闵小琪-材料力学-教学大纲

一、课程的性质和目的

《材料力学》是机械设计制造及其自动化专业的一门主要的技术基础课。本课程的教学目的是使学生对杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念，必要的基础知识，比较熟练的计算能力，一定的分析能力和初步的实验能力。培养学生的力学素质和定性、定量分析能力，为学生学习相关专业课程及进行结构设计和科学研究奠定良好的基础。

二、课程基本要求

学生学完《材料力学》课程以后，结合本课程的特点，使学生的逻辑思维能力（包括推理、分析、综合等能力）、表达能力（包括运用文字和图象等的能力）、计算能力，以及解决实际问题的能力得到训练与提高。具备以下能力：

1．对材料力学的基本理论、基本概念和基本分析方法有明确的认识。

2．具有对一般杆类零件和构件，绘出其合理的力学计算简图的初步能力。

3．能熟练地分析与计算杆件在拉、压、剪、扭、弯时的内力，绘制相应内力图。

4．能够熟练地分析与计算杆件在基本变形下的应力和变形，并进行相应的强度和刚度计算。

5．对应力状态理论与强度理论有明确的认识，并能够将其应用于组合变形情况下的强度计算。对应变状态有关概念有一定了解和认识。

6．对于常用材料的基本力学性能及其测试方法有初步认识。

三、本门课程与其他课程关系

本门课程是一门专业基础课，是研究力学中最普遍、最基本的规律，是学习很多工程专业的基础。例如机械原理及机械零件、结构力学、流体力学、机械震动理论及许多专业课程等，都要以材料力学为基础。

四、主要教学方法

本课程主要利用多媒体教学课件和教具进行课堂面授教学，结合6个课时的课程实验的教学方法。

五、考核方式

课程成绩由两部分组成：闭卷考试成绩占60%,平时成绩占40%。

六、推荐教材及参考书

教材：

《材料力学》，闵小琪主编机械工业出版社2013年11 月

主要教学参考书目或资料：

《材料力学》，罗迎社等编，武汉理工大学出版社，2003年1月

《材料力学》，刘鸿文等编，高等教育出版社，1982年10月

七、课程教学内容

第一章绪论（2学时）

一、教学目标和教学内容

1．教学目标

明确材料力学的任务，理解变形体的的基本假设，掌握杆件变形的基本形式。

2．教学内容

○1材料力学的特点

○2材料力学的任务

○3材料力学的研究对象

○4变形体的基本假设

○5材料力学的基本变形形式

二、重点难点

构件的强度、刚度、稳定性的概念；杆件变形的基本形式、变形体的基本假设。

三、教学方式

采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。

第二章轴向拉伸与压缩（6学时）

一、教学目标和教学内容

1、教学目标

正确理解内力、应力、应变等基本概念，熟练掌握截面法。正确理解并熟练掌握轴向拉压正应力公式、胡克定律、强度条件，掌握拉压杆的强度计算方法。掌握拉压时材料的力学性能，弄清材料力学解决问题的思路和方法。

2、教学内容

○1截面法、内力、应力

○2轴力、轴力图

○3正应力、应力集中的概念

○4轴向拉（压）时斜截面上的应力

○5拉压杆的变形、胡克定律、泊松比

⑥拉压杆的强度计算

⑦材料拉压时的力学性能

⑧拉压杆件系统的超静定问题

⑨连接件的实用计算

二、重点难点

1、内力和截面法，轴力和轴力图。

2、应力的概念，轴向拉压时横截面上的应力，轴向拉压时的变形。

3、材料拉、压时的力学性能。

4、轴向拉压的强度计算。

5、应力集中的概念，拉、压静不定问题。

三、教学方式

采用启发式教学和问题式教学法结合，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题，激发学生的学习热情。

第三章剪切与挤压（4学时）

一、教学目标和教学内容

1、教学目标

掌握剪切的概念和实例，剪切、挤压的实用计算

2、教学内容

○1剪应力的计算

○2挤压的实用计算

二、重点难点

剪切、挤压的实用计算。

三、教学方式

采用启发式教学和问题式教学法结合，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题，激发学生的学习热情。

第四章 扭转（4学时）

一、教学目标和教学内容

1、教学目标

掌握扭转内力的计算方法；正确理解并熟练掌握扭转剪应力、扭转变形的计算

方法、剪切胡克定律和剪应力互等定理、扭转强度和扭转刚度计算。

2、教学内容

○

1 外力偶矩的计算，扭矩、扭矩图，纯剪切。 ○

2 圆轴扭转时的应力和变形，扭转的强度条件和刚度条件。 ○

3 扭转的强度计算和刚度计算。 ○

4 扭转静不定问题，非圆截面杆扭转。 二、重点难点

重点：圆轴扭转时横截面上剪应力分布规律和强度，圆轴扭转变形时的刚度和变形（相对扭

转角）计算。

难点：扭转剪应力推导过程

重点处理：通过例子，关键理解m ax τ是指整个轴上的m ax T 面上的最外边缘点（等截面）；对变截面可用max max ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=p W T τ；严格区分刚度和扭转角的区别 难点处理：结合、对比A

N =σ的推导过程，和薄壁圆筒横截面上τ的推导，让学生思考可能采用的方法，然后在讲解。

三、教学方式

采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题，达到课堂互动。

第五章 平面图形的几何性质（4学时）

一、教学目标和教学内容

1． 教学目标

1.1掌握静矩和形心的概念和计算方法。

1.2掌握惯性矩、极惯性矩、惯性半径和惯性积的概念和计算方法。

1.3掌握惯性矩和极惯性矩的关系。

1.4熟练掌握某些几何量在不同坐标系中的转换公式——平行移轴公式、转轴公式的应用。

1.5掌握主惯性轴、主惯性矩、形心主惯性轴及形心主惯性矩的定义及计算方法。