1、材料力學課程教學大綱一、課程基本信息英文名稱MechanicsofMaterials課程代碼MEAU3004課程性質大類基礎授課對象機械大類二年級學分4學時72指定教材理論力學I（第四版）單輝祖編著二、課程目標（一）總體目標：材料力學是變形體力學的重要基礎分支之一，是一門為設計工程實際構件提供必要理論基礎的重要技術基礎課，也是一門理論與實驗相結合的課程。材料力學的任務是研究桿件在承受各種荷載時的變形等力學性能。通過學習本課程，使學生掌握將工程實際構件抽象為力學模型的方法；掌握研究桿件內力、應力、變形分布規(guī)律的基本原理和方法；掌握分析桿件強度、剛度和穩(wěn)定性問題的理論與計算；培養(yǎng)對工程構件進行分析

2、和計算等方面的能力。為后續(xù)相關課程的學習，打好力學基礎。（二）課程目標：課程目標1:掌握材料力學的基本理論、基本概論和基本分析方法；具有將一般桿狀結構構件簡化為力學簡圖的初步能力；掌握截面法，熟練運用截面法計算桿件在各種變形形式卜的內力和內力方程，繪制內力圖。（支撐畢業(yè)要求1-2H）課程目標2：掌握桿件在各種變形形式下的應力和變形的理論計算方法；掌握解決超靜定問題的基本分析方法。（支撐畢業(yè)要求2-1H）課程目標3：能熟練運用強度、剛度條件對桿件進行校核和設計，能運用穩(wěn)定條件對壓桿進行穩(wěn)定校核。（支撐畢業(yè)要求2-2H）（要求參照普通高等學校本科專業(yè)類教學質量國家標準，對應各類專業(yè)認證標準，注意對

3、畢業(yè)要求支撐程度強弱的描述，與“課程目標對畢業(yè)要求的支撐關系表一致）（三）課程目標與畢業(yè)要求、課程內容的對應關系7272總計五、教學進度表3：教學進度表周次日期章節(jié)名稱內容提要授課時數作業(yè)及要求備注19/3第1章緒論第2章軸向拉壓應力與材料的力學性能§2-1引言、§2-2軸力與軸力圖311/3第2章軸向拉壓應力與材料的力學性能§2-3-§2-5拉壓桿的應力與圣維南原理材料拉伸力學性能材料拉壓力學力學性能進一步研兗2216/3第2章軸向拉壓應力與材料的力學性能§2-6-§2-8應力集中概念許用應力與強度條件連接部分的強度計算318/3第

4、3章軸向拉壓變形§3-1-§3-5引言拉壓桿的變形與疊加原理節(jié)點位移分析與小變形概念拉壓與剪切應變能簡單拉壓靜不定問題2323/3第4章扭轉§4-1-§4-4引言扭力偶矩與扭矩圓軸扭轉應力圓軸扭轉強度條件與合理強度設計326/3第4章扭轉§4-5-§4-7圓軸扭轉變形與剛度條件非圓截面軸扭轉非圓截面軸扭轉2430/3第5章彎曲內力§5-1-§5-4引言梁的約束與類型剪力與彎矩剪力、彎矩方程與剪力、彎矩圖31/4第1次平時測驗256/4第5章彎曲內力§5-5剪力、彎矩與載荷集度間的微分關系-§5-

5、6鋼架與曲梁的內力38/4第6章彎曲應力§6-1-§6-2引言對稱彎曲正應力2613/4第6章彎曲應力附錄A-3截面慣性矩§6-3對稱彎曲切應力315/4第6章彎曲應力§6-4-§6-5梁的強度條件梁的合理強度設計2720/4第7章彎曲變形§7-1-§7-3引言撓曲軸近似微分方程計算梁位移的積分法322/4第7章彎曲變形§7-4計算梁位移的疊加法2827/4第7章彎曲變形§7-5-§7-6簡單靜不定梁梁的剛度條件與合理剛度設計329/4彎曲變形習題討論課296/5期中考試21011/5第8章應力

6、應變狀態(tài)分析§8-1-§8-4引言平面應力狀態(tài)應力分析應力圓極值應力與主應力313/5第8章應力應變狀態(tài)分析§8-5-§8-7復雜應力狀態(tài)的最大應力平面應變分析廣義胡克定律21118/5第9章強度理論§9-1-§9-5引言關于斷裂的強度理論關于屈服的強度理論強度理論的應用承壓薄壁圓筒320/5第2次平時測驗21225/5第1（）章組合變形§10-1-§10-3引言彎拉（壓）組合偏心壓縮與截面核心概念327/5第10章組合變形§10-3-§10-4偏心壓縮與截面核心概念彎扭組合與彎拉（壓）扭組合3

7、131/6組合變形習題討論課3148/6第3次平時測驗21515/6第11章壓桿穩(wěn)定問題§11-1-§11-3引言兩端釵支細長壓桿的臨界載荷兩端非釵支細長壓桿的臨界載荷31623/6第11章壓桿穩(wěn)定問題§11-511-5中、小柔度桿的臨界應力力壓桿穩(wěn)定條件與合理設計317總復習答疑3六、教材及參考書目教材：單輝祖.材料力學（I）（第4版）.高等教育出版社，2016年6月參考書目：1. 劉鴻文主編.材料力學（第6版）.高等教育出版社，2017年.2. 孫訓方等.材料力學（第5版）.高等教育出版社，2009年7月.3. S.鐵摩辛柯，J.蓋爾.材料力學.科學出版社，1

8、978年3月.4. 武際可.力學史.重慶出版社，2000年1月.5. 薛明德.力學與工程技術的進步.高等教育出版社，2001年7月.6. 茍文選.材料力學典型題解析及自測試題.西北工業(yè)大學出版社，2000年12月.7. Beer,Johnston.MechanicsofMaterials.2nded.McGrawHill,1985年.七、教學方法（講授法、討論法、案例教學法等，按規(guī)范方式列舉，并進行簡要說明）1. 講授法：采用CAI課件，對于教材上介紹比較詳細，圖文并茂的內容，課堂上應采取簡單講解，重點提示的方式。同時，教學中注意與其它課程的銜接，尤其是大學物理等課程的相關重要內容要進行簡單的

9、復習，以加深對新學知識的理解。2. 案例教學法：以實例教學和問題教學為核心，采用啟發(fā)式教學，鼓勵學生自學，培養(yǎng)學生的自學能力，以“少而精”為原則，精選教學內容，精講多練，增加討論課，調動學生學習的主觀能動性。八、考核方式及評定方法（一）課程考核與課程目標的對應關系表4：課程考核與課程目標的對應關系表課程目標考核要點考核方式課程目標1掌握材料力學的基本理論、基本概論和基本分析方法：了解工程常用材料的基本力學性能。平時成績，單元測驗，期中考試，期末考試課程目標2掌握構件的受力與變形原理：熟練分析與計算桿件在拉壓、剪切、扭轉、彎曲等基本變形時內力，繪制內力圖：熟練分析與計算桿件在基本變形下的應力和變

10、形，并進行相應的強度和剛度計算；熟練掌握簡單超靜定問題的求解方法。平時成績，單元測驗，期中考試，期末考試課程目標3對應力狀態(tài)與強度理論有明確的認識，并能將其應用于組合變形情況下的強度計算；了解應變狀態(tài)的有關概念。熟練掌握理想中心受壓桿件的臨界載荷和臨界應力，熟練進行壓桿的穩(wěn)定性設計及計算。平時成績，單元測驗，期末考試（二）評定方法評定方法平時成績：10知單元測驗：30%,期中考試：20%,期末考試40。1. 課程目標的考核占比與達成度分析（三）評分標準課程目平時10%單元測驗30%期中20%期末40%總評達成度課程目標1103030%20%課程目標1達成度二0.3x10+0.3x30+0.4x

11、20+0.2x40/30o課程目標2達成度二0.4x10+0.4x30+0.6x20+0.4x40/40課程目標3達成度二0.3x10+0.3x30+0x20+0.4x40/30課程目標24040%70%20%課程目標35030%060%課程目標評分標準90-10080-8970-7960-69<60優(yōu)良中合格不合格ABCDF課程目標1知識及概念掌握全面，運用得當。解題過程正確、完整、邏輯性強，答案正確率超過90%；書面表達清晰。知識及概念掌握較全面，能正確運用。解題過程較正確、較完整、邏輯性較強，答案正確率超過80%；書面表達清晰。知識及概念掌握較全面，能運用但未能充分考慮條件。解題過

12、程基木正確、答案正確率超過70%；書面表達尚清晰。知識及概念掌握一般，能運用但考慮不周全甚至方向性錯誤。解題過程存在錯誤，答案正確率超過60%o尚未掌握知識及概念，不能能運用。解題過程錯誤，答案正確率低于60%o課程目標2知識及概念掌握全面，運用得當。解題過程正確、完整、邏輯性強，答案正確率超過90%；書面表達清晰。相關知識及概念掌握較全面，能正確運用。解題過程較正確、較完整、邏輯性較強，答案正確率超過80%；書面表達清晰。知識及概念掌握較全面，能運用但未能充分考慮條件。解題過程基本正確、答案正確率超過70%；書面表達尚清晰e知識及概念掌握一般，能運用但考慮不周全甚至方向性錯誤。解題過程存在錯

13、誤，答案正確率超過60%o尚未掌握知識及概念，不能能運用。解題過程錯誤，答案正確率低于60%.課程知識及概念掌握全相關知識及概念掌知識及概念掌握知識及概念掌握尚未掌握知識及課程目標評分標準90-10080-8970-7960-69<60優(yōu)良中合格不合格ABCDF目標3面，運用得當。解題過程正確、完整、邏輯性強，答案正確率超過90%；書面表達清晰。握較全面，能正確運用。解題過程較正確、較完整、邏輯性較強，答案正確率超過80%：書面表達清晰。較全面，能運用但未能充分考慮條件。解題過程基本正確、答案正確率超過70%；書面表達尚清晰。一般，能運用但考慮不周全甚至方向性錯誤。解題過程存在錯誤，答案

14、正確率超過60%o概念，不能能運用。解題過程錯誤，答案正確率低于60%o課程目標課程子目標對應課程內容對應畢業(yè)要求課程目標1掌握材料力學的基本理論、基本概論和基本分析方法；材料力學的基本理論和基本概念；1-2H具有將一般桿狀結構構件簡化為力學簡圖的初步能力；運用截面法計算桿件在各種變形形式下的內力，繪制內力圖；1-211掌握截面法，熟練運用截面法計算桿件在各種變形形式下的內力和內力方程，繪制內力圖。材料在軸向拉伸或壓縮時的力學性能。1-2H課程目標2掌握桿件在各種變形形式下的應力和變形的理論計算方法；桿件在各種變形形式下的應力分析及計算:桿件在各種變形形式下的應變分析及計算：2-1H掌握解決超

15、靜定問題的基本分析方法。構件的靜不定問題。2-111課程目標3能熟練運用強度、剛度條件對桿件進行校核和設計；構件強度條件的應用；構件剛度條件的應用；2-2H能運用穩(wěn)定條件對壓桿進行穩(wěn)定校核。3.壓桿穩(wěn)定性設計2-2H（大類基礎課程、專業(yè)教學課程及開放選修課程按照本科教學手冊中各專業(yè)擬定的畢業(yè)要求填寫“對應畢業(yè)要求”欄。通識教育課程含通識選修課程、新生研討課程及公共基礎課程，面向專業(yè)為工科、師范、醫(yī)學等有專業(yè)認證標準的專業(yè)，按照專業(yè)認證通用標準填寫''對應畢業(yè)要求”欄；面向其他尚未有專業(yè)認證標準的專業(yè)，按照本科教學手冊中各專業(yè)擬定的畢業(yè)要求填寫“對應畢業(yè)要求”欄。）三、教學內容第

16、一章緒論1. 教學目標理解材料力學任務，材料力學基本假設，外力與內力，應力與應變等概念；掌握胡克定律，截面法：掌握桿件變形的基本形式。2. 教學重難點（1）重點：內力，截面法（2）難點：正應力、切應力、正應變、切應變3. 教學內容（1）材料力學任務和基本假設（2）外力與內力（3）應力與應變（4）胡克定律（5）桿件變形基本形式4. 教學方法講授法，案例教學法5. 教學評價要求學生完成相關內容的課后作業(yè)習題。第二章軸向拉壓應力與材料的力學性能1. 教學目標掌握軸向拉壓內力與內力圖，拉壓桿的應力與強度條件，材料拉伸壓縮的力學性能，能夠進行連接部分的強度計算和分析。2. 教學重難點（1）重點：軸向拉壓

17、時橫截面上的內力和應力，低碳鋼和鑄鐵的拉伸力學性能（2）難點：強度校核，連接部分的強度計算3. 教學內容（1）軸力與軸力圖（2）拉壓應力圣維南原理（3）材料拉伸力學性能（4）應力集中（5）許用應力與強度條件（6）連接部分的強度計算4. 教學方法講授法，案例教學法5. 教學評價要求學生完成相關內容的課后作業(yè)習題。第三章軸向拉壓變形1. 教學目標掌握胡克定律及其適用條件。能計算簡單桁架的節(jié)點位移。了解求解靜不定問題的步驟,能計算簡單拉壓靜不定問題。2. 教學重難點（1）重點：空軸向拉壓變形，胡克定律，小變形概念（2）難點：靜不定問題3. 教學內容（1）拉壓桿變形與疊加原理（2）節(jié)點位移分析與小變形

18、（3）拉壓與剪切應變能（4）空間任意力系簡化（5）簡單拉壓靜不定問題4. 教學方法講授法，案例教學法5. 教學評價要求學生完成相關內容的課后作業(yè)習題。第四章扭轉1. 教學目標了解扭轉時桿件的受力和變形特點，掌握扭力偶矩計算和扭矩圖畫法。了解平面假設的幾何意義和扭轉切應力的推導過程，會應用圓軸強度條件進行強度計算。2. 教學重難點（1）重點：扭轉應力推導及應用，扭轉角計算，扭轉變形強度與剛度（2）難點：圓軸扭轉靜不定問題3. 教學內容（1）扭力偶矩與扭矩（2）圓軸扭轉應力（3）圓軸扭轉強度條件與合理強度設計（4）圓軸扭轉變形與剛度條件（5）簡單靜不定軸（6）非圓截面軸扭轉與薄壁桿扭轉4. 教學方

19、法講授法，案例教學法5. 教學評價要求學生完成相關內容的課后作業(yè)習題。第五章彎曲內力1. 教學目標熟練掌握彎曲內力與內力圖：能夠理解并運用剪力、彎矩與載荷集度間的微分關系；能夠進行剛架內力分析。2. 教學重難點（1）重點：彎曲內力，對梁和剛架的剪力圖和彎矩圖的繪制（2）難點：利用載荷集度、剪力、彎矩微分關系的幾何意義直接繪制剪力圖和彎矩圖3. 教學內容（1）梁的約束類型（2）剪力與彎矩（3）豹力、剪力方程、剪力圖、彎矩圖（4）剪力、彎矩與載荷集度的微分關系（5）剛架與曲梁內力4. 教學方法講授法，案例教學法5. 教學評價要求學生完成相關內容的課后作業(yè)習題。第六章彎曲應力1. 教學目標能正確區(qū)分

20、純彎曲和橫力彎曲，理解中性軸的兒何意義，熟練掌握對稱彎曲正應力的計算。熟練掌握常見截面慣性矩的計算。熟練掌握梁的切應力沿截面分布特點及對稱彎曲切應力的計算。2. 教學重難點（1）重點：彎曲正應力一般公式推導，截面幾何性質（2）難點：梁的合理強度設計3. 教學內容（1）對稱彎曲正應力（2）對稱彎曲切應力（3）梁的強度條件（4）梁的合理強度設計（5）雙對稱截面梁的非對稱彎曲4. 教學方法講授法，案例教學法5. 教學評價要求學生完成相關內容的課后作業(yè)習題。第七章彎曲變形1. 教學目標掌握撓曲軸近似微分方程,能夠熟練運用梁位移的積分法和疊加法；掌握簡單靜不定梁,梁的剛度條件及應用。2. 教學重難點（1

21、）重點：計算梁位移的積分法、疊加法（2）難點：梁的合理剛度設計3. 教學內容（1）撓曲軸近似微分方程（2）積分法（3）疊加法（4）簡單靜不定梁（5）梁的剛度條件與合理剛度設計4. 教學方法講授法，案例教學法5. 教學評價要求學生完成相關內容的課后作業(yè)習題。第八章應力應變狀態(tài)分析1. 教學目標了解點的應力狀態(tài)及單元體表示，掌握平面應力分析的解析法。理解單元體與應力圓的對應關系，掌握平面應力分析的圖解法。深刻領會主應力的概念。了解三向應力狀態(tài)。了解平面應變分析的圖解法。掌握廣義胡克定律的一般形式及主應力和主應變之間的關系。2. 教學重難點（1）重點：平面應力狀態(tài)應力分析，應力圓（2）難點：極值應力與主應力，廣義胡克定律3. 教學內容（1）平面應力狀態(tài)應力分析（2）應力圓（3）極值應力與主應力（4）復雜應力狀態(tài)的最大應力（5）平面應變分析（6）廣義胡克定律4. 教學方法講授法，案例教學法5. 教學評價要求學生完成相關內容的課后作業(yè)習題。第九章強度理論1. 教學目標明確材料失效破壞的兩種類型和強度理論的概念，熟練掌握斷裂強度理論、屈服強度理論及其應用。掌握承壓薄壁圓筒的強度計算。2. 教學重難點（1）重點：關于斷裂、屈服的強度理論（2）難點：強度理論的應用3. 教學內容（1）關于斷裂的掩度理論（2）關于屈服的強度理論（3）強度理論應用（4）