材料力学课程教学大纲 一、课程的性质和任务 材料力学是一门技术基础课。通过材料力学的学习，要求学生对杆件的 强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念、必要的基础理论知识、比较熟练 的计算能力、一定的分析能力和实验能力。本课程在高级工程技术人才的培养过 程中，具有建立专业技术基础，培养开发创新能力的作用。 二、课程的基本内容 第一章、绪论 材料力学的任务，本课程的特点与应用、发展变形固体的基本假设，外力及 其分类，内力、截面法和应力的概念，变形与应变，杆件变形的基本形式。 重点掌握截面法、内力、应力、位移、变形和应变的概念，建立材料力学分 析问题的思想。 第二章、拉伸、压缩与剪切 轴向拉伸与压缩的概念与实例，轴向拉伸或压缩时横截面上内力和应力，直 杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力，材料在拉伸时的力学性能，材料在压缩时 的力学性能，温度和时间对材料力学性能的影响，失效、安全系数和强度计算， 轴向拉伸或压缩时的变形，轴向拉伸或压缩时的变形能，拉伸、压缩静不定问题， 温度应力和装配应力，应力集中的概念，剪切和挤压的实用计算 掌握拉（压）杆的内力、应力、位移、变形和应变概念。掌握单向拉压的胡 克定律，掌握材料的拉、压力学性能，了解测试方法。掌握强度条件的概念，会 进行拉压强度和刚度计算。建立应力集中的概念。掌握剪切、挤压的概念和实用 计算。 第三章、扭转
材料力学课程教学大纲 一、 课程的性质和任务 材料力学是一门技术基础课。通过材料力学的学习，要求学生对杆件的 强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念、必要的基础理论知识、比较熟练 的计算能力、一定的分析能力和实验能力。本课程在高级工程技术人才的培养过 程中，具有建立专业技术基础，培养开发创新能力的作用。 二、 课程的基本内容 第一章、绪论 材料力学的任务，本课程的特点与应用、发展变形固体的基本假设，外力及 其分类，内力、截面法和应力的概念，变形与应变，杆件变形的基本形式。 重点掌握截面法、内力、应力、位移、变形和应变的概念，建立材料力学分 析问题的思想。 第二章、拉伸、压缩与剪切 轴向拉伸与压缩的概念与实例，轴向拉伸或压缩时横截面上内力和应力，直 杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力，材料在拉伸时的力学性能，材料在压缩时 的力学性能，温度和时间对材料力学性能的影响，失效、安全系数和强度计算， 轴向拉伸或压缩时的变形，轴向拉伸或压缩时的变形能，拉伸、压缩静不定问题， 温度应力和装配应力，应力集中的概念，剪切和挤压的实用计算。 掌握拉（压）杆的内力、应力、位移、变形和应变概念。掌握单向拉压的胡 克定律，掌握材料的拉、压力学性能，了解测试方法。掌握强度条件的概念，会 进行拉压强度和刚度计算。建立应力集中的概念。掌握剪切、挤压的概念和实用 计算。 第三章、扭转
扭转的概念和实例，外力偶矩的计算，扭矩和扭矩图，纯剪切，圆轴扭转时 的应力，圆轴扭转时的变形，圆柱形密圈螺旋弹簧的应力和变形，非圆截面杆扭 转的概念，薄壁杆件的自由扭转。 掌握纯剪概念，剪切胡克定律，切应力互等定理。掌握轴的内力，圆轴扭转 应力和变形，建立强度和刚度条件，会进行扭转强度和刚度的计算。了解非圆截 面杆扭转。 第四章、弯曲内力 弯曲的概念和实例，受弯杆件的简化，剪力和弯矩，剪力方程和弯矩方 程，剪力图和弯矩图，载荷集度、剪力和弯矩间的关系，平面曲杆的弯曲内力。 掌握平面弯曲内力，能够计算较复杂受载下的内力，列内力方程，利用载荷集度、 剪力和弯矩间的关系画内力图。 第五章、弯曲应力 纯弯曲，纯弯曲时的正应力，横力弯曲时的正应力，弯曲剪应力，关于弯曲 理论的基本假设，提高弯曲强度的措施。掌握对称与非对称截面梁的弯曲正应力， 弯曲切应力，进行弯曲强度计算。掌握弯曲中心的概念。 第大章、弯曲变形 工程中的弯曲变形问题，挠曲线的微分方程，用积分法求弯曲变形，用叠加 法求弯曲变形，简单静不定梁，提高弯曲刚度的一些措施。学握弯曲变形有关概 念，包括挠度、转角、挠曲线的微分方程，会用积分法求弯曲变形和用叠加法求 弯曲变形。建立静不定梁的解题思路。 第七章、弯曲的几个补充问题 非对称弯曲，开口薄壁杆件的剪应力，弯曲中心，用奇异函数求弯曲变形， 有限差分法。掌握非对称弯曲和弯曲中心等概念，了解开口薄壁杆件的剪应力， 用奇异函数求弯曲变形，有限差分法等内容
扭转的概念和实例，外力偶矩的计算，扭矩和扭矩图，纯剪切，圆轴扭转时 的应力，圆轴扭转时的变形，圆柱形密圈螺旋弹簧的应力和变形，非圆截面杆扭 转的概念，薄壁杆件的自由扭转。 掌握纯剪概念，剪切胡克定律，切应力互等定理。掌握轴的内力，圆轴扭转 应力和变形，建立强度和刚度条件，会进行扭转强度和刚度的计算。了解非圆截 面杆扭转。 第四章、弯曲内力 弯曲的概念和实例，受弯杆件的简化，剪力和弯矩，剪力方程和弯矩方 程，剪力图和弯矩图，载荷集度、剪力和弯矩间的关系，平面曲杆的弯曲内力。 掌握平面弯曲内力，能够计算较复杂受载下的内力，列内力方程，利用载荷集度、 剪力和弯矩间的关系画内力图。 第五章、弯曲应力 纯弯曲，纯弯曲时的正应力，横力弯曲时的正应力，弯曲剪应力，关于弯曲 理论的基本假设，提高弯曲强度的措施。掌握对称与非对称截面梁的弯曲正应力， 弯曲切应力，进行弯曲强度计算。掌握弯曲中心的概念。 第六章、弯曲变形 工程中的弯曲变形问题，挠曲线的微分方程，用积分法求弯曲变形，用叠加 法求弯曲变形，简单静不定梁，提高弯曲刚度的一些措施。掌握弯曲变形有关概 念，包括挠度、转角、挠曲线的微分方程，会用积分法求弯曲变形和用叠加法求 弯曲变形。建立静不定梁的解题思路。 第七章、弯曲的几个补充问题 非对称弯曲，开口薄壁杆件的剪应力，弯曲中心，用奇异函数求弯曲变形， 有限差分法。掌握非对称弯曲和弯曲中心等概念，了解开口薄壁杆件的剪应力， 用奇异函数求弯曲变形，有限差分法等内容
第八章、应力和应变分析强度理论 应力状态概述，二向和三向应力状态的实例，二向应力状态分析一一解析法， 二向应力状态分析一一图解法，三向应力状态，位移与应变分量平面应变状态分 析，广义胡克定律，复杂应力状态的变形比能，强度理论概述，四种常用强度理 论，莫尔强度理论，构件含裂纹时的断裂准则。 这是本课程的重点和难点。要求很好掌握平面应力状态下的应力分析方法， 掌握三向应力状态下的主应力和最大切应力的概念。正确理解广义胡克定律，熟 练运用。掌握各向同性材料的关系。正确理解常用强度理论及其应用。 第九章、组合变形 组合变形和叠加原理，拉伸或压缩与弯曲的组合，偏心压缩和截面核心，扭 转与弯曲的组合，组合变形的普遍情况。掌握组合变形下杆件的强度计算，会进 行复杂受载下杆件强度的分析。 第十章、能量方法 能量方法的概述，杆件变性能的计算，变形能的普遍表达式，互等定理，卡 氏定理，虚功定理，单位载荷法，莫尔积分，计算莫尔积分的图乘法。掌握外力 功与弹性应变能的概念，会用能量方法（卡氏定理或单位力法）计算位移。 第十一章、静不定结构 静不定结构概述，用力法解静不定结构，对称及反对称性质的利用，连续梁 及三弯矩方程。 掌握静不定结构的分析方法，会计算一次超静定问题。 第十二章、动载荷 概述，动静法的应用，强迫振动的应力计算，杆件手冲击时的应力和变形， 冲击韧性。 掌握动载荷的惯性问题和冲击应力的有关概念，理解动态问题的特殊之处
第八章、应力和应变分析 强度理论 应力状态概述，二向和三向应力状态的实例，二向应力状态分析——解析法， 二向应力状态分析——图解法，三向应力状态，位移与应变分量平面应变状态分 析，广义胡克定律，复杂应力状态的变形比能，强度理论概述，四种常用强度理 论，莫尔强度理论，构件含裂纹时的断裂准则。 这是本课程的重点和难点。要求很好掌握平面应力状态下的应力分析方法， 掌握三向应力状态下的主应力和最大切应力的概念。正确理解广义胡克定律，熟 练运用。掌握各向同性材料 的关系。正确理解常用强度理论及其应用。 第九章、组合变形 组合变形和叠加原理，拉伸或压缩与弯曲的组合，偏心压缩和截面核心，扭 转与弯曲的组合，组合变形的普遍情况。掌握组合变形下杆件的强度计算，会进 行复杂受载下杆件强度的分析。 第十章、能量方法 能量方法的概述，杆件变性能的计算，变形能的普遍表达式，互等定理，卡 氏定理，虚功定理，单位载荷法，莫尔积分，计算莫尔积分的图乘法。掌握外力 功与弹性应变能的概念，会用能量方法（卡氏定理或单位力法）计算位移。 第十一章、 静不定结构 静不定结构概述，用力法解静不定结构，对称及反对称性质的利用，连续梁 及三弯矩方程。 掌握静不定结构的分析方法，会计算一次超静定问题。 第十二章、动载荷 概述，动静法的应用，强迫振动的应力计算，杆件手冲击时的应力和变形， 冲击韧性。 掌握动载荷的惯性问题和冲击应力的有关概念，理解动态问题的特殊之处
第十三章、交变应力 交变应力与疲劳失效，交变应力的循环特征、应力幅和平均应力，持久极限， 影响持久极限的因素，对称循环下构件的疲劳强度计算，持久极限曲线，不对称 循环下构件的疲劳强度计算，弯扭组合交变应力的强度计算，变幅交变应力，提 高构件疲劳强度的措施。掌握交变应力与疲劳失效，交变应力的循环特征、应力 幅和平均应力，持久极限，影响持久极限的因素，对称循环、不对称循环等概 念，会进行简单的疲劳强度计算。 第十四章、压杆稳定 压杆稳定的概念，两端较支细长压杆的临界压力，其他支座条件下细长压杆 的临界应力，欧拉公式的适用范围，经验公式，压杆的稳定校核，提高压杆稳定 性的措施，纵横弯曲的概念。 掌握稳定性概念，掌握轴向受压杆的临界力与临界应力、压杆的柔度的概念。 会进行压杆稳定性校核。 附录I、平面图形的几何性质 静矩和形心，惯性矩和惯性半径，惯性积，平行移轴公式，移轴公式，主 惯性轴。 掌握截面几何性质，重点学握静矩、惯性矩、惯性积等概念和平行移轴、转 轴公式。 三、课程应达到的要求 1、对材料力学的基本概念和基本分析方法有明确的认识。 2、具有将一般杆类构件简化为力学简图的初步能力。 3、能熟练地作出杆件在基本变形下的内力图，计算其应力和位移，并进行强度 和刚度计算。 4、对应力状态理论与强度理论有明确的认识，并能将其应用于组合变形下杆件 的强度计算
第十三章、交变应力 交变应力与疲劳失效，交变应力的循环特征、应力幅和平均应力，持久极限， 影响持久极限的因素，对称循环下构件的疲劳强度计算，持久极限曲线，不对称 循环下构件的疲劳强度计算，弯扭组合交变应力的强度计算，变幅交变应力，提 高构件疲劳强度的措施。掌握交变应力与疲劳失效，交变应力的循环特征、应力 幅和平均应力， 持久极限，影响持久极限的因素，对称循环、不对称循环等概 念，会进行简单的疲劳强度计算。 第十四章、压杆稳定 压杆稳定的概念，两端铰支细长压杆的临界压力，其他支座条件下细长压杆 的临界应力，欧拉公式的适用范围，经验公式，压杆的稳定校核，提高压杆稳定 性的措施，纵横弯曲的概念。 掌握稳定性概念，掌握轴向受压杆的临界力与临界应力、压杆的柔度的概念。 会进行压杆稳定性校核。 附录Ｉ、平面图形的几何性质 静矩和形心，惯性矩和惯性半径，惯性积，平行移轴公式，移轴公式， 主 惯性轴。 掌握截面几何性质，重点掌握静矩、惯性矩、惯性积等概念和平行移轴、转 轴公式。 三、 课程应达到的要求 1、对材料力学的基本概念和基本分析方法有明确的认识。 2、具有将一般杆类构件简化为力学简图的初步能力。 3、能熟练地作出杆件在基本变形下的内力图，计算其应力和位移，并进行强度 和刚度计算。 4、对应力状态理论与强度理论有明确的认识，并能将其应用于组合变形下杆件 的强度计算
5、熟练掌握简单一次超静定问题的求解方法。 6、对能量法的有关基本原理有明确的认识，并能熟练地掌握一种计算位移)能量 方法。 7、对压杆的稳定性概念有明确的认识，会计算轴向受压杆的临界应力，并进行 稳定性校核。 8、对低碳钢和灰口铸铁的基本力学性能及其测试方法有初步认识。 9、对于电测实验应力分析的基本原理和方法有初步认识。 四、几点说明 1、本大纲适用于多学时类的航空主机、土建等专业。 2、在材料力学教学中，实验是一个重要环节。要单独设课。相关内容见后。 3、为了帮助学生掌握课程的基本内容，培养分析、运算能力，建议习题总量为 180个左右。在教学中安排适当数量的分析讨论课是必要的。 4、在达到基本要求的基础上，为适应科技发展，可根据实际情况，适当增加一 些更新内容，这对开拓学生知识、提高教学质量是有益的
5、熟练掌握简单一次超静定问题的求解方法。 6、对能量法的有关基本原理有明确的认识，并能熟练地掌握一种计算位移\能量 方法。 7、对压杆的稳定性概念有明确的认识，会计算轴向受压杆的临界应力，并进行 稳定性校核。 8、对低碳钢和灰口铸铁的基本力学性能及其测试方法有初步认识。 9、对于电测实验应力分析的基本原理和方法有初步认识。 四、 几点说明 1、本大纲适用于多学时类的航空主机、土建等专业。 2、在材料力学教学中，实验是一个重要环节。要单独设课。相关内容见后。 3、为了帮助学生掌握课程的基本内容，培养分析、运算能力，建议习题总量为 180 个左右。在教学中安排适当数量的分析讨论课是必要的。 4、在达到基本要求的基础上，为适应科技发展，可根据实际情况，适当增加一 些更新内容，这对开拓学生知识、提高教学质量是有益的