材料力學（ⅲ）
教學基本要求及教學大綱
一、課程的性質和任務
材料力學（ⅲ）是化工等專業的主要力學基礎課。它以桿件作為基本研究物件，建立工程構件強度、剛度及穩定性的研究和分析方法。它是力學結合工程應用的橋梁，同時為後續專業課提供分析和計算的技術支撐。
本課程要求學生掌握桿件的力學概念，具有材料的力學效能的必要知識，具有比較熟練的分析計算能力。本課程注意培養學生良好的科學素質和解決工程問題的綜合能力。
二、課程的基本要求
1. 初步掌握固體材料本構關係的概念；了解常用工程材料的力學效能。掌握胡克定律，了解常用彈塑性計算模型。
2. 具有將一般杆類構件簡化為力學計算簡圖的能力，能正確列出桿件內力方程，熟練畫出梁的剪力彎矩圖。掌握畫剛架內力圖的方法。
3. 能熟練掌握截面二次矩計算，熟悉常用截面的慣性矩。能熟練應用平行移軸定理進行慣性矩計算。
4. 能正確熟練地計算桿件在基本變形（拉壓、扭轉、彎曲）時的應力和變形，能正確熟練地進行強度和剛度分析計算。
5. 能正確熟練地進行複雜受力情況下（拉彎組合、斜彎曲、彎扭組合）桿件強度和剛度的計算。
6. 掌握連線件實用應力計算的方法。
7. 熟練掌握拉壓、扭轉、彎曲超靜定的簡單問題的計算方法。
8. 對應力、應變狀態理論有明確的認識，掌握斜方向上的應力、應變計算。掌握主應力、主方向、主平面的概念。
掌握廣義胡克定律及其應用，能分析計算桿件在基本變形和組合變形中危險點的應力狀態和應變狀態。
9. 正確理解常用的強度準則，並將其應用於組合變形下桿件的強度計算。
10. 正確理解應變能概念及其特點，了解用內力表示的桿件應變能及計算。
11. 理解壓桿失穩的概念，掌握理想壓桿的尤拉公式，
三、 課程內容
1. 緒論
材料力學的基本任務基本假定桿件分類基本變形平截面假設
2. 內力和內力圖
桿件內力定義及符號規定內力方程和內力圖
截面法截面法求直線型桿件的內力方程
桿件平衡微分方程根據外荷載畫剪力彎矩圖
簡單剛架（包含帶中間鉸的直樑）的內力圖
3. 固體力學基本概念及材料的力學效能
應力的基本概念應力與內力的關係切應力互等定理
應變的基本概念
常見工程材料力學效能各向同性與各向異性
塑性與脆性低碳鋼拉伸試驗及其力學效能塑性主要指標混凝土或鑄鐵的拉壓效能
本構關係的基本概念胡克定律泊松效應和泊松比剪下彈性模量公式
理想彈塑性模型
構件的安全性
4. 幾何圖形的性質
面積矩形心計算公式組合圖形的形心計算
慣性矩、慣性積、極慣性矩定義及計算規則圖形的慣性矩及極慣性矩
平行移軸公式證明及其應用
5. 拉伸與壓縮
拉壓杆橫截面上的應力應力計算的各種應用應力集中聖維南原理斜截面上的應力
變形計算桁架結點位移計算
簡單超靜定問題裝配應力* 熱應力*
連線件的概念擠壓應力及其計算剪下應力及其計算
6. 扭轉
圓軸扭轉切應力公式的推導及其應用強度計算
圓軸扭轉變形剛度計算簡單的扭轉超靜定問題
7. 彎曲應力
純彎曲橫力彎曲單向受力假定平面彎曲
直樑彎曲正應力公式推導及應用
中性軸是對稱軸時的最大正應力的分析計算最大正應力公式
中性軸不是對稱軸時的最大拉應力和最大壓應力的分析計算
彎曲切應力矩形截面彎曲切應力公式的推導及應用
最大彎曲切應力簡化計算公式彎曲正應力與彎曲切應力的量級比較
強度計算提高梁強度的措施
拉彎組合斜彎曲斜彎曲與拉壓的組合彎扭組合
組合變形中危險截面和危險點的確定
8. 彎曲變形
撓度和轉角的概念
積分法求撓度和轉角方程
疊加法求指定截面的廣義位移常用的疊加方法（荷載的分解與重組、逐段剛化法、應用對稱結構特點） 在組合結構中的應用
簡單超靜定梁問題
提高梁的剛度的措施
9. 應力狀態和應變狀態分析
雙向應力狀態分析斜截面上的正應力和切應力
主應力主方向主平面最大切應力純剪狀態的主應力
用主應力和最大切應力說明構件在拉伸、壓縮、扭轉中破壞的機理
雙向應變分析應變計算與應力計算的相似性
應變測量應變片直角應變花等角應變花
廣義胡克定律公式推導及應用
外力的功應變能桿件中的應變能應變能的特點功能關係
10. 強度準則
強度準則概念四個常用強度準則及其相當應力
常用強度準則在組合變形（拉、彎、扭組合圓軸彎扭組合）中的應用
11. 壓桿穩定
穩定概念介紹
理想壓桿兩端是鉸的壓桿臨界荷載一端固定一端是鉸的壓桿臨界荷載
尤拉公式
柔度臨界應力與臨界應力總圖不同柔度壓桿的失效形式
提高壓桿抗失穩能力的措施
注： 黑體為重點內容，帶「*」的專案為教師根據教學實際情況選講的內容。
四、學時分配建議
五、教材和主要參考書目
教材：單輝祖，材料力學（ⅰ、ⅱ），第二版，北京：高等教育出版社，2004
主要參考書目：
[1] j. gere， mechanics of materials， 5rdedition， 北京：機械工業出版社， 2003
[2] 劉鴻文，材料力學（ⅰ、ⅱ），第四版，北京：高等教育出版社，2004
[3] f. p. beer， mechanics of materials，3rd edition，清華大學出版社，2003
[4] 范欽珊，工程力學基礎（ⅰ），北京：高等教育出版社，1998
六、說明
1. 必要先修課程：理論力學、高等數學、線性代數。
2. 習題數量：總計130左右（約每學時兩題）。
3. 實驗部份單獨設為《基礎力學實驗》課程另行開出。
4. 期末考試方式：全校統考、閉卷。
《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...
材料力學教學大綱
課程 31010240 學位課程 非學位課程 學位課 學時 學分 60 4 適用專業 機械工程與自動化專業 課程簡介 材料力學 是機械工程及自動化專業必修的一門主要基礎課。它的任務是在保證構件既安全適用又經濟的前提下，為構件選擇合適的材料，確定合理的截面形狀和尺寸，提供必要的計算方法和實驗技術。並要...