《材料力學》課程教學大綱（機械類）
（2023年3月修訂）
課程名稱：材料力學
英文名稱：mechanics of materials
課程編號：g04-07
學時/學分：72/4
考核形式：考試
授課物件：四年制、本科生機械類專業二年級學生
先修課程：高等數學、理論力學、電工學等
後繼課程：機械零件等
1、課程的目的與任務
材料力學是由基礎理論課過度到專業課程的技術基礎課。通過該課程的學習，要求學生對桿件的強度、剛度和穩定性問題具有明確的基本概念、必要的基礎知識、比較熟練的計算能力、一定的分析能力和初步的實驗能力。
2、適應的專業與層次
本大綱適用於72學時四年制、本科生機械類專業。系必修課程。
3、課程內容與要求
(ⅰ)課程內容的重點、難點
第一章緒論
第一節第一節材料力學的任務
第二節第二節變形固體的基本假設
第三節第三節外力及其分類
第四節第四節內力、截面法和應力的概念
第五節第五節變形與應變
第六節第六節桿件變形的基本形式
重點講解內力（internal forces）、應力（stress）和應變（strain）的概念和胡克定律（hooke』s law）。介紹本課程重點內容及學習方法。
第二章拉伸、壓縮與剪下
第一節第一節軸向拉伸與壓縮的概念和例項
第二節第二節軸向拉伸或壓縮時橫截面上的內力和應力
第三節第三節直杆軸向拉伸或壓縮時斜截面上的應力
第四節第四節材料拉伸時的力學效能
第五節第五節材料壓縮時的力學效能
第六節第六節 *溫度和時間對材料力學效能的影響
第七節第七節失效、安全因數和強度計算
第八節第八節軸向拉伸或壓縮時的變形
第九節第九節軸向拉伸或壓縮的應變能
第一十節第十節拉伸、壓縮超靜定問題
第一十一節第十一節溫度應力和裝配應力
第一十二節第十二節應力集中的概念
第一十三節第十三節剪下和擠壓的實用計算
重點講解軸向拉（壓）杆內力（internal forces）、應力（stress）以及強度（strength）計算的概念，截面法（method of sections）在求解拉（壓）杆內力中的具體應用。詳細介紹材料在拉伸與壓縮時的力學效能（mechanical properties）。重點講解軸向拉（壓）杆的應變（strain）和變形（deformation）計算公式。
深入分析節點位移和拉（壓）超靜定問題的計算方法。對拉壓與剪下應變能作一般性介紹。對斜截面上的應力、應力集中的概念及連線部分的強度計算作一般性介紹。
第三章扭轉
第一節第一節扭轉的概念和例項
第二節外力偶矩的計算，扭矩和扭矩圖
第三節第三節純剪下
第四節圓軸扭轉時的應力
第五節第五節圓軸扭轉時的變形
第六節第六節圓柱形密圈螺旋彈簧的應力和變形
第七節第七節非圓截面杆扭轉的概念
重點講解圓軸扭轉（torsion）時的應力和變形（deformation）計算，強度和剛度（stiffness）條件。對非圓截面軸扭轉及薄壁杆扭轉作簡單介紹。
第四章彎曲內力
第一節第一節彎曲的概念和例項
第二節第二節受彎桿件的簡化
第三節第三節剪力和彎矩
第四節第四節剪力方程和彎矩方向，剪力圖和彎矩圖
第五節第五節載荷集度、剪力和彎矩間的關係
第六節第六節靜定剛度及平面曲杆的彎曲內力
重點講解梁的內力及其計算方法，剪力圖（shear force diagram）和彎矩圖（bending moment diagram）的畫法。介紹平面彎曲概念，剪力、彎矩方程的寫法。利用彎矩、剪力與分布荷載集度間的關係畫彎矩圖作為難點仔細講解，反覆訓練。
第五章彎曲應力
第一節第一節純彎曲
第二節第二節純彎曲時的正應力
第三節第三節橫力彎曲（剪下彎曲）時的正應力
第四節第四節彎曲切應力
第五節第五節 *關於彎曲理論的基本假設
第六節第六節提高彎曲強度的措施
梁在純彎曲（pure bending）時的正應力（normal stress）計算，梁的強度校核（check the strength）。介紹梁橫截面上的切應力，合理截面問題，拉（壓）彎組合時的強度計算。一般介紹截面核心的概念。
第六章彎曲變形
第一節第一節工程中的彎曲變形問題
第二節第二節撓曲線的微分方程
第三節第三節用積分法求彎曲變形
第四節第四節用疊加法求彎曲變形
第五節第五節簡單超靜定梁
第六節第六節提高彎曲剛度的一些措施
重點講解梁的撓度（deflection）和轉角（angle of rotation），梁的撓曲線近似微分方程（approximately differential equation of the deflection curve）。詳細介紹用積分法、疊加法求梁的撓度和轉角，梁的剛度校核，簡單超靜定梁計算。一般介紹提高彎曲剛度的措施。
第七章應力、應變狀態分析強度理論
第一節第一節應力狀態概述
第二節第二節二向和三向應力狀態例項
第三節第三節二向應力狀態分析——解析法
第四節第四節二向應力狀態分析——**法
第五節第五節三向應力狀態
第六節第六節 *位移與應變分量
第七節第七節 *平面應變狀態分析
第八節第八節廣義胡克定律
第九節第九節複雜應力狀態的應變能密度
第一十節第十節強度理論概述
第一十一節第十一節四種常用強度理論
第一十二節第十二節莫爾強度理論
重點講解應力狀態（state of strain）的概念，主應力（principal stress）和主平面（principal planes）。較詳細介紹平面應力狀態下的應力分析，三向應力圓，最大剪應力，廣義胡克定律。一般介紹平面應力狀態下的應變分析，形狀改變比能的概念。
重點講解強度理論（theory of strength）的概念，詳細介紹最大拉應力理論，最大拉應變理論，最大剪應力理論，形狀改變比能理論。一般介紹相當應力的概念、其它強度理論及強度理論的適用範圍。
第八章組合變形
第一節第一節組合變形和疊加原理
第二節第二節拉伸或壓縮與彎曲的組合
第三節第三節 *偏心壓縮和截面核心
第四節第四節扭轉與彎曲的組合變形
重點講解彎扭組合時的強度計算問題。
第九章壓桿穩定
第一節第一節壓桿穩定的概念
第二節第二節兩端鉸支細長壓桿的臨界壓力
第三節第三節其它支座條件下細長壓桿的臨界壓力
第四節第四節尤拉公式的適用範圍，經驗公式
第五節第五節壓桿的穩定校核
第六節第六節提高壓桿穩定性的措施
重點講解壓桿穩定性（stability）概念，壓桿臨界力（critical load）的計算公式-----尤拉公式，壓桿穩定性校核。較詳細介紹壓桿柔度的概念，尤拉公式適用的範圍，臨界應力總圖。定性介紹提高壓桿穩定性的措施。
第十章動載荷
第一節第一節概述
第二節第二節動靜法的應用
第三節第三節桿件受衝擊時的應力和變形
一般介紹衝擊應力問題。
第十一章交變應力
第一節第一節交變應力與疲勞失效
第二節第二節交變應力的迴圈特徵應力幅和平均應力
第三節第三節持久極限（疲勞極限）
第四節第四節影響持久極限的因素
第五節第五節對稱迴圈下構件的疲勞強度計算
第六節第六節持久極限曲線
第七節第七節非對稱迴圈下構件的疲勞強度計算
第八節第八節彎扭組合交變應力的強度計算
一般性介紹。
第十三章能量法
第一節第一節概述
第二節第二節桿件應變能的計算
第三節第三節應變能的普遍表示式
第四節第四節互等定理
第五節第五節卡氏定理（second castigliano』s theorem）
第六節第六節虛功原理
第七節第七節單位載荷法，莫爾積分
第八節第八節計算莫爾積分的圖乘法
重點講解應變能（strain energy）的概念、卡氏第二定理和單位載荷法。一般介紹余能的概念及虛功原理。
第十四章超靜定結構
第一節第一節超靜定結構概述
第二節第二節用力法解超靜定結構
第三節第三節對稱與反對稱的利用
重點講解用力法（force method）分析靜不定問題(statically indeterminate problems)。其它問題簡單介紹。
附錄i 平面圖形的幾何性質
第一節第一節靜矩和形心
第二節第二節慣性矩和慣性半徑
第三節第三節慣性積
第四節第四節平行移軸公式
第五節第五節轉軸公式與主慣性軸
一般介紹靜矩、慣矩的定義和計算方法，慣性半徑的概念，平行移軸公式。介紹主慣性軸和主慣性矩，形心主軸和形心主慣矩等的定義和計算方法。一般介紹慣積，轉軸公式。
（2） 課程要求
a. 對材料力學的基本概念和基本分析方法有正確認識。
b. 具有將桿件、零構件簡化為力學簡圖的初步能力，能分析桿件的內力，並作出相應的內力圖。（特別是剪力圖和彎矩圖。）
c. 能分析桿件的應力、變形，進行強度和剛度計算。
d. 熟練掌握簡單超靜定問題的求解方法。
e. 對應力狀態理論和強度理論有明確認識，並能進行組合變形下桿件的強度計算。
f. 能分析簡單壓桿的臨界荷載，並進行穩定性校核等計算。
g. 對能量法的有關基本原理有明確認識，並熟練地掌握一種計算位移的能量方法。
h. 對常用材料的基本力學性質及其測試方法有初步認識，對電測應力有初步了解。
4、教學模式
本課程以課堂教學（包括多**教學手段）為主（60學時），輔以計算機輔助課件（cai）（4學時）及實驗環節（8學時）。
5、考核形式
考核形式：該課程考試以閉卷筆試為主，參考平時成績，平時成績一般不超過20%。
考核內容與結構：應要覆蓋大綱新定的全部內容。
題形可以多種多樣（問答、填空和計算等），但分數分配有30%左右的概念題，30%左右的單項內容的分析計算題和40%左右的綜合分析計算題。
2019材料力學教學大綱
第五章梁彎曲時的位移 重點講解梁的撓度 deflection 和轉角 angle of rotation 梁的撓曲線近似微分方程 approximately differential equation of the deflection curve 詳細介紹用積分法 疊加法求梁的撓度和轉角，梁的剛度...
《材料力學》教學大綱
大綱說明 課程 5125001 課程總學時 64課時 講課54課時，實驗10課時 總學分 4學分 課程類別 必修 適用專業 土木工程專業 本科 預修要求 高等數學 理論力學 課程的性質 目的 任務 材料力學是一門重要的技術基礎課，是其它技術課和專業課的基礎。材料力學的任務就是在對構件進行力學分析的基...
材料力學教學大綱
第一章緒論 2 學時 教學目的與要求 1.了解構件的強度 剛度和穩定性的概念。2.明確材料力學的課程的地位和任務。3.理解變形固體的基本假設 條件及其意義。4.明確內力的概念初步掌握用截面法計算內力的方法。5.建立正應力 切應力 線應變 切應變的基本概念。6.了解桿件四種基本變形的受力的特點和變形特...