1、四 川 大 學 教 案【首頁】課程名稱材料力學（IV）授課專業各專業年級03課程編號30500925課程類型必修課校級公共課（）；基礎或專業基礎課（ ）；專業課（ ）選修課限選課（ ）；任選課（ ）授課方式課堂講授（）；實踐課（ ）考核方式考試（）；考查（ ）課程教學總學時數48學 分 數3學時分配課堂講授 48學時； 實踐課 學時（注：實驗單獨設課）教材名稱材料力學（）作 者單輝祖出版社及出版時間高等教育出版社 2003指定參考書Mechanics of Materials材料力學（）（）Mechanics of Materials工程力學教程（）（） 作 者J. Gere劉鴻文F. P.

2、Beer范欽珊出版社及出版時間機械工業出版社 2003高等教育出版社 2003清華大學出版社 2003高等教育出版社 1998授課教師李亞蘭職 稱講師單 位建環學院授課時間2006.22006.7注：表中（ ）選項請打“”推薦精選四 川 大 學 教 案【理、工科】周 次第 1 周， 第 1 次課備 注章 節名 稱第一章 緒論本課程的教學應將啟迪學生思維放在極其重要的位置。以多媒體為教學的主要手段，充分利用多媒體信息量大的優勢，同時注意與學生的認知規律相結合。基于多年教學實踐和教學改革的經驗，在教學中，沒有完全按照主教材的順序和內容來安排教學。考慮學生自學的方便，每章開始時，都在電子教案中標識出

3、本章內容在主教材出現的頁碼。授 課方 式理論課（）；實踐課（）；實習（）教學時數2教學目的及要求1. 通過圖片和實例，說明本課程與工程實踐和生活實踐的緊密關系；2. 了解本課程的主要內容和主要方法。教學內容提要時間分配序：材料力學，你身邊的科學1. 材料力學的主要內容工程構件的力學分析（強度、剛度、穩定性） 固體力學的基礎性概念（應力、應變、本構關系）2. 材料力學的基本假定 關于材料性質的假定（連續性、均質性 各向同性） 關于變形的假定（小變形）3. 材料力學的主要研究對象 工程構件的基本類型（桿、板、殼、體） 桿件的支承形式 桿件變形的基本形式（拉壓 、扭轉、彎曲、剪切） 桿件的不同用途和

4、形式 桿件變形的平截面假設 4. 材料力學的研究方法 力學分析、物理分析、幾何分析1020202515第1頁推薦精選教學重點與難點1. 區別強度與剛度的概念2. 小變形假定帶來的方便：可以在未變形的構形中進行計算3. 與理論力學的聯系與區別 力的平移定理 力系的等效（通過實例說明）在電子教案中，專設了“分析與討論”欄目，應組織學生討論。要注意發揮學生的參與積極性，必要時給予一定的提示或引導。討論、練習、作業1. 分析和討論：下面的結構具有什么變形效應？（拉彎組合、彎扭組合、斜彎曲的初步認識）2. 分析和討論：力的可移性和力偶在平面內的任意移動性，對剛體和變形體的不同影響。可以總結出什么規律？教

5、學手段多媒體教學，必要時使用黑板參考資料劉鴻文，材料力學（），pp1 11薛明德，力學與工程技術的進步，pp124，2646注：教案按授課次數填寫，每次授課均應填寫一份。重復班授課可不另填寫教案。第2頁推薦精選四 川 大 學 教 案【理、工科】周 次第 1 周， 第 2 次課備 注章 節名 稱第二章 內力與內力圖2.1 內力定義和符號規定 2.2 內力方程及內力圖授 課方 式理論課（）；實踐課（）；實習（）教學時數2教學目的及要求本章是本課程重要的組成部份。本章要使學生掌握桿件內力分析的基本方法，具體要求是：1. 準確理解桿件內力的定義和符號規定。2. 能正確利用截面法建立桿件的內力方程。3.

6、 能利用截面法迅速求出指定截面的內力。教學內容提要時間分配2.1 內力定義和符號規定1. 內力的定義截面上的三個主矢：軸力及兩個剪力截面上的三個主矩：扭矩及兩個彎矩2. 桿件內力與變形的關系3. 內力的符號規定內力符號規定的原則軸力、扭矩、剪力、彎矩的符號規定2.2 內力方程及內力圖用截面法求內力方程，依據方法和步驟例題（四則：拉壓、扭轉各一例，彎曲兩例，詳見電子教案）課堂練習155104020第3頁推薦精選教學重點與難點1. 應透徹理解內力符號規定與外力的區別，尤其應熟練掌握軸力和彎矩的正負規定。內力的符號是根據它所引起桿件的變形趨勢規定的，這一點與理論力學不同。2. 截面法是建立內力方程的

7、最基本的方法，應熟練掌握。注意先將未知內力設正，建立方程時，內力和外力統一地按理論力學的規則進入方程。因此建立內力方程過程中事實上用了兩套符號規定。3. 但是在求某個指定截面的內力時，盡量用更簡便的方法，不必總是通過建立內力方程求解。4. 計算梁橫截面的內力時，應特別注意外力的方向與其引起的內力符號的關系，以保證內力的正負號正確。在電子教案中，專設了“動腦又動筆”欄目，這是本課程實現課堂練習的主要途徑。討論、練習、作業1. 動腦又動筆：將彎矩和剪力分別對 x 求導。由此能得到什么啟示？2. 動腦又動筆：四則練習（列于電子教案中）作業：習 題：2-1（d），2-2，4-1（d）， 5-1（d），

8、5-2（f）5-6（c）、（d）、（e）、（f） 教學手段多媒體教學，必要時使用黑板參考資料J. Gere，Mechanics of Materials，pp271371劉鴻文，材料力學（），pp74 76, pp112137注：教案按授課次數填寫，每次授課均應填寫一份。重復班授課可不另填寫教案。第4頁推薦精選四 川 大 學 教 案【理、工科】周 次第 2 周， 第 1 次課備 注章 節名 稱第二章 內力與內力圖2.3 梁的平衡微分方程及其應用授 課方 式理論課（）；實踐課（）；實習（）教學時數2教學目的及要求1. 能準確掌握集中力、集中力偶矩和均布荷載對剪力圖彎矩圖的影響。2. 能利用梁的平

9、衡微分關系熟練畫出梁的剪力彎矩圖。教學內容提要時間分配2.3 梁的平衡微分方程及其應用 控制面2.3.1 梁的平衡微分方程 梁的平衡微分方程推導，意義控制面 AB 之間只有分布荷載作用，剪力彎矩圖的規律2.3.2 梁承受集中荷載的情況 集中力，剪力彎矩圖規律 集中力偶矩，剪力彎矩圖規律2.3.3 根據外荷載畫剪力彎矩圖 荷載形式、剪力圖和彎矩圖之間的關系 例題二則，見電子教案根據外荷載直接畫剪力圖彎矩圖的要點課堂練習二則，見電子教案例題二則，見電子教案加快畫圖速度的若干技巧改錯一則，見電子教案本章內容小結21515101031010555第5頁推薦精選教學重點與難點1. 正確地計算支座反力是繪

10、制內力圖的關鍵，應確保無誤。利用平衡方程求出支反力后，應進行校核。 2. 梁的平衡微分方程的主要用途之一就是直接根據外荷載畫剪力彎矩圖，它在畫圖中的主要功能是明確圖線的走向。3. 應熟練掌握集中力和集中力偶矩對剪力彎矩圖的影響。集中力引起剪力圖的躍變，使彎矩圖在該處出現尖點；集中力偶矩引起彎矩圖的躍變，但不直接影響該點的剪力圖。但應注意勿將外力和內力混為一談。4. 注意標出剪力彎矩圖中的峰值和關鍵截面的數據。這些數據可用力學的方法或幾何的方法獲得。剪力數據由荷載圖相應區段的面積導出，彎矩數據由剪力圖相應區段的面積導出。注意此處面積的正負。5. 梁的平衡微分方程是在只考慮橫向分布力時建立的。當存

11、在著其它形式的荷載（例如分布力偶矩）時，應根據微元區段平衡的方法重新建立微分方程。新建立的方程可能與一般梁的平衡微分方程（彎矩的導數是剪力、剪力的導數是分布荷載）不同。討論、練習、作業1. 動腦又動筆：二則，見電子教案2. 分析和討論：荷載作用在中間鉸處，如何繪剪力圖和彎矩圖？哪段有變形？哪段有位移？變形與位移的區別如何？3. 分析和討論：如果已知剪力圖，可以完全確定彎矩圖嗎？如果已知彎矩圖，可以完全確定剪力圖嗎？作業：習題：5-6（a）、（g）、（h），5-11，5-13（a） 教學手段多媒體教學，必要時使用黑板參考資料J. Gere，Mechanics of Materials，pp271

12、371劉鴻文，材料力學（），pp112137注：教案按授課次數填寫，每次授課均應填寫一份。重復班授課可不另填寫教案。推薦精選第6頁四 川 大 學 教 案【理、工科】周 次第 2 周， 第 2 次課備 注章 節名 稱第三章 固體力學的基本概念3.1 應力的概念 3.2 應變的概念授 課方 式理論課（）；實踐課（）；實習（）教學時數2教學目的及要求通過本章學習，要使學生初步掌握固體力學的基本概念，了解研究材料力學性能的主要觀點和視角。具體要求是：1. 初步掌握應力和應變的概念：，并能進行簡單的計算。2. 準確理解切應力互等定理。教學內容提要時間分配推薦精選3.1 應力的概念3.1.1 應力的定義1

13、. 定義應力矢量，正應力，切應力，應力的單位 2. 應力的特點 應力矢量與微元面的方位有關 正應力和切應力的變形效應 例題兩則（切應力的合成，正應力的合成）3.1.2 切應力互等定理 證明及討論3.2 應變的概念應變的引入正應變，切應變，應變的量綱例題兩則（正方形的剪切變形，應變是變量的情況）討論力學家與材料力學史 Cauchy3515382第7頁教學重點與難點1. 應力矢量是與一定的微元面相聯系的。離開了微元面應力矢量便無從談起。而微元面方位的表征則是其法向單位矢量n。應力矢量有兩種分量：正應力和切應力。2. 桿件橫截面上各處應力數值可能是不同的，因而應力是橫截面各處力作用現象的局部的具體的

14、描述。而內力則是橫截面上力作用現象的整體性描述。這樣，應力的積分，以及應力對軸的矩的積分，就構成了內力。正應力的積分構成軸力，切應力的積分構成剪力。正應力對面內軸的矩的積分構成彎矩，切應力對桿件軸的矩的積分構成扭矩。3. 切應力互等定理與材料性能無關。盡管推導切應力互等定理時只考慮了單純切應力的存在，但是，如果有正應力存在，這一定理仍然是成立的。4. 變形有兩種基本形式：微元線段的伸長（壓縮），和兩個微元線段夾角的變化。正應變和切應變就是這兩種變形形式的描述。推薦精選討論、練習、作業1. 分析和討論：應力與力有什么區別？應力與壓強有什么區別？微元體的應力分量本身直接構成平衡關系嗎2. 分析和討

15、論：桿件橫截面上的內力和應力是什么關系？3. 分析和討論：切應力互等定理與材料力學性能有關嗎？下列情況是切應力互等定理所表述的內容嗎？4. 分析和討論：圖示 A 點的切應變分別為多少？下面的結論中哪些是錯誤的？（圖形見電子教案）5. 分析和討論：為什么要用直角的變化量來定義切應變？能不能用線段偏移的角度來定義切應變？作業：習 題：1-2，1-3，1-5 教學手段多媒體教學，必要時使用黑板參考資料J. Gere，Mechanics of Materials，pp148劉鴻文，材料力學（），pp 110, 19 32注：教案按授課次數填寫，每次授課均應填寫一份。重復班授課可不另填寫教案。第8頁四

16、川 大 學 教 案【理、工科】周 次第 3 周， 第 1 次課備 注章 節名 稱第三章 固體力學的基本概念3.3 材料力學性能與本構關系 3.4 構件的安全性由于學生準備知識不足，關于材料拉伸試驗本章只考慮實驗現象，而破壞機理的解釋放入應力應變推薦精選章。授 課方 式理論課（）；實踐課（）；實習（）教學時數2教學目的及要求1. 了解常用工程材料在拉伸壓縮時的力學性能，了解人們是通過哪些方面去研究材料力學性能的。2. 初步掌握 Hooke 定律的含義，了解彈性模量和Poisson 比的概念。3. 了解構件安全性的內容。教學內容提要時間分配3.3 材料力學性能與本構關系3.3.1 材料力學性能介紹

17、1. 各向同性和各向異性 2. 塑性和脆性 3. 彈塑性和粘彈性4. 影響材料力學性能的其它因素3.3.2 本構關系的概念1. 線彈性體的 Hooke 定律 Hooke 定律，線彈性體的 Poisson 效應，各向同性線彈性體力學常數間的關系力學家與材料力學史 Hooke，Young，Poisson2. 彈塑性體本構模型3.4 構件的安全性 實際構件與理想構件的差異，安全系數，強度，剛度，穩定性本章內容小結401551015 5第9頁推薦精選教學重點與難點1. 材料的力學性能的描述有多個視角。各向同性與各向異性是針對力學性能的方向性而言的；塑性和脆性是針對破壞時的變形程度而言的；彈塑性和粘彈性

18、是針對變形的時間效應而言的。這些視角是交叉的。2. 低碳鋼拉伸試驗呈現出典型的塑性性質。其最重要指標有比例極限、屈服極限和強度極限。鑄鐵拉伸試驗則呈現出典型的脆性性質，其重要指標是強度極限。3. Hooke 定律是諸多本構關系中最簡單的一種。常用工程材料在應力水平不高的情況下都呈現出這種關系。4. 描述各向同性彈性體的獨立的力學常數只有兩個，因此，楊氏彈性模量、剪切彈性模量和泊松比之間一定存在著聯系。5. 塑性材料的破壞以應力達到屈服極限為標志，脆性材料的破壞以應力達到強度極限為標志。討論、練習、作業1. 動腦又動筆：圖中桿件產生均勻形變，試求板中寬度 b 的伸長量。作業：習 題：2-5，2-

19、6，2-7，2-8 教學手段多媒體教學，必要時使用黑板參考資料J. Gere，Mechanics of Materials，pp148劉鴻文，材料力學（）， pp 110, 19 32注：教案按授課次數填寫，每次授課均應填寫一份。重復班授課可不另填寫教案。推薦精選第10頁四 川 大 學 教 案【理、工科】周 次第 3 周， 第 2 次課備 注章 節名 稱附錄 截面圖形的性質授 課方 式理論課（）；實踐課（）；實習（）教學時數2教學目的及要求本章是為拉壓、扭轉、彎曲應力表述做準備的。通過本章的學習，學生應熟悉截面的主要幾何特征和規律。本章要求學生：1. 掌握截面圖形的各類一次矩、二次矩的定義并能

20、進行正確的計算。2. 熟練掌握典型截面的二次矩。3. 掌握形心在計算面積矩和慣性矩中所起的作用并能進行熟練的計算，熟練掌握平行移軸定理。教學內容提要時間分配一、幾何圖形的一次矩 面積矩（靜矩）、形心公式、組合圖形例題三則（極坐標、求和法、負面積法各一則）二、幾何圖形的二次矩慣性矩、慣性積、極慣性矩的定義例題二則（三角形、極坐標各一則）課堂練習二則常見圖形的慣性矩、極慣性矩組合圖形三、平行移軸定理平行移軸定理的引出及證明平行移軸定理注意點、重要結論例題（T型截面）課堂練習一則本章內容小結2040255推薦精選第11頁教學重點與難點1. 靜矩的數值可正可負。若圖形關于某軸的靜矩為零，說明該軸過形心

21、。2. 慣性矩的數值是恒正的。在一組平行線中，圖形對于過形心的那條線的慣性矩為最小，對于距離形心最遠的那條線的慣性矩為最大。3. 平行移軸公式是計算慣性矩的主要工具，應熟練掌握。應用這組公式時，應保證其中一組坐標系是形心坐標系。同時應注意，所求的如果是形心軸的慣性矩，公式中應出現減號。討論、練習、作業1. 分析和討論：用微元面積條將二重積分化為單重積分時應注意什么？2. 動腦又動筆：求矩形關于坐標軸的慣性矩與慣性積。3. 動腦又動筆：矩形和圓的慣性矩與慣性積。4. 動腦又動筆：求直角三角形對于過形心的 C 軸的慣性矩。5. 分析和討論：如圖的三角形對哪一根軸的慣性矩最小？對哪一根軸的慣性矩最大

22、？6. 把本章主要內容歸納于一個表格（見電子教案）作業：習 題：A-1（a），A-2， A-3（b），A-4 A-5 ，A-7 教學手段多媒體教學，必要時使用黑板參考資料J. Gere，Mechanics of Materials，pp815844劉鴻文，材料力學（），pp 373391注：教案按授課次數填寫，每次授課均應填寫一份。重復班授課可不另填寫教案。推薦精選第12頁四 川 大 學 教 案【理、工科】周 次第 4 周， 第 1 次課備 注章 節名 稱第四章 拉伸與壓縮 4.1 拉壓桿的應力 授 課方 式理論課（）；實踐課（）；實習（）教學時數2教學目的及要求通過本章的學習，學生應掌握拉壓

23、桿件的強度和剛度的分析方法，具體要求是：1. 正確應用桿件拉壓正應力公式和變形公式，能熟練地進行拉壓問題的強度和剛度分析。2. 了解應力集中現象和圣維南原理。教學內容提要時間分配4.1 拉壓桿的應力背景材料4.1.1 橫截面上的應力1. 橫截面上正應力公式2. 正應力公式的應用 例題四則（強度校核、截面尺寸、許用荷載）討論例題一則（優化型題目）3. 拉壓正應力公式的適用范圍 4. 應力集中5. 圣維南原理4.1.2 斜截面上的應力斜截面上的應力公式 斜截面上應力大小的形象 例題（一則）55501515推薦精選第13頁教學重點與難點1. 在直桿中，只有軸向拉（壓）力的作用線與桿件軸線（各橫截面形

24、心的連線）重合時才產生單純的拉或壓的變形效應。2. 橫截面上的正應力均布，切應力為零；橫截面上的正應力是所有可能截面上的正應力的最大值。斜截面上正應力與切應力也都是均布的，45°截面上的切應力是所有可能截面上的切應力的最大值。在任何平行于軸線的面（包括平面和曲面）上，既無正應力又無切應力。3. 注意正應力公式的適用范圍，尤其要重視應力集中現象。討論、練習、作業1. 分析與討論：為什么脆性材料構件中的應力集中比塑性材料中的應力集中更危險？作業：習 題：2-4， 2-13，2-153-2，3-12（a），3-13教學手段多媒體教學，必要時使用黑板參考資料J. Gere，Mechanics

25、 of Materials，pp148, pp67115劉鴻文，材料力學（），pp 1272注：教案按授課次數填寫，每次授課均應填寫一份。重復班授課可不另填寫教案。推薦精選第14頁四 川 大 學 教 案【理、工科】周 次第 4 周， 第 2 次課備 注章 節名 稱第四章 拉伸與壓縮4.2 拉壓桿的變形和位移 4.3 拉壓超靜定問題 在超靜定問題分析中，要突出力學分析、物理分析、幾何分析三個關鍵環節。以提高學生總體把握力學問題的能力。授 課方 式理論課（）；實踐課（）；實習（）教學時數2教學目的及要求1. 能正確計算簡單桁架結點的位移。2. 能正確分析和計算簡單拉壓超靜定問題。教學內容提要時間分

26、配推薦精選4.2 拉壓桿的變形和位移4.2.1 拉壓桿的變形計算公式 一般公式的推導 特殊情況下的應用4.2.2 簡單桁架結點位移計算 分析 簡單桁架結點位移計算的注意點 例題（二則）4.3 拉壓超靜定問題1靜定與超靜定2拉壓超靜定問題的解法 靜力平衡條件 物理條件 協調條件 例題（二則，桁架，兩端固定桿） 本章內容小結概念性是非判斷題訓練1525525515第15頁教學重點與難點1. 變形量的計算中，如果是變截面，或者存在著軸向分布荷載，則必須用積分式。2. 簡單桁架結點位移計算中，必須先計算各桿軸力并確定每個桿件是受拉或是受壓。對于零桿或剛性桿，則在結點原處畫桿件的垂線。3. 在超靜定問題

27、中，必須把各桿的拉或壓與其伸長或縮短嚴格對應起來，否則易出錯。4. 在熱應力問題中，桿件中影響變形的因素一般總是包含熱作用和力作用兩種，因此其物理條件應包含溫度和軸力的兩項。一般可以根據物理現象來判斷桿件的拉壓性質，并由此而確定軸力項與溫度項是相加或相減。推薦精選討論、練習、作業1. 分析與討論：在平面桿件內劃條斜直線，當桿件受均勻拉伸時，該斜線作平行位移嗎？2. 動腦又動筆：桿的單位長度重量為 q，抗拉剛度為EA，求桿由自重引起的伸長量。（圖見電子教案）3. 動腦又動筆：計算 A 點橫向和豎向位移。（圖見電子教案）4. 分析與討論：下列情況的協調條件如何表述？（圖見電子教案）5. 分析與討論

28、：混凝土和鋼筋各有何種預應力？混凝土構件采用預應力的處理有什么好處？6. 分析與討論：右圖結構中，破壞面在何處？（圖見電子教案）7. 概念性是非判斷題訓練作業：習 題：3-11， 3-16，3-23，3-24（a）， 3-28，3-32 2-17，2-22 教學手段多媒體教學，必要時使用黑板參考資料J. Gere，Mechanics of Materials，pp67115劉鴻文，材料力學（），pp1272注：教案按授課次數填寫，每次授課均應填寫一份。重復班授課可不另填寫教案。第16頁四 川 大 學 教 案【理、工科】周 次第 5 周， 第 1 次課備 注章 節名 稱第五章 扭轉5.1 圓軸扭

29、轉的應力與變形 5.2 圓軸扭轉的強度與剛度計算授 課方 式理論課（）；實踐課（）；實習（）教學時數2推薦精選教學目的及要求通過本章的學習，學生應掌握圓軸扭轉的強度和剛度的分析方法，了解非圓截面桿扭轉的有關計算。具體要求是：1. 掌握導出圓軸扭轉時橫截面上切應力公式的方法。2. 掌握圓軸扭轉時橫截面上的切應力分布規律，并能熟練地進行圓軸扭轉的強度和剛度的計算。教學內容提要時間分配5.1 圓軸扭轉的應力與變形 背景材料5.1.1 傳動軸的外力偶矩5.1.2 圓軸扭轉的平截面假設5.1.3 圓軸扭轉時橫截面上的應力 推導思路 公式推導 橫截面上的切應力的分布規律 5.1.4 圓軸扭轉的變形一般公式

30、 特殊情況下的應用 5.2 圓軸扭轉的強度與剛度計算強度條件 剛度條件 例題（三則，實心與空心軸，空心軸扭轉角，截面應力合成）密圈螺紋彈簧橫截面上的切應力力學家與材料力學史（庫侖）3552015322152第17頁推薦精選教學重點與難點1. 圓軸扭轉時橫截面上的正應力為零，切應力沿半徑線性分布，方向垂直于半徑。在圓心處切應力為零，外緣處最大。空心圓截面內緣處有最小的切應力。2. 圓軸扭轉時過軸線的縱截面上有分布的切應力，這些切應力的整體效應是構成一個力偶矩。3. 圓軸橫截面的極慣性矩包含直徑的四次方，抗扭截面系數包含直徑的三次方。空心圓截面中，無論是慣性矩，或者是抗扭截面系數，都包含了a 的四

31、次方。4. 對于變扭矩、變截面的圓軸應用積分式計算扭轉角。對分段等截面圓軸的組合軸，應分段計算扭轉角，再求和得總扭轉角；此類軸的最大切應力不一定是在扭矩最大的橫截面上。 討論、練習、作業1. 分析與討論：圓軸扭轉時橫截面上切應力方向為什么總是垂直于半徑的？2. 分析與討論：如圖結構的相對轉角該如何計算？（圖見電子教案）3. 分析與討論：從軸的扭轉強度考慮，哪一種布置最合理？（圖見電子教案）4. 分析與討論：軸中部以下的½區域是如何平衡的？作業：習題：4-5，4-10， 4-13，4-29，4-16， 4-17 ， 4-19教學手段多媒體教學，必要時使用黑板參考資料J. Gere，Me

32、chanics of Materials，pp187248劉鴻文，材料力學（），pp73111注：教案按授課次數填寫，每次授課均應填寫一份。重復班授課可不另填寫教案。推薦精選第18頁四 川 大 學 教 案【理、工科】周 次第 5 周， 第 2 次課備 注章 節名 稱第五章 扭轉5.3 圓軸扭轉的超靜定問題 5.4 非圓截面軸扭轉的應力授 課方 式理論課（）；實踐課（）；實習（）教學時數2教學目的及要求1. 能進行簡單的扭轉超靜定問題的分析計算。2. 了解非圓截面桿件和薄壁桿件扭轉時最大切應力和變形的計算。教學內容提要時間分配5.3 圓軸扭轉的超靜定問題求解圓軸扭轉超靜定問題的思路 例題（二則，

33、套裝，承受分布轉矩的軸） 本章內容小結1概念性是非判斷題訓練2動腦又動筆：見電子教案53551530第19頁推薦精選教學重點與難點1. 在超靜定問題中，應抓住平衡條件、物理條件和協調條件三個環節。討論、練習、作業1. 概念性是非判斷題訓練2. 動腦又動筆作業：習題：4-21（c）（d），4-23 ，4-32，4-34教學手段多媒體教學，必要時使用黑板參考資料J. Gere，Mechanics of Materials，pp187248劉鴻文，材料力學（），pp73111注：教案按授課次數填寫，每次授課均應填寫一份。重復班授課可不另填寫教案。第20頁推薦精選四 川 大 學 教 案【理、工科】周

34、次第 6 周， 第 1 次課備 注章 節名 稱第六章 彎曲應力6.1 彎曲正應力理想實驗是通過邏輯分析導出結論的一種方法，目的是把學生對力學現象的感性認識提高到理性認識，提高學生的邏輯分析和判斷能力。本節的理想實驗是驗證型的，即證實單向受力假定。理想實驗的步驟方法詳見電子教案。授 課方 式理論課（）；實踐課（）；實習（）教學時數2教學目的及要求本章是本課程最重要的部份之一。通過本章學習，學生應全面而準確地掌握梁彎曲及組合變形的強度分析的方法及其工程應用。具體要求是：1. 掌握彎曲正應力公式推導的方法。2. 熟練掌握橫截面上彎曲正應力的分布規律，并能正確熟練地進行梁的強度分析。教學內容提要時間分

35、配第六章 彎曲應力背景材料6.1 彎曲正應力6.1.1 梁彎曲的基本概念1. 梁的平面彎曲 2. 純彎曲和橫力彎曲 3. 關于梁彎曲的假定 理想實驗（單向受力假定）4. 中性面和中性軸6.1.2 橫截面上的正應力公式橫截面正應力公式的推導思路 公式的推導 橫截面上的正應力分布規律 6.1.3 梁的正應力計算1. 正應力公式的使用注意點及應用范圍 2. 最大正應力計算（中性軸是對稱軸） 例題（一則：確定截面尺寸）3. 最大正應力計算（中性軸不是對稱軸） 例題（三則：最大正應力，疊合粱、確定截面尺寸比例） 力學家與材料力學史（伽利略、雅可布·伯努利）330 15402推薦精選第21頁教學

36、重點與難點1. 彎曲梁的橫截面上，以中性軸為界，一側受拉而另一側受壓。彎矩圖向上為正的規定使彎矩圖總是畫在受壓一側。2. 彎曲梁的橫截面上，正應力呈線性分布，中性軸上正應力為零，離中性軸越遠處正應力數值越大。因此，若中性軸是對稱軸，則最大拉應力與最大壓應力相等，進行強度計算時只需選擇最大彎矩的截面就可以了。若中性軸不是對稱軸，則最大拉應力與最大壓應力不相等，這樣，最大拉應力與最大壓應力就可能不在同一截面上出現。這時一般應在最大彎矩的截面和次大彎矩的截面上進行計算。討論、練習、作業1. 理想實驗（單向受力假定）在簡支梁承受集中荷載的情況下驗證單向受力假定。2. 動腦又動筆：撐桿跳過程中某時刻跳桿

37、最小曲率半徑為 7.5m，增強玻璃鋼跳桿直徑為 40 mm，E = 120 GPa，求此時桿中的最大正應力。3. 分析與討論：哪些情況下會出現最大拉應力和最大壓應力不在同一橫截面上的現象？4. 分析與討論：兩梁固結和兩梁間光滑接觸橫截面上應力是如何分布的？為什么兩梁間無摩擦時， 橫截面上的彎矩由兩梁均分？作業：習題：6-2，6-5， 6-16， 6-17， 6-18教學手段多媒體教學，必要時使用黑板參考資料J. Gere，Mechanics of Materials，pp311375劉鴻文，材料力學（），pp138175注：教案按授課次數填寫，每次授課均應填寫一份。重復班授課可不另填寫教案。推

38、薦精選第22頁四 川 大 學 教 案【理、工科】周 次第 6 周， 第 2 次課備 注章 節名 稱第六章 彎曲應力6.2 彎曲切應力 6.3 梁的強度及破壞授 課方 式理論課（）；實踐課（）；實習（）教學時數2教學目的及要求1. 熟練掌握橫截面上彎曲切應力的分布規律和計算方法。2. 認識和掌握提高梁強度的主要措施。教學內容提要時間分配6.2 彎曲切應力1矩形截面中的彎曲切應力 假定 公式推導 切應力分布規律2其他截面中的彎曲切應力 3常用截面最大彎曲切應力公式 公式 例題（二則：書夾應力分析，懸臂梁組合鉚釘強度分析）力學家與材料力學史（儒拉夫斯基）6.3 梁的強度及破壞6.3.1 梁的強度校核

39、正應力引起的破壞 切應力引起的破壞 例題（復雜荷載梁的最大應力） 校核梁強度的一般流程細長梁中最大正應力與最大切應力量級的比較 影響梁強度的主要因素1852521015510第23頁推薦精選教學重點與難點1. 彎曲梁的橫截面上，切應力一般呈拋物線性分布，中性軸上有最大的切應力，最遠離中性軸的邊緣點（或線）上切應力為零。對實體形桿件，切應力往往不是破壞的主要因素，因此在確定截面尺寸時可以先考慮正應力，再用切應力校核。在薄壁桿件中，切應力的影響必須予以重視。2. 純彎曲情況下中性層上既無正應力，又無切應力。在橫力彎曲情況下，中性層上一定有切應力，但沒有正應力（這一結論在存在分布橫向荷載時是近似的）

40、。3. 改善梁的強度和經濟性的措施有多種。原則上，全梁上彎矩只有一個峰值時，優先考慮最大拉應力與最大壓應力同時達到許用值的方案。全梁上又有正彎矩峰值又有負彎矩峰值時，優先考慮兩個截面上最大拉應力同時達到許用值的方案（尤其是脆性材料）。討論、練習、作業1. 分析與討論：懸臂粱中部下半部份是如何實現力平衡的？2. 動腦又動筆：移動荷載可從簡支梁左端移到右端，試計算橫截面上最大正應力與最大切應力之比。作業：習題：6-11，6-13 ，6-19，6-21，6-24教學手段多媒體教學，必要時使用黑板參考資料J. Gere，Mechanics of Materials，pp311375劉鴻文，材料力學（）

41、，pp138175注：教案按授課次數填寫，每次授課均應填寫一份。重復班授課可不另填寫教案。推薦精選第24頁四 川 大 學 教 案【理、工科】周 次第 7 周， 第 1 次課備 注章 節名 稱第六章 彎曲應力6.3 梁的強度及破壞（續） 6.5 組合變形的應力授 課方 式理論課（）；實踐課（）；實習（）教學時數2教學目的及要求1. 熟練掌握拉彎組合變形中應力的計算。2. 認識和掌握提高梁強度的主要措施。教學內容提要時間分配6.3.2 根據強度設計梁的截面根據荷載方向考慮截面根據材料性質考慮截面等強度梁的概念 例題（一則，變截面梁） 工程中的變截面梁討論 6.5 組合變形的應力1拉壓彎曲組合 實例

42、 應力計算 例題（二則：偏心彎桿，承受側壓的重力塔）例題（二則：吊裝鋼梁，夾具強度計算，含糾錯一則）40151520推薦精選第25頁教學重點與難點1. 改善梁的強度和經濟性的措施有多種。原則上，全梁上彎矩只有一個峰值時，優先考慮最大拉應力與最大壓應力同時達到許用值的方案。全梁上又有正彎矩峰值又有負彎矩峰值時，優先考慮兩個截面上最大拉應力同時達到許用值的方案（尤其是脆性材料）。2. 在拉（壓）與彎曲的組合變形中，危險點的應力都是正應力的代數和。討論、練習、作業1. 分析與討論：等腰三角形截面梁，為什么削去頂尖部分反而增加承載能力？2. 分析與討論：關于提高梁強度的措施（四則：加載方式，支座位置，

43、截面形狀，變截面）。3. 動腦又動筆：如圖的集中荷載 P 可在立柱端面中線上移動，要使立柱橫截面上不產生拉應力，偏心量 e 允許的最大值為多少？（圖見電子教案）作業：習題：11-3，11-4（a）、（b） 教學手段多媒體教學，必要時使用黑板參考資料J. Gere，Mechanics of Materials，pp311375劉鴻文，材料力學（），pp138175, 262289注：教案按授課次數填寫，每次授課均應填寫一份。重復班授課可不另填寫教案。推薦精選第26頁四 川 大 學 教 案【理、工科】周 次第 7 周， 第 2 次課備 注章 節名 稱第六章 彎曲應力6.5 組合變形的應力（續）授

44、課方 式理論課（）；實踐課（）；實習（）教學時數2教學目的及要求1. 熟練掌握拉彎組合變形中應力的計算。2. 熟練斜彎曲中中應力的計算。掌握斜彎曲算法的適用范圍。3. 掌握彎扭組合變形中最大彎曲正應力和扭轉切應力的計算方法。教學內容提要時間分配推薦精選6.5 組合變形的應力（續）2斜彎曲 應力計算 最大拉壓應力 例題（三則：確定截面尺寸，最大正應力） 斜彎曲與拉壓的組合3圓軸的彎扭組合 實例 最大彎曲正應力 最大切應力 例題（二則：直角曲拐，受彎扭的圓軸）本章內容小結概念性是非判斷題訓練5020515第27頁教學重點與難點1. 在拉（壓）與彎曲的組合變形中，在斜彎曲中，危險點的應力都是正應力的

45、代數和。在彎扭組合變形中，危險點的應力則有正應力和切應力兩種。2. 圓軸在承受兩個相互垂直方向的彎矩作用時不能套用斜彎曲最大正應力公式，應計算危險截面上兩個彎矩的幾何和。3. 組合變形危險點在何處，更多地是通過桿件變形的形象來進行判斷的。處理組合變形問題時，不應死套公式，而應吃透方法的實質。雖然組合變形問題是多種多樣的，但處理原則是一致的。 推薦精選討論、練習、作業1. 分析和討論：圓形截面梁斜彎曲問題如何處理？2. 概念性是非判斷題訓練作業：習題：6-21，6-26，6-28，6-29，6-30， 6-38，6-39 綜合訓練三：考察一端固定一端自由的P形截面薄壁桿件在自由端角點處承受斜方上

46、作用力時，在固定端截面上若干點的應力計算。教學手段多媒體教學，必要時使用黑板參考資料J. Gere，Mechanics of Materials，pp311375劉鴻文，材料力學（），pp262289注：教案按授課次數填寫，每次授課均應填寫一份。重復班授課可不另填寫教案。第28頁四 川 大 學 教 案【理、工科】周 次第 8 周， 第 1 次課備 注章 節名 稱第七章 彎曲變形7.1 彎曲變形的概念 7.2 積分法求梁的變形授 課方 式理論課（）；實踐課（）；實習（）教學時數2推薦精選教學目的及要求本章是本課程最重要的組成部份之一。通過本章學習，學生應掌握梁彎曲剛度分析的主要方法及其工程應用。具體要求是：1. 正確理解撓度和轉角的概念，理解撓度曲線微分方程的建立過程，能利用彎矩和約束條件判斷撓度曲線的大致走向。2. 能正確應用積分法求梁的撓度曲線函數。教學內容提要時間分配第七章 彎曲變形背景材料7.1 彎曲變形的概念1. 撓度與轉角 概念 符