《材料力學》
教學時數：64學時（56學時授課，8學時實驗）
使用教材：《材料力學》 劉鴻文主編高等教育出版社出版
參考教材：1、《材料力學》學習指導書陳乃立、陳倩主編
2、《材料力學》(面向21世紀) 范欽珊主編
3、《材料力學單祖輝主編
4、《mechanics of meterials》 ferdlinand p.beer 等主編
第一章緒論
一、教學目標
讓學生明確材料力學的任務，變形體的的基本假設。正確理解內力、應力、應變等基本概念，熟練掌握截面法。
二、教學內容（2學時）
○1 材料力學的任務
○2 變形固體的基本假設
○3 外力及其分類
○4 內力、截面法和應力的概念
○5 變形與應變
○6 桿件變形的基本形式
三、教學重點
○1 變形體的概念和基本假設
○2 內力的概念和截面法
○3 應力的概念
○4 變形體的概念和應變的概念
四、教學方式
利用多**教學工具，採用啟發式教學方法，以工程問題為切入點，引導學生的思路。
五、本章習題： 1.2, 1.3, 1.4, 1.6
第二章軸向拉伸與壓縮
一、教學目標
正確理解、熟練掌握軸向拉壓的內力和應力計算、胡克定律、強度條件，掌握強度分析的思路。掌握拉壓時材料的力學效能，弄清材料力學解決問題的思路和方法。
二、教學主要內容 （8 學時）
○1 軸向拉伸和壓縮的受力特點和變形特點。
○2 軸向拉伸或壓縮時橫截面上的內力和應力。
○3 直杆軸向拉伸或壓縮時斜截面上的應力。
○4 材料拉伸、壓縮時的力學效能。
○5 軸向拉壓時的變形。
○6 軸向拉壓的強度計算。
○7 拉壓靜不定問題。
○8 應力集中的概念。
○9 剪下和擠壓的實用計算。
三、教學重點（難點）
○1 軸力和軸力圖，軸力的符號規則
○2 分析軸向拉壓橫截面上應力的思路
○3 軸向拉壓強度分析，危險截面的概念，失效的概念
○4 靜不定的概念，變形比較法求靜不定的步驟
○5 剪下面和擠壓面的判斷
四、教學方式
採用啟發式教學和問題式教學法結合，通過提問，引導學生思考，讓學生回答問題，激發學生的學習熱情。
五、課堂互動設計
提問：使用截面法時，在沒有將桿件截開以前，能否將作用在桿件上的外力沿作用線移動，或將其合成？為什麼？
提問：如圖所示的截面1-1，用兩種方法計算出1-1橫截面上的軸力，按軸力的符號規定判斷1-1截面上的軸力的正負。
材料機械效能上討論課，由學生自學後，討論回答下列問題
1、 何謂材料的機械效能？
2、 何謂材料的比例極限和彈性極限？二者有何不同？
3、 請說明彈性模量e的物理意義和幾何意義？
4、 何謂材料的屈服現象、材料的屈服極限和強度極限？
5、 何謂材料的強化現象？請在應力應變曲線上表示之，並說明其工程意義。
6、 何謂材料的？在應力應變曲線上表示之。
7、 何謂材料的延伸率和斷面收縮率？其表明了材料的什麼特性？
8、 試比較低碳鋼和鑄鐵的在拉壓時的機械效能。
9、 試比較鑄鐵在拉壓時的機械效能。
六、本章習題：2.1, 2.
2, 2.4, 2.5, 2.
7, 2.12, 2.18, 2.
20, 2.27, 2.32, 2.
39, 2. 42, 2.47, 2.
50, 2.55, 2.58, 2.
59第三章扭轉
一、教學目標
掌握求解應力在截面上分布問題的思路及方法。正確理解，熟練掌握扭轉剪應力、扭轉變形的計算方法，剪下胡克定律和剪應力互等定理，扭轉強度和扭轉剛度計算。
二、教學內容 （4學時）
1、外力偶矩的計算，扭矩、扭矩圖，純剪下。
2、圓軸扭轉時的應力和變形，扭轉的強度條件和剛度條件。。
3、扭轉的強度計算和剛度計算。
4、圓柱形密圈彈簧的應力和變形。
5、扭轉靜不定問題，非圓截面杆扭轉。
三、教學重點（難點）
1、扭矩和扭矩圖,扭矩的符號規則。
2、剪應力互等定理。
3、圓軸扭轉橫截面上應力分析。
4、扭轉的強度計算和剛度計算。
四、教學方式
利用多**教學工具，採用啟發式教學方法，以工程問題為切入點，通過提問，引導學生思考，讓學生回答問題，達到課堂互動。
五、課堂互動設計
提問：如圖所示的兩個傳動軸，哪一種輪的布置對提高軸的承載能力有利？
提問：當單元體上同時存在剪應力和正應力時，剪應力互等定理是否仍然成立？為什麼？
提問：變形幾何方程是基於什麼得到的？
提問：寫出橫截面靜力學等效關係。
提問：在剪下實用計算中採用的許用剪應力與許用扭轉剪應力是否相同？為什麼？
提問：利用靜力等效關係能解決什麼問題？能得到什麼結果？
提問：直徑和長度都相同，而材料不同的兩根軸，在相同扭矩作用下，它們的最大剪應力是否相同？扭轉角是否相同？為什麼？
六、本章習題：3.1, 3.2, 3.7, 3.8, 3.9, 3.11, 3.14, 3.18, 3.23, 3.31
第四章彎曲內力
一、教學目標
能正確、熟練畫出剪力圖和彎矩圖。
二、 教學主要內容 (6學時)
1、平面彎曲的概念，梁的計算簡圖。
2、剪力和彎矩，剪力方程和彎矩方程，剪力圖和彎矩圖。
3、載荷集度、剪力和彎矩的微分關係。
三、 教學重點
1、剪力和彎矩，剪力和彎矩的符號規則。
2、兩種方法畫剪力圖和彎矩圖，舉例說明。
四、教學方式
利用多**教學工具，採用啟發式教學方法，以工程問題為切入點，通過提問，引導學生思考，讓學生回答問題，達到課堂互動。
五、課堂互動設計
提問：材料力學中內力的正負規定與理論力學中力及力矩的正負規定有何區別？
提問：彎矩、剪力和分布載荷三者之間的微分關係是如何建立的？其物理意義和幾何意義是什麼？建立微分關係時分布載荷集度與座標軸的取向有什麼聯絡？
六、本章習題：4.1(a, b ,c, d, e, f, g, h ), 4.
2(1), 4.2(2), 4.4( a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n, o, p ), 4.
7(a, b, c, d ), 4.13(a, b, c, d )
第五章彎曲應力
一、教學目標
通過推導純彎曲時梁橫截面上的正應力，讓學生掌握求解應力在截面上分布問題的思路及方法。正確掌握正應力和剪應力的計算公式，熟練掌握彎曲強度計算。
二、教學主要內容 (6學時授課 + 2學時討論課)
1、 純彎曲時的正應力
2、 橫力彎曲時的正應力
3、 彎曲剪應力
4、 提高彎曲強度的措施
三、教學重點（難點）
1、純彎曲梁橫截面上正應力公式的分析推導。（重點）
2、橫力彎曲最大拉應力和最大壓應力的計算。
3、彎曲的強度計算。（難點）
4、提高彎曲強度的措施（討論課）
四、教學方式
利用多**教學工具，採用啟發式教學方法，以工程問題為切入點，通過提問，引導學生思考，讓學生回答問題，達到課堂互動。
五、課堂互動設計
提問：變形幾何方程是基於什麼得到的？
提問：寫出橫截面上平行空間力系（微內力）的靜力等效關係
提問：利用靜力等效關係能解決什麼問題？能得到什麼結果？
提問：純彎曲與橫力彎曲的差別
六、本章習題：5.1, 5.
2, 5.6, 5.10, 5.
16, 5.18, 5.19, 5.
21, 5.22, 5.26, 5.
27,5.29
第六章彎曲變形
一、教學目標
掌握求梁變形的兩種方法：積分法和疊加法，明確疊加原理的使用條件，掌握用變形比較法求解靜不定梁。
二、教學主要內容（3學時）
1、 撓曲線近似微分方程
2、 用積分法求變形
3、 用疊加法求梁的變形
4、 簡單靜不定梁
三、教學重點
1、 梁的變形分析，撓度、轉角及撓曲線的概念。
2、 梁變形的求解。
3、 用變形比較法求解靜不定梁。
四、教學方式
利用多**教學工具，採用啟發式教學方法，以工程問題為切入點，通過提問，引導學生思考，讓學生回答問題，達到課堂互動。
五、本章習題：6.4(a, b, c, d), 6.5(a, b), 6.8(a,b), 6.11(a, b, c, d ), 6.27,
6.28
第七章應力狀態分析和強度理論
一、教學目標
掌握一點處的應力狀態、主應力、廣義胡克定律、塑性屈服、脆性斷裂、強度理論的概念，能分析材料的破壞現象，解決複雜應力狀態下構件的強度計算問題。
二、教學主要內容 （6學時）
1、 應力狀態概述
2、 解析法分析二向應力狀態
3、 **法分析二向應力狀態
4、 三向應力狀態
5、 廣義虎克定律
6、 強度理論的概念幾四種常用強度理論
三、教學重點（難點）
1、一點處的應力狀態的概念。（重點）
2、分析平面應力狀態的解析法和**法。（難點）
3、材料的破壞形式，廣義胡克定律。
4、強度理論的概念。
四、教學方式
利用多**教學工具，採用啟發式教學方法，以工程問題為切入點，通過提問，引導學生思考，讓學生回答問題，達到課堂互動。
五、課堂互動設計
提問：為什麼要研究一點處的應力狀態？
提問：主應力和正應力有何區別？
提問：一單元體中，在最大正應力所在的平面上有無剪應力？在最大剪應力所在面上有無正應力？
提問：冬天自來水因其中的水結冰而被漲裂，但冰為什麼不會因受水管的反作用壓力而被壓碎呢？
六、本章習題：8.2(a, b, c, d ), 8.3(a, b, c, d), 8.4(a, c, d, f) , 8.5(a, c),
8.9, 8.26, 8.35, 8.36, 8.37
第八章組合變形
一、教學目標
熟練掌握組合變形構件的強度計算方法。
二、教學主要內容 (4學時)
1、 組合變形和疊加原理
2、 拉伸或壓縮與彎曲的組合
3、 扭轉與彎曲組合
三、教學重點
1、 分析組合變形構件強度問題的步驟。
2、 斜彎曲，拉伸彎曲組合變形。
3、 彎、扭組合變形的計算。
四、教學方式
利用多**教學工具，採用啟發式教學方法，以工程問題為切入點，通過提問，引導學生思考，讓學生回答問題，達到課堂互動。
五、課堂互動設計
提問：如何判斷構件的變形型別？
提問：用疊加法計算組合變形桿件的內力和應力時，其限制條件是什麼？為什麼必須滿足這些條件？
提問：拉伸與扭轉組合變形同彎曲與扭轉組合變形的內力、應力和強度條件有何不同？（對圓截面杆）
六、本章習題：9.3, 9.6, 9.7, 9.8, 9.12, 9.13, 9.17, 9.23, 9.24
第九章能量方法
一、教學目標
掌握桿件變形能的計算,熟練掌握卡氏定理和莫爾積分，並能運用與求解靜不定問題。
二、教學主要內容 (3學時)
1、 桿件變形能的計算
2、 變形能的普遍表示式
3、 卡氏定理
4、 單位載荷法莫爾積分
5、 靜不定結構
三、教學重點
1、 桿件變形能的計算
2、 卡氏定理，單位載荷法， 莫爾積分。
3、 靜不定結構的求解
四、教學方式
利用多**教學工具，採用啟發式教學方法，以工程問題為切入點，通過提問，引導學生思考，讓學生回答問題，達到課堂互動。
五、本章習題：10.3, 10.15, 10.16, 11.4, 11.6
第十章動載荷
一、教學目標
正確理解動載荷的概念,掌握衝擊桿件的應力和變形分析方法。
二、教學主要內容 (2學時)
1、 動靜法的應用
2、 桿件受衝擊時的應力和變形分析
3、 衝擊韌性
四、 教學重點
動荷係數的分析計算
五、教學方式
採用啟發式教學，通過提問，引導學生思考，讓學生回答問題，達到課堂互動。
六、本章習題：12.3，12.12, 12.14, 12.16, 12.18, 12.22
第十二章交變應力
一、教學目標
正確理解交變應力、疲勞破壞、材料持久極限等概念，掌握確定材料持久極限和影響構件持久極限的主要因素，掌握疲勞強度校核的方法。
二、教學主要內容 (4學時)
1、 交變應力與疲勞失效
2、 交變應力的迴圈特徵、應力幅和平均應力
3、 材料持久極限與構件持久極限
4、 對稱迴圈下構件的疲勞強度計算
5、 彎扭組合交變應力的強度計算
三、教學重點（難點）
1、交變應力的概念，疲勞破壞特徵。
2、材料的持久極限和構件的持久極限。
3、構件的疲勞強度計算。
四、教學方式
利用多**教學工具，採用啟發式教學方法，以工程問題為切入點，通過提問，引導學生思考，讓學生回答問題，達到課堂互動。
五、課堂互動設計
提問：疲勞破壞與靜力破壞有何異同？
提問：交變應力的最大應力與材料的持久極限有何異同？
提問：材料的持久極限與構件的持久極限有何異同？
六、本章習題：13.2, 13.8, 13.11, 13.13
第十三章壓桿的穩定性
一、教學目標
正確理解壓桿穩定、臨界力等概念，熟練掌握尤拉公式、壓桿穩定性計算。
二、教學主要內容 (4學時)
1、 壓桿穩定的概念
2、 細長壓桿的臨界壓力
3、 尤拉公式的適用範圍及經驗公式
4、 壓桿的穩定性校核
三、教學重點（難點）
1、壓桿平衡穩定的概念。
2、臨界力的計算。
3、壓桿的穩定計算。
四、教學方式
利用多**教學工具，採用啟發式教學方法，以工程問題為切入點，通過提問，引導學生思考，讓學生回答問題，達到課堂互動。
五、課堂互動設計
提問：構件的強度、剛度和穩定性有何區別？
提問：如何區分壓桿的穩定平衡和非穩定平衡？
提問：壓桿的彎曲變形與失穩有何區別與聯絡？
提問：壓桿的臨界力與臨界應力有何區別與聯絡？是否臨界應力愈大的壓桿，其穩定性也愈好？
六、本章習題：14.1，14.2，14.3, 14.4, 14.11, 14.8, 14.15, 14.16, 14.17
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