2021级-《材料力学》课程大纲（沈纪苹）新版.docx

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1、材料力学课程教学大纲一、课程基本信息英文名称MechanicsofMateria1s课程代码VEEN3012课程性质大类基础课程授课对象车辆工程专业学分3.5学时72（讲授：63,实验：9）主讲教师姚林泉、沈纪苹修订日期2023.02.06指定教材单辉祖.材料力学（第4版）.北京：高等教育出版社,2016.二、课程目标（）总体目标材料力学是变形固体力学入门的技术基础课。教育目的是使车辆工程、机械类等专业的学生掌握构筑作为工程技术根基的力学知识结构，为工程结构的安全性计算提供理论依据和计算方法。通过揭示杆件强度、刚度、稳定性等知识的发生过程，培养学生分析问题的能力；掌握从已知的基本定律出发，利用

2、理论分析，导出一些推论，并据此对具体机械系统的性能进行预测的力学方法；同时以力学理论为指导，培养学生的实验动手能力；发挥其它课程不可替代的综合素质作用。（二）课程目标课程目标1：掌握材料力学的基本理论和方法、实验方法以及测试手段；课程目标2：掌握从材料力学的基本定律出发，利用理论分析，得到解决工程实际问题的力学方法；课程目标3：掌握工程结构中简单构件的组合变形分析，强度、刚度和稳定性的校核和设计，具有针对杆梁结构形变综合计算、分析和建模的能力。（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求1、毕业要求2和毕业要求3。毕业要求观测点1-3.掌握机械工程基础理论和知识

3、，能针对车辆部件与结构的复杂工程问题建立数学模型并求解。毕业要求观测点2-3.具有通过文献研究对好杂工程问题进行分析的能力；能认识到解决车辆工程复杂问题有多种方案可选择，并寻求可替代的解决方案。毕业要求观测点3-1.了解影响车辆设计目标和技术方案的各种因素，掌握车辆部件与结构的基本设计/开发方法。表1:课程目标与毕业要求的对应关系表要求课程目标毕业要求观测点1-3（权重0.3）毕业要求观测点23（权重0.2）毕业要求观测点3-1（权重0.2）课程目标1课程目标2课程目标3表2：课程目标与课程内容的对应关系表课程目标对应课程内容课程目标1第一章一第十一章课程目标2第二章一第四章、第六章、第七章、

4、第九章第十一章课程目标3第一章一第十一章三、教学内容3.1 讲授内容第一章绪论1 .教学目标（I）掌握材料力学研究对象及基本假设；（2）掌握内力和外力的概念，掌握截面法计算内力；（3）掌握正应力、切应力等基本概念，理解切应力互等定理;（4）掌握正应变、切应变等基本概念；（5）掌握弹性模量、切变模量等基本概念，理解胡克定律；（6）理解杆件变形的基本形式与组合变形的概念。2 .教学重难点重点：截面法、内力、应力、位移、变形和应变的概念。难点：建立材料力学分析问题的思想。3 .教学内容（1）材料力学基本假设；（2）外力与内力；（3）应力，应变；（4）胡克定律；（5）杆件变形的基本形式.4 .教学方法

5、讲授、自学5 .教学评价回答问题：（1）材料力学研究对象及基本假设是什么？（2）叙述内力和外力的概念，叙述截面法计算内力的步骤。（3）叙述正应力、切应力等基本概念，叙述切应力互等定理。（4）叙述正应变、切应变等基本概念。（5）叙述弹性模量、切变模量等基本概念，叙述胡克定律。（6）杆件变形的基本形式与组合变形有哪些？第二章轴向拉压应力与材料的力学性能1 .教学目标（1）掌握轴向拉压的概念；（2）掌握轴力的计算和轴力图的画法；（3）掌握截面应力的计算，理解圣维南原理的实质；（4）重点掌握材料的拉压力学性能；（5） 了解般金属材料的拉伸力学性能与材料压缩时的力学性能;（6） 了解应力集中的概念；（7

6、） 了解许用应力的概念，掌握拉压强度计算；（8）掌握连接部件的剪切、挤压强度计算。2 .教学重难点重点：（1）用截面法计算轴力，轴力图；（2）横截面和斜截面上的应力；（3）低碳钢的力学性能；（4）许用应力、安全系数和强度条件。难点：低碳钢的力学性能。3 .教学内容（1）轴力与轴力图；（2）拉压杆的应力与圣维南原理；（3）材料拉伸力学性能；（4）应力集中概念；（5）许用应力与强度条件；（6）连接部件的强度计算。4 .教学方法讲授、PB1、讨论、自学5 .教学评价回答问题：（1）什么是轴向拉压？（2）叙述轴力的计算和轴力图的画法。（3）叙述截面应力的计算方法，叙述圣维南原理。（4）叙述材料的拉压力

7、学性能。（5） 一般金属材料的拉伸力学性能与材料压缩时的力学性能有哪些？（6）什么是应力集中？（7）叙述许用应力的概念，叙述拉压强度计算过程。（8）叙述连接部件的剪切、挤压强度计算过程。第三章轴向拉压变形1 .教学目标（1） 了解静定问题与静不定问题的概念；（2）掌握刚度、泊松比的概念，掌握利用叠加原理分析轴向拉压变形:（3）掌握利用切线代替圆弧法分析节点位移，了解小变形概念；（4） 了解应变能概念及计算：（5）掌握处理静不定问题的分析和计算方法。2 .教学重难点重点：（1）轴向拉伸和压缩时的变形；（2）节点位移。难点：（1）拉压静不定问题中的变形协调条件；（2）静定与静不定问题的判断方法。3

8、 .教学内容（1）拉压杆的变形与叠加原理；（2）节点位移分析与小变形概念；（3）拉压与剪切应变能；（4）简单拉压静不定问题。5 .教学评价回答问题：（1）什么是静定问题？什么是静不定问题？（2）叙述刚度、泊松比的概念；如何利用叠加原理分析轴向拉压变形？（3）什么是小变形？叙述利用切线代替圆弧法分析节点位移。（4）叙述应变能概念及计算方法。（5）叙述处理静不定问题的分析和计算方法。第四章扭转6 .教学目标（1） 了解扭转、扭转角、扭力偶、扭力偶矩等概念；（2）掌握扭矩的计算并绘制扭矩图；（3）掌握圆截面扭转切应力的计算；（4）掌握圆截面扭转的强度及其应用；（5）掌握圆截面扭转的刚度及其应用；（6

9、）掌握处理静不定问题的分析和计算方法；7 7）了解非圆截面扭转的概念；8 8）了解薄壁杆扭转的概念。9 .教学重难点重点：（1）外力偶矩的计算；（2）扭矩和扭矩图;（3）圆轴扭转时的应力和强度条件；（4）圆轴扭转时的变形和刚度条件。难点：（1）横截面上切应力公式的推导；（2）扭转静不定问题的变形协调条件。10 教学内容（1）扭力偶矩与扭矩；（2）圆轴扭转应力；（3）圆轴扭转强度条件与合理强度设计；（4）圆轴扭转变形与刚度条件；（5）简单静不定轴；（6）非圆截面轴扭转；（7）薄壁杆扭转。11 教学评价回答问题：(1)叙述扭转、扭转角、扭力偶、扭力偶矩等概念。(2)叙述扭矩的计算过程和扭矩图的绘制

10、。(3)叙述圆截面扭转切应力的计算。(4)叙述如何分析圆截面扭转的强度。(5)叙述如何分析圆截面扭转的刚度。(6)叙述处理静不定问题的分析和计算方法。(7)叙述非圆截面扭转的概念。(8)叙述薄壁杆扭转的概念。第五章弯曲内力12 教学目标(1) 了解弯曲与梁的概念；(2) 了解常见的三种静定梁；(3)掌握剪力与弯矩的计算与正负符号规定；(4)掌握剪力、弯矩方程的建立及剪力、弯矩图的表示；(5)掌握剪力、弯矩与载荷集度间的微分关系及利用微分关系绘制剪力、弯矩图;(6)掌握刚架内力的计算。13 教学重难点重点：(1)梁的载荷和支反力；(2)剪力和弯矩的求法；(3)利用剪力方程和弯矩方程作剪力图和弯矩

11、图；(4)剪力、弯矩和载荷集度间的微分关系。难点：(1)剪力图和弯矩图的作法；(2)剪力、弯矩与载荷集度间的微分关系及利用。14 教学内容(1)梁的约束与类型；(2)剪力与弯矩；(3)剪力、弯矩方程与剪力、弯矩图；(4)剪力、弯矩与载荷集度间的微分关系；(5)刚架与曲梁的内力。15 教学评价回答问题：(1)叙述弯曲与梁的概念。(2)常见的三种静定梁分别是什么？(3)叙述剪力与弯矩的计算方法与正负符号的规定。(4)叙述剪力、弯矩方程的建立过程及剪力、弯矩图的表示方法。(5)叙述剪力、弯矩与载荷集度间的微分关系及如何利用微分关系绘制剪力、弯矩图。(6)叙述刚架内力的计算方法。第六章弯曲应力1教学目

12、标(1) 了解泻曲正应力、方曲切应力、对称弯曲的概念；(2)掌握中性轴与形心轴、纯弯曲与对称弯曲、惯性矩与极惯性矩、弯曲刚度与抗弯截面系数等概念之间的区别；知道如何从几何、物理与静力学三方面以建立弯曲正应力公式；掌握对常见截面梁能够分析弯曲正应力的大小及分布；(3)掌握对常见截面梁能够分析弯曲切应力的大小及分布；(4)掌握对常见截面梁能够分析弯曲正应力、切应力的强度条件；(5) 了解等强度梁和合理截面形状的设计原则；(6)掌握非对称弯曲正应力的分析及中性轴的判断。2 .教学重难点重点：(1)弯曲正应力和切应力公式；(2)正应力和切应力强度条件。难点：(1)弯曲正应力、切应力推导过程；(2)中性

13、轴的确定。3 .教学内容(1)对称弯曲正应力；(2)对称弯曲切应力；(3)梁的强度条件；(4)梁的合理强度设计；(5)双对称截面梁的非对称弯曲。4 .教学方法5 .教学评价回答问题：(1)叙述弯曲正应力、弯曲切应力、对称弯曲的概念。(2)叙述中性轴与形心轴、纯弯曲与对称弯曲、惯性矩与极惯性矩、弯曲刚度与抗弯截面系数等概念之间的区别。如何从几何、物理与静力学三方面建立弯曲正应力公式？如何对常见截面梁分析弯曲正应力？它的分布是怎样的？(3)如何对常见截面梁分析弯曲切应力？它的分布是怎样的？(4)如何对常见截面梁分析弯曲正应力、切应力的强度？(5)叙述等强度梁和合理截面形状的设计原则。(6)叙述非对

14、称弯曲正应力的分析及中性轴的判断。第七章弯曲变形6 .教学目标(1)了解挠曲轴、挠度、转角的概念；(2)掌握梁的挠曲轴近似微分方程；(3)掌握计算梁位移的积分法；(4)掌握计算梁位移的叠加法；(5)掌握解决简单静不定梁的方法；(6) 了解梁的刚度设计原则。7 .教学重难点重点：(1)挠曲轴近似微分方程；(2)用积分法、叠加法求弯曲变形；(3)求解简单静不定梁。难点：(1)积分法求弯曲变形时梁位移边界条件和连续条件的确定；(2)叠加法求弯曲变形时逐段软化法的应用；(3)建立静不定梁的解题思路。8 .教学内容(1)挠曲轴近似微分方程；(2)计算梁位移的积分法；(3)计算梁位移的叠加法；(4)简单静不定梁；(5)梁的刚度条件与合理刚度设计。9 .教学方法讲授、PB1、讨论、自学回答问题：（1）叙述挠曲轴、挠度、转角的概念；（2）梁的挠曲轴近似微分方程是什么？如何判断位移边界条件或连续条件？（3）叙述梁位移的积分法计算过程。（4）叙述梁位移的叠加法计算过程。（5）叙述解决简单静不定梁的方法。（6）叙述梁的刚度设计原则。第八章应力应变状态分析1 .教学目标（1） 了解应力状态、应变状态的概念；（2）掌握