英文名稱：material of mechanics a
課程編號：63125206
學時數：80
其中實驗學時數：10課外學時數：0
學分數：5
適用專業：工程力學、機械設計製造及其自動化專業
一、課程的性質、目的及任務
《材料力學》是各門力學課程的基礎，在許多任務程技術領域中有著廣泛的應用。課程教學的主要目的和任務是：使學生掌握材料力學的基本概念、基本原理和基本方法，對桿件的強度、剛度和穩定性問題有明確的認識。
初步學會運用這些原理和方法去分析解決實際問題，為學習一系列後繼課程打好必要的基礎。
二、教學內容的基本要求、重點和難點
第1章緒論及基本概念
1.1 材料力學的任務
理解材料力學的任務和研究物件；了解構件正常工作時應滿足的要求。
1.2 變形固體的基本假設
理解變形固體的概念；掌握變形固體的基本假設。
1.3 外力及其分類
了解外力的概念和分類。
1.4 內力、截面法和應力的概念
理解用截面法求內力的方法；掌握截面上點的應力的概念。
1.5 變形與應變
掌握變形與應變的概念。
1.6 桿件變形的基本形式
了解四種桿件變形的基本形式。
第2章軸向拉伸與壓縮
2.1 軸向拉伸與壓縮的概念
掌握軸向拉伸和壓縮的概念及工程背景。
2.2 內力、截面法、軸力、軸力圖
掌握軸力的計算方法和軸力圖的畫法。
2.3 拉（壓）桿內的應力
掌握拉（壓）直杆橫截面和斜截面上應力的計算。
2.4 拉（壓）杆的變形
掌握軸向拉（壓）杆的變形的計算；掌握線應變、彈性模量、抗拉（壓）剛度的概念；理解橫向變形、泊松比、虎克定律。
2.5 拉（壓）杆的應變能
掌握拉壓變形能、比能的計算。
2.6 材料在拉伸和壓縮時的力學效能
通過低碳鋼的拉伸實驗，掌握拉伸應力—應變圖及其特性；掌握比例極限、彈性極限、屈服極限、強度極限的概念，觀察屈服時試件表面的滑移線。了解延伸率和截面收縮率的概念；
了解鑄鐵和其它材料的拉伸試驗；通過材料的壓縮實驗，了解材料壓縮時的應力-應變曲線。
2.7 強度條件、安全係數、許用應力
熟練掌握應用強度條件進行結構的強度校核、截面設計、許用載荷的計算；了解安全係數、許用應力的確定。
2.8 拉伸、壓縮超靜定問題（機械專業）
掌握簡單的拉壓超靜定問題。
2.9 溫度應力和裝配應力（機械專業）
了解簡單的溫度應力和裝配應力。
2.10 應力集中的概念
了解應力集中的概念。
【重點和難點】拉伸或壓縮時橫截面上的應力；軸向拉伸或壓縮的變形；材料拉伸時的力學效能。
第3章扭轉
3.1 概述
掌握扭轉的概念。
3.2 薄壁圓筒的扭轉
理解薄壁圓筒扭轉時的應力和變形；掌握純剪下、剪下應變、剪下彈性模量的概念及剪下虎克定律、剪下力互等定理。
3.3 傳動軸的外力偶矩、扭矩及扭矩圖
掌握功率、轉速與外力矩間的關係；掌握扭矩的計算和扭矩圖的畫法。
3.4 等直圓杆扭轉時的應力、強度條件
熟練掌握等直圓軸扭轉時的應力計算和強度條件的應用。
3.5 等直圓杆扭轉時的變形、剛度條件
熟練掌握等直圓軸扭轉時的變形計算和剛度條件的應用；掌握極慣性矩、抗扭截面模量、抗扭剛度的概念。
3.6 等直圓杆扭轉時的應變能
掌握等直圓杆扭轉時的彈性應變能的計算。
3.7 等直非圓杆自由扭轉時的應力和變形
了解矩形截面杆的扭轉變形特點。
【重點和難點】等直圓杆扭轉時的應力、強度條件和變形、剛度條件。
第4章剪下
4.1 剪下和擠壓的概念
掌握剪下和擠壓的概念。
4.2 連線件的實用計算法
掌握剪下應力和擠壓應力的計算；掌握簡單連線件的實用計算方法。
第5章截面的幾何性質
5.1 截面的靜矩和形心位置
掌握靜矩和形心位置的計算公式。
5.2 極慣性矩、慣性矩、慣性積
掌握慣性矩、慣性積和慣性半徑的概念；掌握簡單圖形的慣性矩和慣性積的計算。
5.3 慣性矩和慣性積的平行移軸公式
熟練掌握平行移軸公式及組合截面的慣性矩的計算。
5.4 慣性矩和慣性積的轉軸公式
了解慣性矩和慣性積的轉軸公式、了解形心主軸和形心主慣性矩。
第6章彎曲應力
6.1 對稱彎曲的概念及梁的計算簡圖
掌握平面彎曲的概念，了解工程例項中的彎曲變形，掌握梁的計算簡圖。
6.2 梁的剪力和彎矩、剪力圖和彎矩圖
掌握剪力、彎矩及其方程、剪力圖和彎矩圖；熟練掌握用載荷集度、剪力和彎矩間的關係畫剪力圖和彎矩圖。
6.3 平面剛架和曲杆的內力圖（力學專業）
了解平面剛架和曲杆的內力圖的畫法。
【重點和難點】載荷集度、剪力和彎矩間的關係。
第7章彎曲應力
7.1 梁的純彎曲
掌握純彎曲的概念。
7.2 梁橫截面上的正應力、梁的正應力強度條件
熟練掌握梁純彎曲時的正應力公式及梁正應力的強度計算；掌握彎矩與撓曲線曲率間的關係及抗彎剛度、抗彎截面模量的概念；了解純彎曲理論的推廣，彎曲中心的概念。
7.3 梁橫截面上的切應力、梁的切應力強度條件
了解矩形截面梁、工字型截面梁的切應力的計算公式和分布情況；了解切應力強度校核。
7.4 梁的合理設計
理解提高梁彎曲強度的措施。
【重點和難點】梁純彎曲時的正應力公式及梁正應力的強度計算。
第8章梁彎曲時的位移
8.1 梁的位移－撓度及轉角
了解工程問題中的彎曲變形，掌握梁的變形和位移﹑撓度和轉角的概念。
8.2 梁的撓曲線近似微分方程及其積分
理解梁的撓曲線及其近似微分方程；掌握積分法求梁的變形。
8.3 按疊加原理計算梁的撓度和轉角
熟練掌握疊加法求梁的變形。
8.4 梁的剛度校核、提高梁的剛度的措施
掌握梁的剛度校核；了解提高梁彎曲剛度的措施。
8.5 梁的彎曲應變能
掌握梁的彎曲應變能的計算。
8.6 簡單超靜定梁（機械專業）
能利用變形協調條件求解簡單超靜定梁。
【重點和難點】疊加法求梁的變形。
第9章簡單的超靜定問題
9.1 超靜定問題及其解法
掌握超靜定系統的概念及求解方法。
9.2 拉壓超靜定問題
熟練掌握簡單拉壓超靜定問題的解法。
9.3 扭轉超靜定問題
掌握簡單扭轉超靜定問題的解法。
9.4 簡單超靜定梁
熟練掌握簡單梁的彎曲超靜定問題的解法。
【重點和難點】靜定基的選取和變形協調條件的建立。
注：本章適用於力學專業。
第10章應力狀態和強度理論
10.1 概述
掌握應力狀態、強度理論的概念。
10.2 平面應力狀態的應力分析、主應力
熟練掌握平面應力狀態下的應力分析－解析法和**法；掌握主應力和主平面的概念。
10.3 空間應力狀態的概念
了解三向應力圖及最大剪應力；了解梁的主應力﹑主應力跡線的概念（力學專業）。
10.4 應力與應變間的關係
熟練掌握廣義虎克定律。
10.5 空間應力狀態下的應變能密度
了解體積應變、應變能密度的概念。
10.6 強度理論及其相當應力
掌握強度理論的概念、相當應力的計算；了解脆性斷裂和塑性屈服的概念。
10.7 莫爾強度理論及其相當應力
了解莫爾強度理論。
10.8 各種強度理論的應用
熟練掌握最大拉應力理論、最大拉應變理論、最大剪應力理論、形狀改變比能理論的應用；掌握材料破壞形式的分析。
【重點和難點】應力狀態、主應力和主平面的概念；強度理論的概念、破壞形式的分析。
第11章組合變形
11.1 概述
掌握組合變形的概念。
11.2 兩相互垂直平面內的彎曲
掌握斜彎曲的計算方法。
11.3 拉伸（壓縮）與彎曲
掌握拉(壓)與彎曲組合時的應力和強度計算；掌握偏心壓縮的概念和強度計算；了解截面核心的概念。
11.4 扭轉與彎曲
掌握彎扭組合時的應力和強度計算。
【重點和難點】組合變形的概念，彎扭組合時的應力和強度計算。
第12章壓杆穩定
12.1 壓桿穩定性的概念
了解穩定平衡和不穩定平衡的概念；掌握壓桿穩定性的概念。
12.2 細長中心受壓直杆臨界力的尤拉公式
熟練掌握細長壓桿在兩端鉸支約束情況下的臨界荷載的尤拉公式。
12.3 不同杆端約束下細長壓桿臨界力的尤拉公式、壓桿的長度因數
了解不同杆端約束下細長壓桿臨界力的尤拉公式及長度係數的概念。
12.4 尤拉公式的應用範圍、臨界應力總圖
掌握壓桿的柔度的概念及尤拉公式的適用範圍；了解超過比例極限時,壓桿的臨界應力經驗公式和臨界應力總圖。
12.5 壓桿的穩定計算
掌握壓桿的穩定計算方法；
12.6 提高壓桿穩定性的措施
了解壓桿的合理截面設計，理解提高壓桿穩定性的措施。
【重點和難點】壓桿穩定性的概念；細長壓桿在兩端鉸支約束情況下的臨界荷載的尤拉公式。
第13章能量法
13.1 概述
了解能量法原理。
13.2 應變能、余能
掌握應變能的計算；了解余能的概念（力學專業）。
13.3 功的互等定理
理解功的互等定理。
13.4 卡氏定理
熟練掌握用卡氏第二定理求解結構的變形問題。
13.5 用能量法解超靜定系統
掌握用卡氏第二定理求解簡單的超靜定問題。
13.6 虛功原理（機械專業）
理解虛功原理。
13.7 單位載荷法、莫爾積分（機械專業）
掌握用單位載荷法和莫爾積分法求解結構的變形問題。
【重點和難點】桿件應變能的計算；卡氏定理。
第14章動載荷、交變應力
14.1 概述
了解動載荷和交變應力的概念。
14.2 構件作等加速直線運動或等速轉動時的動應力計算
了解構件作等加速直線運動或等速轉動時的動應力計算。
14.3 構件受衝擊荷載作用時的動應力計算
了解構件受衝擊荷載作用時的動應力計算。
14.4 交變應力下材料的疲勞破壞、疲勞極限
掌握交變應力及其迴圈特性；了解材料的疲勞極限、影響材料疲勞極限的主要因素和提高構件疲勞極限的措施。
了解構件疲勞強度的計算方法（機械專業）。
第15章超靜定結構
15.1 超靜定結構概述
理解超靜定結構的概念；掌握判斷超靜定結構的方法。
15.2 用力法解超靜定結構
掌握用力法解超靜定結構的過程。
15.3 對稱及反對稱性質的利用
理解對稱及反對稱的概念，了解利用對稱及反對稱性質簡化結構計算的過程。
【重點和難點】超靜定結構的概念；用力法解超靜定結構。
注：本章適用於機械專業。
三、教學方式及學時分配
四、課程各教學環節的要求
材料力學課程教學大綱
課程名稱 材料力學課程 課程性質 必修課程類別 專業必修課 開課班級學時 學分 教材名稱 參考書目 授課教師 姓名職稱 e mail 答疑輔導方式及時間 課間集中解答及網上答疑 課程基本情況 總學時 其中 授課學時 實驗學時 1 課程性質 專業必修課 2 適用專業 機械本科 3 先修課程 高等數學 ...
《材料力學》課程教學大綱
8.對桿件的應變能有關概念 基本原理和基本定理有一定認識和掌握，並能夠熟練地用來計算簡單梁 扭轉圓軸和簡單拉壓杆結構的位移，進而計算簡單超靜定問題的內力。9.對於常用材料的基本力學效能及其測試方法有初步認識。10.對於電測實驗應力分析的基本原理和方法有初步認識。三 教學內容與教學要求 1.緒論 內容...
《材料力學》課程教學大綱
三 扭轉 掌握純剪概念，剪下胡克定律，切應力互等定理。掌握軸的內力，圓軸扭轉應力和變形，建立強度和剛度條件，會進行扭轉強度和剛度的計算。了解非圓截面杆扭轉。四 彎曲內力 掌握平面彎曲內力，能夠計算較複雜受載下的內力，利用載荷集度 剪力和彎矩間的關係畫內力圖。五 彎曲應力 掌握對稱與非對稱截面梁的彎曲...