学习与交流(3)掌握布氏、洛氏、维氏硬度试验原理、特点及应用范围。

《材料力学》课程教学大纲课程名称：材料力学 Mechanics of Materials课程编码：学分：4.5学分总学时：72学时（含8学时实验教学）适用专业：水利水电、土木工程、农业水利先修课程：高等数学，大学物理，理论力学一、课程的性质、目的与任务材料力学是一门工科类专业重要的技术基础课程，是继理论力学后的又一门专业基础课。

本课程的任务是：将工程结构和机械中的简单构件简化为一维杆件，计算杆中的应力、变形并研究杆的稳定性，以保证结构能承受预定的载荷；选择适当的材料、截面形状和尺寸，以便设计出既安全又经济的结构构件和机械零件。

通过该课程的学习，学生能够掌握等直杆件的强度、刚度及轴心受压杆件的稳定性的计算等；能运用强度、刚度及稳定性条件对杆件进行校核、截面设计及载荷确定等简单计算工作；初步了解材料的机械性能及材料力学实验的基本知识和操作技能。

二、教学基本要求了解材料力学研究的基本任务，四种基本变形基本概念，受力特点以及外力、内力、应力及变形的相互关系；了解复杂应力状态、强度理论及组合变形的基本概念；了解动载荷及交变应力作用下材料变形特性。

理解材料四种基本变形特征及相互内在联系；理解复杂应力状态下材料强度理论与单向载荷下之间的区别；理解动荷载、交变应力与静载作用下材料变形内在关系。

掌握四种基本变形形式内力计算、内力图画法、应力和应变的计算以及强度和刚度校核；掌握复杂应力下主应力计算、会利用强度理论校核组合变形下材料的强度；掌握压杆稳定性校核；掌握动荷载、交变应力作用下材料的应力应变计算。

三、教学内容材料力学（I）(1)绪论及基本概念(2学时)§1-1 材料力学的任务 1学时§1-2 材料力学与生产实践的关系§1-3 可变形固体的性质及其基本假设§1-4 杆件的几何特性 1学时§1-5 杆件变形的基本形式(1)轴向拉伸与压缩(6学时)。

§2-1 轴向拉伸和压缩的概念 2学时§2-2 内力·截面法·及轴力图§2-3 应力·拉(压)杆内的应力 2学时§2-4 拉(压)杆的变形·胡克定律§2-5 拉(压)杆内的应变能§2-6 材料在拉伸和压缩时的力学性能 2学时§2-7 强度条件·安全因数·许用应力§2-8 应力集中的概念(1)扭转(6学时)§3-1 概述 2学时§3-2 薄壁圆筒的扭转§3-3 传动轴的外力偶矩· 扭矩及扭矩图§3-4 等直圆杆扭转时的应力· 强度条件 2学时§3-5 等直圆杆扭转时的变形· 刚度条件 2学时§3-6 等直圆杆扭转时的应变能(1)弯曲应力(12学时)§4-1 对称弯曲的概念及梁的计算简图 2学时§4-2 梁的剪力和弯矩· 剪力图和弯矩图 6学时§4-3 平面刚架和曲杆的内力图§4-4 梁横截面上的正应力· 梁的正应力强度条件 2学时§4-5 梁横截面上的切应力· 梁的切应力强度条件 2学时§4-6 梁的合理设计(1)梁弯曲时的位移(6学时)§5-1 梁的位移——挠度和转角 2学时§5-2 梁的挠曲线近似微分方程及其积分§5-3 按叠加原理计算梁的挠度和转角 3学时§5-5 梁的刚度校核·提高梁的刚度的措施 1学时§5-6 梁内的弯曲应变能(1)简单的超静定问题(4学时)§6-1 超静定问题及其解法 2学时§6-2 拉压超静定问题§6-3 扭转超静定问题 2学时§6-4 简单超静定梁(1)应力状态和强度理论(6学时)§7-1 概述 4学时§7-2 平面应力状态的应力分析·主应力§7-3 空间应力状态的概念§7-4 应力与应变间的关系 1学时§7-5 空间应力状态下的应变能密度 1学时§7-6 强度理论及其相当应力(1)组合变形及连接部分的计算(8学时)§8-1 概述 2学时§8-2 两相互垂直平面内的弯曲§8-3 拉伸（压缩）与弯曲 2学时§8-4 扭转与弯曲 2学时§8-5 连接件的实用计算法 2学时§8-6 铆钉和螺栓连接的计算(1)压杆稳定(4学时)。

成都理工大学工程技术学院《材料力学》课程教学大纲自动化工程系、机械工程教研室2019年2月一、课程适用层次、专业、参考课时1、课程适用层次：本科和专科2、课程适用专业：机械工程类本专科各专业3、考学时：56学时（本），50学时（专）二、课程性质、目的和任务1、课程性质：材料力学是机械工程类专业的重要技术基础课。

2、课程目的：通过材料力学的学习，使学生对机械工程中的构件的强度、刚度和稳定性的概念有深刻认识。

3、课程任务：使学生掌握从外力到内力的基础力学知识，初步掌握力学分析和力学计算能力，了解一些力学试验方法和实验设备。

三、课程内容的基本要求、重点和难点1、课程内容的基本要求通过教学，使学生对拉（压）、扭、弯、剪切、挤压几种受里状态的受力，变形，内力，内应力到强度、刚度条件建立，具有系统的认识和正确地理解，能初步应用这些理论解决一些工程实际问题。

对复杂应力状态下的材力计算能初步应用四个强度理论公式去解决。

了解压杆稳定的力学概念和稳定校核，截面设计，许用载荷计算。

初步了解材力实验内容，方法；验证一些力学状态下的试验假设；对碳钢拉伸的应力——应变图能说出力学含义。

2、课程内容重点用截面法计算内力，内力正负判别，内力图示法。

强度、刚度条件建立和应用。

材料极限应力、许用应力、安全因数的选择确定。

正确计算支反力，构件简单截面形状的截面系数计算。

用积分法（叠加法）计算梁弯曲的转角和绕度，以及四个强度理论应用。

3、程内容难点（1）变形叠加原理和节点位段、能量法求变形和解静不足问题。

（2）变截面杆扭转的计算（3）用dM/dx=F s和d2M/dx2=q判别剪力、弯矩图绘制和形状。

截面形心、惯性矩、静矩的求取方法。

积分常数确定（本科）（4）复杂应力状态下斜截面应力计算解析式和应力图应用，确定主平面、主应力。

（本科）四、课程总体安排和学时分配1、总学时：本科56学时，专科50学时2、理论教学：本科50学时，专科44学时3、材力试验：6学时4、理论教学内容及学时分配：主要内容学时分配第一章绪论材料力学的任务与研究对象，基本假设 1第二章轴向拉压应力与材料的力学性能1第一、二节引言轴力与轴力图第三节拉压杆的应力与圣维南原理2第四节材料拉伸时的力学性能第五节材料拉压力学性能进一步研究第六节应力集中概念3第七节许用应力与强度条件第八节连接部分的强度计算第三章轴向拉压变形第一、二、三节引言轴向拉压变2+2（3）形与叠加原理，桁架的节点位移第四、五节拉压与剪切应变能，简单拉压静不定问题 2第四章扭转第一、二、三节引言扭力偶矩计算与扭矩 2第三、四节圆轴扭转横截面上的应力，圆轴扭转强度条2 件与合理设计第五、六、七、八节：圆轴扭转变形与刚度条件，简单静2 不定问题，非圆截面扭转第五章弯曲内应力第一、二、三节引言梁的约束与类型，剪力与弯矩 2第四节剪力，弯矩方程与剪力，弯矩图2+2（3）第五节剪力，弯矩与载荷集度间的微分关系 2第六章弯曲应力第一至四节引言弯曲正应力，弯曲切应力 2第五、六节梁的强度条件，梁的合理强度设计弯拉（压）2+2（3）组合第七章弯曲变形第一、二、三节引言挠曲轴的近似微分方程，计算梁位2+2（3）移的积分法第四、五、六节计算梁位移的叠加法，简单静不足问题，2+2（3）梁的刚度条件与合理刚度设计第八章应力应变状态分析第一、二、三、四节平面应力状态，应力圆，极限应力2+2（3）与主应力第九章复杂应力状态强度问题第一、二、三节引言关于断裂的强度理论，关于屈服的2+2（3）强度理论第十章压杆稳定问题 1注：1、2+2表示理论课2节，习题课2节2、（3）表示用于专科实验教学的实验内容几及学时分配实验内容学时分配1 碳钢拉伸实验 1.52 铸钢压缩试验13 碳钢弯曲实验 1.54 碳钢扭转演示实验15 碳钢冲击演示实验1五、课程教学内容和教学基本要求（一）绪论1、基本要求（1）了解材料力学的任务，明确构件具有足够的能力负担，其应当承受载荷时，须具备强度、刚度、稳定性三大要求。