《材料力学》（工程力学2）课程教学大纲航天航空学院、土水学院 机械学院 一、课程基本情况 课程编号 开课单位 航天航空学院 中文名称 工程力学2 课程名称 英文名称 Engineering Mechanics 材料力学是航天航空学院、土木水电学院、机械学院等院系的主干技术 基础课。通过材料力学的学习，要求学生掌握变形体力学的基础知识，掌 握用变形体力学理论分析解决问题的基本方法，牢固掌握杆件的强度、刚 度和稳定性问题的基本概念、基本理论和分析方法，具备必要的材料力学 教学目的与重点 性能知识、熟练的工程力学计算能力和一定的分析实际工程问题的能力。 教学重点：杆件的内力分析、应力分析、应力状态分析、位移分析、 强度分析与设计、刚度分析与设计、压杆的稳定性分析与设计、疲劳失效 分析、复合材料力学行为、薄壁杆件。 任课教师 股雅俊 口文化素质课 √回公共基础课 口学科基础课 课程类型 口专业基础课 口专业课 口其它 教学方式 √口讲授为主 口实验/实践为主口专题讨论为主 口案例教学为主 口自学为主 口其它 口中文 口中文+英文（英文授课>50%） 授课语言 口英文 口其他外语 学分学时 学分 4 总学时64 考核方式及成绩闭卷考试：评分标准：期终考试90%，作业10% 评定标准 中文 外文 教材及主要参考 材料力学（土木、水利类，范 教材 钦珊，蔡新主编，高等教有出 版社，2006年
1 《材料力学》(工程力学 2)课程教学大纲-航天航空学院、土水学院、 机械学院 一、课程基本情况 课程编号 开课单位 航天航空学院 课程名称 中文名称 工程力学 2 英文名称 Engineering Mechanics 教学目的与重点 材料力学是航天航空学院、土木水电学院、机械学院等院系的主干技术 基础课。通过材料力学的学习，要求学生掌握变形体力学的基础知识，掌 握用变形体力学理论分析解决问题的基本方法，牢固掌握杆件的强度、刚 度和稳定性问题的基本概念、基本理论和分析方法，具备必要的材料力学 性能知识、熟练的工程力学计算能力和一定的分析实际工程问题的能力。 教学重点：杆件的内力分析、应力分析、应力状态分析、位移分析、 强度分析与设计、刚度分析与设计、压杆的稳定性分析与设计、疲劳失效 分析、复合材料力学行为、薄壁杆件。 任课教师 殷雅俊 课程类型 □文化素质课 □公共基础课 □学科基础课 □专业基础课 □专业课 □其它 教学方式 □讲授为主 □实验/实践为主 □专题讨论为主 □案例教学为主 □自学为主 □其它 授课语言 □中文 □ 中文＋英文（英文授课>50%） □英文 □其他外语 学分学时 学分 4 总学时 64 考核方式及成绩 评定标准 闭卷考试；评分标准：期终考试 90％，作业 10% 教材及主要参考 书 中文 外文 教材 材料力学（土木、水利类），范 钦珊，蔡新 主编，高等教育出 版社，2006 年
材力力学（第二版）范软珊，殷F.P.Beer,.E.R 雅俊编著，清华大学出版社， Johnston,Jr,and 2008年 J.T.DeWolf. 材料力学(1)，(II),单辉祖编 主要参考书 Mechanics 著，高等教有出版社，1999年 Materials"(Third Edition),清华大 学出版社（影 版)，2002。 先修要求、适用先修要求：高等数学、普通物理、理论力学等。 院系及专业 适用专业：航天航空学院、土木水电学院、机械学院 二、课程内容简介(200-400字，双语教学课程须同时提供中英文内容简介) 《材料力学》是面向航天航空学院、土木水电学院、机械学院等院系的基础课(4学分)。 通过课堂上的理论教学和实验教学环节的训练，该课程旨在使学生掌握变形体力学分析中最 基本的概念、原理和方法及其在工程中的应用，培养学生分析和解决工程杆件中强度、刚度 和稳定性问题的能力。课程的主要内容包括：杆件的内力分析、应力分析、应力状态分析、 位移分析、强度分析与设计、刚度分析与设计、压杆的稳定性分析与设计、能量原理与应用 疲劳失效分析与设计、复合材料的力学行为和开口薄壁杆件的约束扭转问题等。 在全校的基础课程体系中，材料力学占有重要地位，它是构成诸多后续课程的基础性支 撑平台之一，也是众多力学课程中最基础的课程之一。与大学物理学或理论力学不同，它并 不是以质点和刚体为研究对象，而是首次引入了变形体的概念，并引入了诸如微元体、应力 应变、应变能等贯穿诸后续课程的基本概念。同时，它还涉及对学生基本研究素质和能力的 训练，如：将具体的研究对象抽象化、理想化，并建立正确的物理模型和数学模型的能力， 等。作为重要的基础性课程，它对学生后续课程的学习、知识结构的完善及科学思维能力的 训练影响很大
2 主要参考书 材力力学（第二版）范钦珊，殷 雅俊编著，清华大学出版社， 2008 年 材料力学（I），（II），单辉祖 编 著，高等教育出版社，1999 年 F. P. Beer, E. R. Johnston, Jr., and J. T. DeWolf, "Mechanics of Materials" (Third Edition)，清华大 学出版社（影印 版），2002。 先修要求、适用 院系及专业 先修要求：高等数学、普通物理、理论力学等。 适用专业：航天航空学院、土木水电学院、机械学院 二、课程内容简介（200－400 字，双语教学课程须同时提供中英文内容简介） 《材料力学》是面向航天航空学院、土木水电学院、机械学院等院系的基础课（4 学分）。 通过课堂上的理论教学和实验教学环节的训练，该课程旨在使学生掌握变形体力学分析中最 基本的概念、原理和方法及其在工程中的应用，培养学生分析和解决工程杆件中强度、刚度 和稳定性问题的能力。课程的主要内容包括：杆件的内力分析、应力分析、应力状态分析、 位移分析、强度分析与设计、刚度分析与设计、压杆的稳定性分析与设计、能量原理与应用、 疲劳失效分析与设计、复合材料的力学行为和开口薄壁杆件的约束扭转问题等。 在全校的基础课程体系中，材料力学占有重要地位，它是构成诸多后续课程的基础性支 撑平台之一，也是众多力学课程中最基础的课程之一。与大学物理学或理论力学不同，它并 不是以质点和刚体为研究对象，而是首次引入了变形体的概念，并引入了诸如微元体、应力、 应变、应变能等贯穿诸后续课程的基本概念。同时，它还涉及对学生基本研究素质和能力的 训练，如：将具体的研究对象抽象化、理想化，并建立正确的物理模型和数学模型的能力， 等。作为重要的基础性课程，它对学生后续课程的学习、知识结构的完善及科学思维能力的 训练影响很大
三、课程主要教学内容（可列多级标题，如设有实验，还须注明各实验名称、实 验目的及实验内容) 教学内容： 1.材料力学概论2 材力的受力与变形形式，工程构建静力学设计的主要内容，关于材料力学的基本假定， 弹性体受力与变形特征，材料力学的分析方法，应力、应变及其相互关系。 2.拉伸与压缩杆件的应力变形分析与强度计算2 轴力与轴力图，拉伸与压缩杆件横截面上的应力，最简单的强度问题，拉伸与压缩杆件 的变形分析，材力的力学性能。 轴力图。 3。连接杆件的工程假定计算2 铆接件的强度失效形式及相应的强度计算方法，焊缝强度的剪切假定计算 4.园轴扭转时的强度与刚度计算4 外加扭力矩、扭矩和扭矩图，剪应力互等定理，剪切胡克定律，圆柱扭转时横截面上的 剪应力，切应力表达式。 弯曲切应力：薄壁梁横截面上的切应力流与弯曲中心，实心截面梁的弯曲切应力， 5.梁的弯曲问题(1)-剪力图与弯矩图6 工程中的弯曲构件，梁的内力及其外力的相互关系，剪力方程及弯矩方程，剪力图与弯 矩图，荷载集度、剪力、弯矩之间的微分关系及其应用，钢架的内力与内力图。 6.梁的弯曲问题(2)截面的几何性质4 研究截面几何性质的原因，静矩、形心及其相互关系，惯性矩、惯性积、惯性半径，惯 性矩与惯性积的移轴、转轴定理，主轴与形心主轴与形心惯性矩的概念，组合图形的形心主 轴与形心惯性矩。 7.梁的弯曲问题(3)-应力分析与强度计算8 平面弯曲时梁横截面上的正应力，斜弯曲的应力计算，弯矩与轴力同时作用时截面上的 正应力，弯曲剪应力计算，弯曲强度计算。 8.梁的弯曲问题(4)位移分析与刚度计算6 梁的变形与梁的位移，梁的小挠度微分方程及其积分，叠加法确定梁的挠度与转角，梁 的刚度计算，简单的静不定梁
3 三、课程主要教学内容（可列多级标题，如设有实验，还须注明各实验名称、实 验目的及实验内容） 教学内容： 1．材料力学概论 2 材力的受力与变形形式，工程构建静力学设计的主要内容，关于材料力学的基本假定， 弹性体受力与变形特征，材料力学的分析方法，应力、应变及其相互关系。 2．拉伸与压缩杆件的应力变形分析与强度计算 2 轴力与轴力图，拉伸与压缩杆件横截面上的应力，最简单的强度问题，拉伸与压缩杆件 的变形分析，材力的力学性能。 轴力图。 3．连接杆件的工程假定计算 2 铆接件的强度失效形式及相应的强度计算方法，焊缝强度的剪切假定计算 4．园轴扭转时的强度与刚度计算 4 外加扭力矩、扭矩和扭矩图，剪应力互等定理，剪切胡克定律，圆柱扭转时横截面上的 剪应力，切应力表达式。 弯曲切应力：薄壁梁横截面上的切应力流与弯曲中心，实心截面梁的弯曲切应力， 5．梁的弯曲问题（1）-剪力图与弯矩图 6 工程中的弯曲构件，梁的内力及其外力的相互关系，剪力方程及弯矩方程，剪力图与弯 矩图，荷载集度、剪力、弯矩之间的微分关系及其应用，钢架的内力与内力图。 6．梁的弯曲问题（2）-截面的几何性质 4 研究截面几何性质的原因，静矩、形心及其相互关系，惯性矩、惯性积、惯性半径，惯 性矩与惯性积的移轴、转轴定理，主轴与形心主轴与形心惯性矩的概念，组合图形的形心主 轴与形心惯性矩。 7．梁的弯曲问题（3）-应力分析与强度计算 8 平面弯曲时梁横截面上的正应力，斜弯曲的应力计算，弯矩与轴力同时作用时截面上的 正应力，弯曲剪应力计算，弯曲强度计算。 8．梁的弯曲问题（4）-位移分析与刚度计算 6 梁的变形与梁的位移，梁的小挠度微分方程及其积分，叠加法确定梁的挠度与转角，梁 的刚度计算，简单的静不定梁
设计原则与设计过程。强度设计：拉压杆的强度设计，剪切、挤压假定计算，梁的强度 设计，承受弯曲与扭转的圆轴的静载强度设计。 轴与梁的刚度设汁。 提高构件强度的途径，提高构件刚度的途径。 9.应力状态与强度理论及其工程应用12 应力状态的基本概念，平面应力状态任意方向面上的应力，应力状态中的主应力与最大 剪应力，应力圆及其应用，广义胡克定律，应变能与应变能密度，强度理论概述 关于脆性断裂的基本强度理论，关于屈服的强度理论 工程应用：（一）组合截面梁的强度全面校核：（二）园轴承受弯曲与扭转共同作用时的 强度计算：（三）圆柱形薄壁容器的应力状态与强度。 10.压杆稳定问愿4 压杆稳定的基本概念，两端绞支压杆的临界载荷欧拉公式，不同刚性支撑对压杆临界 荷载的影响，临界应力与临界荷载的影响，临界应力与临界应力总图，压杆稳定设计，其他 形式的屈曲问题， 11.材力力学中的能量法6 基本概念，互等定理，应用于弹性杆件的虚位移原理，计算位移的莫尔积分*，计算莫 尔积分的图乘法*，卡氏定理。 12.*简单的静不定系统4 静不定系统的几个基本概念，力法与正则方程，对称性与反对称性在求解静不定问题 中的应用，空间静不定结构的特殊情形，能量法在求解静不定问题中的应用。 13.*动荷载与夜劳强度概述4 等加速度直线运动时构件上的惯性力与动应力，旋转构件的受力分析与动应力计算， 构件上的冲击荷载与冲击应力计算，疲劳强度概述，疲劳极限与应力寿命曲线，影响疲劳 寿命的因素，基于无线寿命设计方法的疲劳强度。 学时分配 1.材料力学概述2 2.杆件的内力分析2 3.连接杆件的工程假定计算2
4 设计原则与设计过程。强度设计：拉压杆的强度设计，剪切、挤压假定计算，梁的强度 设计，承受弯曲与扭转的圆轴的静载强度设计。 轴与梁的刚度设汁。 提高构件强度的途径，提高构件刚度的途径。 9．应力状态与强度理论及其工程应用 12 应力状态的基本概念，平面应力状态任意方向面上的应力，应力状态中的主应力与最大 剪应力，应力圆及其应用，广义胡克定律，应变能与应变能密度，强度理论概述。 关于脆性断裂的基本强度理论，关于屈服的强度理论 工程应用：（一）组合截面梁的强度全面校核；（二）园轴承受弯曲与扭转共同作用时的 强度计算；（三）圆柱形薄壁容器的应力状态与强度。 10．压杆稳定问题 4 压杆稳定的基本概念，两端绞支压杆的临界载荷 欧拉公式，不同刚性支撑对压杆临界 荷载的影响，临界应力与临界荷载的影响，临界应力与临界应力总图，压杆稳定设计，其他 形式的屈曲问题。 11．材力力学中的能量法 6 基本概念，互等定理，应用于弹性杆件的虚位移原理，计算位移的莫尔积分*，计算莫 尔积分的图乘法*，卡氏定理。 12．*简单的静不定系统 4 静不定系统的几个基本概念，力法与正则方程，对称性与反对称性在求解静不定问题 中的应用，空间静不定结构的特殊情形，能量法在求解静不定问题中的应用。 13．*动荷载与疲劳强度概述 4 等加速度直线运动时构件上的惯性力与动应力，旋转构件的受力分析与动应力计算， 构件上的冲击荷载与冲击应力计算，疲劳强度概述，疲劳极限与应力-寿命曲线，影响疲劳 寿命的因素，基于无线寿命设计方法的疲劳强度。 学时分配 1．材料力学概述 2 2．杆件的内力分析 2 3．连接杆件的工程假定计算 2
4.园轴扭转时的强度与刚度计算4 5.梁的弯曲问题(1)-剪力图与弯矩图6 6.梁的弯曲问题(2)-截面的几何性质4 7.梁的弯曲问题(3)-应力分析与强度计算8 8. 梁的弯曲问题(4)-位移分析与刚度计算6 9.应力状态与强度理论及其工程应用12 10.压杆稳定问题4 11.材力力学中的能量法6 12.*简单的静不定系统4 13.*动荷载与疲劳强度概述4 课程内容讲课学时数54，讨论课学时数8 总学时64 注：材料力学实验的学时不包括在平台课内容中，而是列在基础力学系列实验中
5 4．园轴扭转时的强度与刚度计算 4 5．梁的弯曲问题（1）-剪力图与弯矩图 6 6．梁的弯曲问题（2）-截面的几何性质 4 7．梁的弯曲问题（3）-应力分析与强度计算 8 8．梁的弯曲问题（4）-位移分析与刚度计算 6 9．应力状态与强度理论及其工程应用 12 10．压杆稳定问题 4 11．材力力学中的能量法 6 12．*简单的静不定系统 4 13．*动荷载与疲劳强度概述 4 课程内容讲课学时数 54，讨论课学时数 8 总学时 64 注：材料力学实验的学时不包括在平台课内容中，而是列在基础力学系列实验中