《材料力学》教学大纲
一、课程基本信息
中文名称：材料力学
英文名称：Mechanics of Materials
课程编码：10D1113B
课程类别：专业核心课程
总学时：48（理论学时42；实验学时6）。
总学分：3学分
适用专业：机械设计制造及其自动化专业
先修课程：高等数学、大学物理、理论力学
开课系部：机电工程系
二、课程性质、课程目标与及其对毕业要求的支撑
1、课程性质
《材料力学》是变形固体力学的重要基础分支之一，是一门为设计工程实际构件提供必要理论基础的重要技术基础课，也是一门理论与实验相结合的课程。
2、课程目标
课程目标1：通过材料力学的学习，让学生掌握将工程实际构件抽象为力学模型的方法；
课程目标2：掌握研究杆件内力、应力、变形分布规律的基本原理和方法；
课程目标3：掌握分析构件的强度、刚度和稳定性等问题的理论与计算；
课程目标4：具有熟练的计算能力以及对常用材料的基本力学性能及其测定方法有初步认识，使学生初步会用材料力学的理论和分析方法，解决一些简单的工程实际问题，为学习机械原理、机
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械设计等有关的后续课程打下基础。
3、课程目标对毕业要求的支撑
三、课程教学基本要求
第一章绪论
[教学内容与要求]
了解材料力学的任务；理解变形固体的基本假设；掌握外力、内力、截面法求内力、应力、位移、变形和应变的概念，建立材料力学分析问题的思想；理解杆件变形的基本形式。
[教学重点]
外力、内力、截面法求内力、应力、位移、变形和应变。
[教学难点]
截面法求内力、应力、变形、应变。
第二章拉伸、压缩与剪切
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[教学内容与要求]
了解拉伸、压缩变形的概念与实例；掌握轴力的概念与轴力图的绘制；掌握直杆横截面和斜截面上的应力计算；了解安全因数和许用应力的确定，熟练进行强度校核、截面设计和许用载荷的计算。掌握胡克定律，了解泊松比，掌握直杆在轴向拉伸与压缩时的横向变形和纵向变形的计算方法，掌握节点位移的计算过程。掌握低碳钢的拉伸试验，应力—应变图，强度指标，塑性指标，冷作硬化现象。了解材料压缩时的应力—应变图。了解静定结构和超静定结构的定义和区别，掌握一次超静定问题的求解方法，了解温度应力和装配应力。掌握应力集中的概念，了解圣维南原理。了解剪切的概念和实例，掌握剪切、挤压的实用计算。
[教学重点]
轴力的概念与轴力图的绘制；直杆轴向拉压的强度计算；胡克定律，变形（位移）计算；超静定问题，变形协调方程的建立；剪切挤压的实用计算；低碳钢的拉伸力学性能。
[教学难点]
直杆轴向拉压的强度计算和变形（位移）计算；超静定问题，变形协调方程的建立；剪切挤压的实用计算。
第三章扭转
[教学内容与要求]
了解扭转的概念和实例；掌握扭转时外力偶矩的换算、内力的计算以及扭矩图的绘制。掌握薄壁圆筒扭转时的切应力计算，掌握切应力互等定理和剪切胡克定律。掌握圆轴扭转的应力和变形计算，熟练进行扭转强度和刚度的计算。了解非圆截面杆扭转。
[教学重点]
扭矩的计算和扭矩图的绘制；切应力互等定理和剪切胡克定律；圆轴扭转应力和变形，建立强度和刚度条件，进行强度刚度计算。
[教学难点]
切应力互等定理；圆轴扭转应力和变形，建立强度和刚度条件，进行强度刚度计算。
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第四章弯曲内力
[教学内容与要求]
了解平面弯曲的概念和实例；了解对称弯曲的概念；掌握梁的计算简图；掌握平面弯曲内力（剪力和弯矩）的求法；掌握利用剪力弯矩方程，利用载荷集度、剪力和弯矩间的关系画剪力弯矩图。
[教学重点]
平面弯曲内力（剪力和弯矩）的求法；利用剪力弯矩方程，利用载荷集度、剪力和弯矩间的关系画剪力弯矩图。
[教学难点]
利用剪力弯矩方程，利用载荷集度、剪力和弯矩间的关系画剪力弯矩图。
第五章弯曲应力
[教学内容与要求]
理解纯弯曲和横力弯曲的概念；掌握纯弯曲和横力弯曲的正应力的大小和分布，掌握矩形截面梁的切应力的大小和分布，熟练进行弯曲强度计算。理解提高弯曲梁强度的依据，掌握提高弯曲强度的措施。
[教学重点]
弯曲正应力的大小和分布；矩形截面梁的切应力；梁的强度计算；提高弯曲强度的各种措施和工程实例。
[教学难点]
弯曲正应力的大小和分布；矩形截面梁的切应力；提高弯曲强度的措施；等强度梁的设计。
第六章弯曲变形
[教学内容与要求]
了解工程中的弯曲变形问题；理解梁的挠度曲线，挠度和转角。掌握梁的挠曲线近似微分方程；掌握积分法和叠加原理求梁的挠度和转角。熟练进行梁的刚度计算。理解提高弯曲刚度的措施，掌
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握一次超静定梁的求解。
[教学重点]
梁的挠度曲线，挠度和转角。梁的挠曲线近似微分方程。积分法和叠加原理求梁的挠度和转角，最大转角和最大挠度。梁的刚度计算。
[教学难点]
梁的挠曲线近似微分方程。积分法和用叠加原理求梁的挠度和转角；最大转角和最大挠度。
第七章应力和应变分析、强度理论
[教学内容与要求]
理解应力状态，主应力和主平面的概念；掌握平面应力状态下应力分析的解析法，理解图解法。了解三向应力状态的概念及主应力、主平面和最大切应力的计算。掌握广义胡克定律，三个弹性常数(E、G、μ)间的关系。了解体积应变、三向应力状态下的变形能密度、体积改变能密度和畸变能密度的概念。理解强度理论的概念；掌握四种常用强度理论及其应用；了解莫尔强度理论。
[教学重点]
平面应力状态下应力分析的解析法；广义胡克定律；四种常用强度理论及其应用。
[教学难点]
四种常用强度理论及其应用。
第八章组合变形
[教学内容与要求]
理解组合变形的概念；掌握拉伸(压缩)与弯曲组合时的应力和强度计算；掌握扭转与弯曲组合时的应力和强度计算。
[教学重点]
扭转与弯曲组合时的应力和强度计算。
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[教学难点]
拉伸(压缩)与弯曲组合时的应力和强度计算；扭转与弯曲组合时的应力和强度计算。
第九章压杆稳定
[教学内容与要求]
理解压杆稳定的概念；掌握细长压杆的欧拉公式及其适用范围；掌握不同柔度压杆的临界应力和安全因数法的稳定性计算；理解提高压杆稳定性的措施。
[教学重点]
细长压杆的欧拉公式及其适用范围；不同柔度压杆的临界应力和安全因数法的稳定性计算。
[教学难点]
压杆稳定性的实用计算
四、有关教学环节的要求
1、教学方法：
教学方法包括理论知识、课堂讨论、自学、实验课、答疑。
（1）理论知识：以教师课堂讲授为主，读阅参考文献、书籍为辅。
（2）课堂讨论：由教师布置内容、提供参考书，学生自己准备，课堂上围绕提出的问题进行讨论。
（3）自学：由教师布置自学内容，提出重点，知道学生学习。
（4）实验课：教师指导，学时独立操作。
（5）答疑：针对课程的重点和难点及学生提出的问题，教师组织进行答疑。
2、教学手段：
在教学过程中要掌握传授知识和培养智能的辩证关系，特变注意培养学生的分析问题和解决问题的能力，始终贯彻教书育人的思想。讲授应灵活多样，始终贯彻启发式教学，做到重点突出、层
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次清楚、联系实际。
课程实验课要求在材料力学实验室分组进行，学生应在预习的基础上，在教师的指导下进行操作，并做好观察和记录。课后完成相应实验报告。
3、作业要求：
作业要求尺规绘图，整齐认真，步骤完整。
4、课程考试：
课程考核内容为本大纲规定内容，期末考核方法为闭卷考试。成绩评定一般采用结构成绩，总评成绩=60%期末考试成绩+40%平时成绩，其中出勤10%，作业15%，实验15%。注意：期末考试成绩为50分以下，不允许加平时成绩。
五、学时分配
六、使用教材及主要教学参考书
1、教材
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刘鸿文. 《材料力学Ⅰ（第6版）》. 北京：高等教育出版社，2017.7
2、参考书目：
①单辉祖. 《材料力学（第4版）》. 北京：高等教育出版社，2016.6.
②刘海燕,韩斌,水小平编著.《材料力学学习指导与解题》.北京：电子工业出版社.2014.11
③刘然慧,郭新柱,黄玉国主编.《材料力学》.北京：化学工业出版社.2017.9
④王永廉,汪云祥,方建士.《材料力学学习指导与解题》(第2版).北京:机械工业出版社.2013.2 执笔教师：董芬教研室主任：孙培禄教学系（部）主任：许宝卉
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《材料力学》实验教学大纲
一、实验课程基本信息
课程名称：材料力学实验
英文名称：Material Mechanics Experiment
课程编号：10D1113B
课程性质：非独立设课
课程类别：专业核心课
课程总学时：6
课程总学分：课内实验
开设实验项目数：3
适用专业：机械设计制造及其自动化专业
开课系部：机电工程系
二、实验课程的性质、课程目标与及其对毕业要求的支撑
1、课程性质
材料力学实验是《材料力学》课程的实验教学环节，对于提高学生的综合素质、培养学生的实践能力与创新能力具有极其重要的作用。
2、课程目标
课程目标1：通过本实验课程的学习和实际操作，巩固和加深学生对材料力学理论知识的理解，提高学生的实验水平，增强学生的实践能力；提高学生应用实验的手段与方法独立分析问题、研究和解决工程问题的能力。
课程目标2：通过实验提高学生建立力学模型或者修正完善力学模型的能力；通过实验培养学生对一些新材料和新结构的研究能力。
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12 课程目标3：培养学生理论联系实际、实事求是的作风。 3、课程目标对毕业要求的支撑
三、实验项目名称和学时分配
四、实验内容、要求和所用设备
1、实验内容和要求：
（1）材料拉伸实验：观察分析低碳钢的拉伸过程，测定低碳钢的强度、塑性指标；测绘低碳钢试件的载荷—变形曲线（l F ?-曲线）；测定低碳钢的拉伸屈服点s σ、抗拉强度b σ、伸长率δ、断面收缩率ψ。
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（2）材料扭转实验：观察低碳钢的扭矩-扭转角曲线（φ-T 曲线）及变形现象和破坏形式；测定低碳钢的剪切屈服极限s τ和剪切强度极限b τ。
（3）材料冲击实验：观察分析并比较低碳钢和铸铁两种材料在常温冲击下的破坏情况和断口形貌； 测定低碳钢和铸铁的冲击韧度。
2、实验主要设备和台件数
五、实验报告
实验报告是反映实验工作及实验结果的书面综合资料。通过实验报告的书写，能培养学生综合表达科学工作成果的文字能力，是全面训练的重要组成部分，必须认真完成。写实验报告要做到字
迹工整，图表清晰，结论简明。一份完整的实验报告，应由以下内容组成：
1、实验名称，实验日期，环境温度等。
2、实验目的和要求，实验原理。
3、实验仪器、设备的名称、型号及精度。
4、实验数据记录，实验数据处理（注意采用适当的处理方法和保留正确的有效数字）。
5、实验结果通常可用表格或曲线来表示。实验结论应简单、明确，符合科学习惯，要与实验目的、要求相呼应。
6、实验结果的分析与结论。
六、实验课程考核
从出勤、实验过程检查和实验报告三方面综合考评。
七、使用教材及主要教学参考书
1、教材
刘鸿文. 《材料力学Ⅰ（第6版）》.北京：高等教育出版社,2017.
2、参考书目：
古滨主编.《材料力学实验指导与实验基本训练（第二版》.北京：北京理工大学出版社.2016.3. 张竞. 《材料力学实验指导书》.北京：中国水利水电出版社,2017.8.
执笔教师：董芬教研室主任：孙培禄教学系（部）主任：许宝卉12