《材料力學效能》課程教學大綱
課程**：050131004
課程英文名稱：mechanical properties of materials
課程總學時：32 講課：30 實驗：2 上機：0
適用專業：材料成型及控制工程
大綱編寫（修訂）時間：2023年10月
一、大綱使用說明
（一）課程的地位及教學目標
1.課程地位：材料力學效能是高等工業學校材料成型及控制工程專業開設的一門培養學生掌握專業基礎理論的主幹專業基礎課。
主要講授材料力學效能的基本知識、基本理論和基本方法，它起到由基礎理論課向專業課過渡的承上啟下的作用。本課程在教學內容方面除基本知識、基本理論和基本方法的教學外，通過例項分析，著重培養學生分析和解決材料成型及控制工程專業工程實際問題的能力。
2.教學目標：掌握材料力學效能的基礎理論及分析方法，培養具有合理選擇和使用材料、開發新材料的基本技能，初步具備分析和解決材料成型及控制工程專業工程實際問題的能力。
（二）知識、能力及技能方面的基本要求
1.基本知識：掌握材料力學效能的一般知識、力學材料效能測試原理、實驗方法，包括不同靜載荷和使用條件下的力學效能及影響因素等知識。
2.基本理論和方法：掌握材料靜拉伸、扭轉、彎曲與壓縮效能、硬度、衝擊韌性等力學效能的基本理論，斷裂韌度的基本理論和計算方法，疲勞曲線及基本疲勞力學效能，疲勞裂紋擴充套件速率、疲勞門檻值、疲勞強度影響因素，應力腐蝕及氫脆，磨損型別及特點，高溫力學效能。
了解斷裂型別，缺口試樣靜載力學效能，低溫脆性，斷裂韌度的測試方法，低周疲勞，防止氫脆的措施，磨損實驗方法，蠕變機理，高分子、陶瓷、複合材料的力學效能等。
3.基本技能:掌握材料力學效能的基本知識和分析方法、測試方法。培養學生根據工程要求選擇材料的能力、初步分析並解決材料成型領域中與力學效能相關的工程問題等技能。
（三）實施說明
1．教學方法：課堂講授中要重點對基本概念、基本方法和解題思路的講解；採用啟發式教學，培養學生思考問題、分析問題和解決問題的能力；引導和鼓勵學生通過自學獲取知識；調動學生學習的主觀能動性。以各種效能的「基本概念——物理本質——工程意義——影響因素——指標測試評價方法——應用」為主線，聯絡實際並注重培養學生的創新能力。
2．教學手段：本課程屬於專業基礎課，在教學中可採用電子教案、cai課件及多**教學系統等先進教學手段，處理好重點與難點。啟發式教學，實現「課堂介紹＋答疑」教學互動。
通過教授例項、作業和實驗結合，重點強化學生運用知識的能力。以求在有限的學時內，全面、高質量地完成課程教學任務。
（四）對先修課的要求
本課程的先修課程有金屬工藝學、大學物理等。本課程將為機械設計、專業課的課程設計、畢業設計等實踐環節的學習打下良好基礎。
（五）對習題課、實踐環節的要求
1．對重點、難點章節（如：斷裂韌度、疲勞等）應安排習題課，例題的選擇以培養學生消化和鞏固所學知識，用以解決實際問題為目的。
2．課後作業要少而精，內容要多樣化，作業題內容必須包括基本概念、基本理論及計算方面的內容，作業要能起到鞏固理論，掌握計算方法和技巧，提高分析問題、解決問題能力，學生必須獨立、按時完成課外習題和作業，作業的完成情況應作為評定課程成績的一部分。
3．每個學生要完成大綱中規定的必修實驗，通過實驗環節，學生應掌握硬度的測定方法，獲得實驗操作的基本訓練。實驗成績作為評定課程成績的一部分。
（六）課程考核方式
1．考核方式：考試
2．考核目標：在考核學生的材料力學效能的基本知識、基本原理和方法的基礎上，重點考核學生的基本概念、分析能力、計算能力以及解決問題能力。
3．成績構成：本課程的總成績主要由三部分組成：平時成績（包括作業情況、出勤情況等）佔10%，實驗成績佔10~20%，期末考試成績佔70~80%。
平時成績由任課教師視具體情況按百分制給出；實驗成績由實驗老師參照相關規定按百分制給出，實驗無成績或實驗不及格，取消期末考試資格，總成績直接以不及格計。
（七）參考書目
《工程材料力學效能》，束德林等編，機械工業出版社，2008
《機械設計》，高澤遠、姚玉泉等編，東北大學出版社，1991
《材料力學效能》，王吉會等編，天津大學出版社，2006
《材料效能學》，王叢曾編，北京工業大學出版社，2001 ~
《金屬力學效能實驗》，何肇基編，出版冶金工業出版社，1988
二、中文摘要
本課程是機械類專業學生必修的一門主幹專業基礎課。課程通過對材料在不同的載荷和使用條件下的力學效能的講授，使學生掌握材料力學效能的基本知識、基本原理和基本方法，並具有初步分析工程實際問題的能力。注重材料力學效能的概念、微觀組織結構與巨集觀力學效能之間的客觀規律性聯絡。
是材料工程領域聯絡設計、選材和工藝的紐帶。掌握各種指標的物理概念、實用意義和測試方法；分析各種因素對力學效能指標的影響，為機械設計和製造過程中正確選擇和合理使用材料提供依據，為研製新材料，充分發揮材料效能潛力指明方向，並為機器零件或構件的失效分析提供堅實的基礎。課程主要內容包括金屬材料在靜載荷如拉伸、壓縮、彎曲、扭轉下的力學效能，硬度，衝擊載荷下的力學效能，斷裂韌度，疲勞，應力腐蝕，氫脆，磨損，高溫力學效能。
本課程將為後續課程的學習以及相關課程設計、畢業設計等打下重要的基礎。
三、課程學時分配表
四、教學內容及基本要求
第1部分材料單向靜拉伸載荷下的力學效能
總學時(單位：學時):4 講課:4 實驗:0 上機:0
第1.1部分應力—應變曲線與彈性變形及其效能指標（講課2學時）
具體內容: 掌握材料靜拉伸變形行為，應力-應變曲線，彈性變形及其效能指標。了解材料彈性比功。
重點: 拉伸應力-應變曲線
難點：真實應力、真實應變
第1.2部分塑性變形及其效能指標與斷裂（講課2學時）
具體內容: 掌握材料的塑性變形及其效能指標，斷裂型別
重點: 塑性變形及其效能指標
難點: 縮頸判據
第2部分材料在其它靜載下的力學效能
總學時(單位：學時):6 講課:4 實驗:2 上機:0
第2.1部分壓縮、扭轉、彎曲與缺口試樣靜載力學效能（講課2學時）
具體內容: 掌握壓縮、扭轉、彎曲力學效能，了解缺口試樣靜載力學效能
第2.2部分硬度（講課2學時）
具體內容: 掌握布氏、洛氏、維氏硬度的表徵方法，測試方法及應用。了解努氏、肖氏硬度。
重點: 布氏、洛氏、維氏硬度的表徵方法及應用。
難點: 洛氏硬度測定原理
第2.3部分硬度實驗（實驗2學時）
具體內容: 掌握布氏、洛氏硬度的測定方法。
第3部分材料的衝擊韌性及低溫脆性
總學時(單位：學時):2 講課:2 實驗:0 上機:0
具體內容: 掌握材料的衝擊韌性測定實驗原理以及衝擊韌性效能。了解低溫脆性以及韌脆轉變溫度的影響因素。
重點: 衝擊韌性測定實驗原理以及衝擊韌性效能。
難點: 韌脆轉變溫度的表徵方法。
第4部分材料的斷裂韌度
總學時(單位：學時):6 講課:6 實驗:0 上機:0
4.1 斷裂韌度（講課2學時）
具體內容: 掌握材料的斷裂韌度的基本理論。了解斷裂韌度的測試方法。
重點: 斷裂韌度的基本理論。
難點: 斷裂韌度的基本理論。
4.2材料斷裂韌度的影響因素與工程應用（講課4學時）
具體內容: 掌握斷裂韌度的影響因素及計算方法。了解斷裂韌度jic。
重點: 斷裂韌度的計算方法與應用。
難點: 斷裂韌度的應用。
第5部分材料的疲勞效能
總學時(單位：學時):6 講課:6 實驗:0 上機:0
5.1金屬疲勞特點、疲勞曲線與疲勞力學效能（講課2學時）
具體內容: 掌握金屬疲勞的特點、疲勞曲線與基本的疲勞力學效能。了解抗疲勞過載能力和疲勞缺口敏感度。
重點: 疲勞曲線與基本的疲勞力學效能。
難點: 疲勞圖。
5.2 疲勞裂紋擴充套件速率、疲勞門檻值、疲勞強度影響因素（講課4學時）
具體內容: 疲勞裂紋擴充套件曲線、疲勞裂紋擴充套件速率曲線、疲勞強度的影響因素。了解疲勞機理及低周疲勞。
重點: 疲勞裂紋擴充套件曲線、疲勞裂紋擴充套件速率曲線、疲勞強度的影響因素。
難點: 疲勞裂紋擴充套件速率曲線。
第6部分材料的應力腐蝕和氫脆斷裂
總學時(單位：學時):2 講課:2 實驗:0 上機:0
具體內容: 掌握應力腐蝕抗力指標及防止應力腐蝕的措施，氫脆抗力指標及防止氫脆的措施。了解應力腐蝕與氫脆的機理。
重點: 應力腐蝕抗力指標及防止措施，氫脆抗力指標及防止措施。
難點: 應力腐蝕與氫脆的機理。
第7部分材料的磨損
總學時(單位：學時):2 講課:2 實驗:0 上機:0
具體內容: 掌握磨損的型別、特點及提高耐磨性的措施。了解磨損實驗方法。
重點: 磨損的型別、特點及提高耐磨性的措施。
難點: 接觸疲勞。
第8部分材料的高溫力學效能
總學時(單位：學時):2 講課:2 實驗:0 上機:0
具體內容: 掌握高溫力學效能指標及影響因素。了解蠕變機理。
重點: 高溫力學效能指標的表徵。
難點: 蠕變機理。
第9部分高分子、陶瓷、複合材料的力學效能（簡介）
總學時(單位：學時):2 講課:2 實驗:0 上機:0
具體內容: 掌握高分子、陶瓷、複合材料的力學效能的基本知識。了解高分子的力學行為。
材料力學效能大連理工大學課後思考題答案
第一章單向靜拉伸力學效能 一 解釋下列名詞。1彈性比功 金屬材料吸收彈性變形功的能力，一般用金屬開始塑性變形前單位體積吸收的最大彈性變形功表示。2 滯彈性 金屬材料在彈性範圍內快速載入或解除安裝後，隨時間延長產生附加彈性應變的現象稱為滯彈性，也就是應變落後於應力的現象。3 迴圈韌性 金屬材料在交變載...
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