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《材料力学》教学大纲
2013-02-26 浏览次数:284次

《材料力学》课程教学大纲


Mechanics of Material


课程编号:


适用专业:土木工程


学时数:78                                  学分数:


执笔者:刘锋                                编写日期:2004年6月


一、课程的性质和目的


材料力学是一门工科类专业的重要的技术基础课程。通过该课程的学习,要求学生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。为结构力学、混凝土结构、钢结构、机械设计原理等后续课程的学习打下坚实的基础。


二、课程教学内容


第一章 绪论(2学时)


材料力学的任务、同相关学科的关系,变形固体的基本假设、截面法和内力、应力、变形、应变,单向应力状态的本构关系。


第二章 轴向拉伸及压缩(10学时)


主要内容包括拉伸及压缩的定义;杆件横截面上的内力、应力、杆件变形的计算;强度条件及其应用;材料的机械性能;简单的拉压静不定问题求解;应力集中的概念等。


拉伸与压缩实验,弹性模量或泊松比的测定(2学时)。


第三章  
剪切(2学时)


主要内容包括剪切面及挤压面的确定,剪切和挤压的概念及实用计算。


第四章  
扭转(8学时)


主要内容包括扭转的概念;圆轴扭转的外力偶矩、内力、应力、变形的计算。强度条件的应用;切应力互等定律、剪切胡克定律的物理意义及其应用。


等截面圆轴的扭转实验(2学时)


第五章  
梁的内力(8学时)


主要内容包括荷载、支座、梁的常见类型;梁上内力的计算及内力图的绘制。


第六章  
截面的几何性质(4学时)


主要内容包括截面的静矩及形心位置的确定;截面的惯性矩、极惯性矩、惯性积;平行移轴公式;组合图形惯性矩的计算。


第七章  
梁的应力(6学时)


主要内容包括平面弯曲的概念及假设;纯弯曲时的正应力分布规律及大小、强度条件及其应用;梁纯弯曲实验;矩形截面梁的切应力简介、强度条件。


第八章  
梁的变形(6学时)


主要内容包括梁上挠度、转角、挠曲线的概念;计算弯曲变形的积分法及叠加法;积分常数的确定;简单弯曲静不定问题。


第九章   应力状态及强度理论(10学时)


主要内容包括求解平面应力状态点的任一斜截面上的应力、主应力、主平面、最大切应力的两种方法;广义胡克定律;常用四个强度理论的内容及适用条件。


弯曲正应力测定,主应力测定(2学时)。


第十章  
组合变形(4学时)


主要内容包括叠加原理的内容、意义及适用条件。拉伸(压缩)与弯曲组合变形的强度计算;弯曲与扭转变形的强度理论。


第十一章             
  压杆稳定(4学时)


主要内容包括稳定的概念;压杆临界力的计算;欧拉公式的适用范围;压杆的稳定性计算。


第十二章             
  能量法(8学时)


主要内容包括应变能的概念及其计算;卡氏定理及莫尔定理的应用。


第十三章             
  动载荷(2学时)


主要内容包括动荷系数的概念;匀加速直线运动、冲击时的动应力计算。


第十四章             
  交变应力(4学时)


主要内容包括交变应力与疲劳破坏的概念;对称循环持久极限及其影响因素、疲劳强度校核。


三、课程教学的基本要求


本课程是变形体力学入门的技术基础课。通过这门课程的学习,帮助学生构筑作为工程技术根基的知识结构。在教学方法上,采用课堂讲授,课后自学,习题课等教学形式。


(一)课堂讲授


本课程属专业基础课,涉及较多的数学知识,在讲课的过程中应尽可能联系生活和工程实际,尽量避免复杂的理论推导。通过揭示杆件强度、刚度、稳定性等知识发生过程,培养学生解决问题的能力;以理论分析为基础,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教育作用。


(二)课后自学


为了培养学生整理归纳,综合分析和处理问题的能力,每章都安排一部分内容,课上教师只给出自学提纲,不作详细讲解,课后学生自学。


(三)课堂讨论


课堂讨论的目的是活跃学习气氛,开拓思路,。教师应认真组织,安排重点发言,充分调动每一名同学的学习积极性,做好总结。


(四)习题课


习题课以典型例题分析为主,并适当安排开阔思路及综合性的练习及讨论。共6学时(已包括在前述学时分配中)。


(五)课外作业


课外作业的内容选择基于对基本理论的理解和巩固,培养综合计算和分析、判断能力以及充分利用图书馆资源及互联网资源的能力。


六)平时测验


为及时了解教学情况,教师可适当安排平时课堂测验,每次测验不超过30分钟。


(七)实验


实验以学习材料力学的基本试验方法和训练实验研究能力为主,验证理论为辅。通过实验要求认识低碳钢和灰口铸铁的基本力学性能,了解其测试方法;并掌握电测实验应力分析的基本原理和方法。


(八)考试


考试采用闭卷。试题包括基本概念,基本理论,分析计算,题型可采用填空,选择,判断,计算,画图,简答等方式。


总评成绩:课外作业,平时测验,实验占30%;期末闭卷考试占70%


四、本课程与其它课程的联系与分工


先修课程:高等数学,理论力学


五、建议教材与教学参考书


1)刘锋,禹奇才主编,工程力学(材料力学部分),华南理工大学出版社,2002年8月。


2)刘鸿文主编,材料力学,高等教育出版社,1996年9月。


3)孙训方,方孝淑,关来泰编,材料力学,高等教育出版社,1998年2月。


4)武际可,力学史,重庆出版社,2000年1月。


5)范钦珊主编,工程力学教程(Ⅰ),高等教育出版社,1998年8月。


6)薛明德主编,力学与工程技术的进步,高等教育出版社,2001年7月。


7)Beer,
Johnston. Mechanics of Materials. 2nd ed. McGraw Hill,
1985.


8)William F
Rileg, Leroy D Sturges. Engineering Mechanics: statics. 2nd ed. John
Wi

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