《材料力学》课程教学大纲 课程基本信息(Course Information) 课程代码 *学时 *学分 MT203 64 (Course Code) (Credit Hours) (Credits) *课程名称 材料力学 Course Name) Mechanics of Materials 课程性质 必修 (Course Type) 授课对象 材料学院本科二年级学生 (Audience） 授课语言 汉语 (Language of Instruction) *开课院系 材料科学与工程学院 (School) 先修课程 高等数学、大学物理 (Prerequisite) 授课教师 课程网址 崔振山、沈耀、韩先洪、章海明 (Course (Teacher) Webpage】 材料力学是关于材料工程应用的科学，主要解决材料的变形与外力的关系、典型 结构设计方法与充分发挥材料承载能力等问题。具体地说，就是在满足强度、刚 度和稳定性等要求下，为设计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算 方法。本课程包括三个模块：1、材料的基本力学性能及测试方法，杆件拉压、 剪切、扭转、弯曲等基本变形的分析方法，以及材料屈服和破坏的判定方法，为 *课程简介(Description) 合理利用材料打下基础。2、复杂应力状态分析与应力测试，掌握材料应用与强 度理论的基本分析方法。3、工程应用专题，包括超静定结构分析，构件疲劳分 析，压杆失稳分析，构件受冲击载荷的变形分析等，掌握从材料到构件的基本设 计分析方法。通过学习本课程，学生应掌握材料性能的基本测试方法，材料服役 过程中的基本工程结构分析方法，掌握合理应用材料的基本知识，搭建起由材料 走向工程结构的桥梁。 Mechanics of Materials is a science for applying materials in engineering structures.It focus on the relationship between deformation and force,design of typical structures and making full use of load sustaining capacity of the materials.The course provides with the theoretical basis and calculation method for designing safety and ◆课程简介(Description) economical engineering structures with specified requirements of strength,stiffness and stability.The course consists of three modules:1.the basic mechanical properties of materials as well as their measuring methods,the analysis of basic deformations of bars under tension,compression,shear,torsion and bending,as well as the criterion of yielding and failure of materials;2.Stress analysis and measurement in complex
《材料力学》课程教学大纲 课程基本信息（Course Information） 课程代码 （Course Code） MT203 *学时 （Credit Hours） 64 *学分 （Credits） 4 *课程名称 （Course Name） 材料力学 Mechanics of Materials 课程性质 (Course Type) 必修 授课对象 （Audience） 材料学院本科二年级学生 授课语言 (Language of Instruction) 汉语 *开课院系 （School） 材料科学与工程学院 先修课程 （Prerequisite） 高等数学、大学物理 授课教师 （Teacher） 崔振山、沈耀、韩先洪、章海明 课程网址 (Course Webpage) *课程简介（Description） 材料力学是关于材料工程应用的科学，主要解决材料的变形与外力的关系、典型 结构设计方法与充分发挥材料承载能力等问题。具体地说，就是在满足强度、刚 度和稳定性等要求下，为设计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算 方法。本课程包括三个模块：1、材料的基本力学性能及测试方法，杆件拉压、 剪切、扭转、弯曲等基本变形的分析方法，以及材料屈服和破坏的判定方法，为 合理利用材料打下基础。2、复杂应力状态分析与应力测试，掌握材料应用与强 度理论的基本分析方法。3、工程应用专题，包括超静定结构分析，构件疲劳分 析，压杆失稳分析，构件受冲击载荷的变形分析等，掌握从材料到构件的基本设 计分析方法。通过学习本课程，学生应掌握材料性能的基本测试方法，材料服役 过程中的基本工程结构分析方法，掌握合理应用材料的基本知识，搭建起由材料 走向工程结构的桥梁。 *课程简介（Description） Mechanics of Materials is a science for applying materials in engineering structures. It focus on the relationship between deformation and force, design of typical structures and making full use of load sustaining capacity of the materials. The course provides with the theoretical basis and calculation method for designing safety and economical engineering structures with specified requirements of strength, stiffness and stability. The course consists of three modules: 1. the basic mechanical properties of materials as well as their measuring methods, the analysis of basic deformations of bars under tension, compression, shear, torsion and bending, as well as the criterion of yielding and failure of materials; 2. Stress analysis and measurement in complex
stress state;3.Engineering application subjects enabling students with the ability of analysis from materials to structures,including super-static structural analysis,fatigue analysis,buckling analysis of pressurized bar,and deformation analysis of structures undertaking impact force.From this course,the students shall master the basic measuring method of the materials mechanical properties,basic structural analysis method for materials in applications,basic knowledge on rational utilization of materials.The course will build a bridge to bring students from materials to structures. 课程教学大纲(course syllabus) 1.了解材料应用的基础知识和前沿知识，提高学生的工程意识：（支持毕业要 求2.1,2.2,2.4) 2.掌握从事工程师工作的基本知识和工程实践技能：（支持毕业要求2.1,2.2， 2.4) 3.掌握材料基本力学性能的测试方法和工程应用中的用法：（支持毕业要求2.1， *课程目标 2.2,2.4) (Learning Outcomes) 4.具备运用所学知识来分析解决实际问题的能力：（支持毕业要求2.1,2.2,2.4) 5. 具有创新意识，掌握综合运用理论和技术手段进行创新设计的方法：（支持毕 业要求4.1,4.2) 6. 培养学生团队合作精神，具备较强的从事工程应用的能力：（支持毕业要求 9.2) 毕业要求 指标点 课程目标 达成途径 2.1能将数学、自然科学、 课程讲授、作 工程科学的语言工具用于 1,2,3 工程问题的表述 业、讨论 2.2能运用相关科学原理， 课程讲授、作 2.问题分析 识别和判断复杂工程问题 1,2,3 业、讨论 的关键环节并求解： *课程目标与毕业要求 2.4能将相关知识和数学模 对应关系(Relationship 型方法用于专业工程问题 课程讲授、作 3 between learning 解决方案的比较与综合 业、讨论 outcomes and graduation 4.1能够基于科学原理，通 requirements 过文献研究或相关方法，调 课程讲授、作 5 研和分析复杂工程问题的 业、讨论 4.研究 解决方案 4.2能够根据对象特征，选 课程讲授、作 择研究路线，设计实验方案 业、讨论 9.2能够在团队中独立或合 分小组完成课 9.个人和团队 作开展工作 程设计并答辩
stress state; 3. Engineering application subjects enabling students with the ability of analysis from materials to structures, including super-static structural analysis, fatigue analysis, buckling analysis of pressurized bar, and deformation analysis of structures undertaking impact force. From this course, the students shall master the basic measuring method of the materials mechanical properties, basic structural analysis method for materials in applications, basic knowledge on rational utilization of materials. The course will build a bridge to bring students from materials to structures. 课程教学大纲（course syllabus） *课程目标 (Learning Outcomes) 1．了解材料应用的基础知识和前沿知识，提高学生的工程意识 ；（支持毕业要 求 2.1，2.2，2.4） 2．掌握从事工程师工作的基本知识和工程实践技能；（支持毕业要求 2.1，2.2， 2.4） 3．掌握材料基本力学性能的测试方法和工程应用中的用法；（支持毕业要求 2.1， 2.2，2.4） 4．具备运用所学知识来分析解决实际问题的能力；（支持毕业要求 2.1，2.2，2.4） 5. 具有创新意识, 掌握综合运用理论和技术手段进行创新设计的方法；（支持毕 业要求 4.1， 4.2） 6. 培养学生团队合作精神，具备较强的从事工程应用的能力；（支持毕业要求 9.2） *课程目标与毕业要求 对应关系 （Relationship between learning outcomes and graduation requirements ） 毕业要求 指标点 课程目标 达成途径 2. 问题分析 2.1 能将数学、自然科学、 工程科学的语言工具用于 工程问题的表述 1,2,3 课 程 讲 授 、 作 业、讨论 2.2 能运用相关科学原理， 识别和判断复杂工程问题 的关键环节并求解； 1,2,3 课 程 讲 授 、 作 业、讨论 2.4 能将相关知识和数学模 型方法用于专业工程问题 解决方案的比较与综合 3 课 程 讲 授 、 作 业、讨论 4. 研究 4.1 能够基于科学原理，通 过文献研究或相关方法，调 研和分析复杂工程问题的 解决方案 5 课 程 讲 授 、 作 业、讨论 4.2 能够根据对象特征，选 择研究路线，设计实验方案 5 课 程 讲 授 、 作 业、讨论 9. 个人和团队 9.2 能够在团队中独立或合 作开展工作 6 分 小 组 完 成 课 程设计并答辩
教学内容 学时 教学 作业及要 方式 求 基本要求 考查方式 掌握材料在力的 作用下发生变形 的基本假设与类 型：内力、应力 课堂 计算与理 材料力学绪论 2 授课 解 与应变的定义与 作业 表达方法：单向 弹性变形下胡克 定律：杆件变形 的基本形式。 静力平衡基本 了解静力平衡基 课堂 计算与理 方程与分析方 2 授课 本方程与分析方 作业 解 法 法 轴向拉伸与压 掌握轴向拉伸与 缩时的内力与 压缩时的内力与 应力，材料拉 课堂 计算与理 2 应力，材料拉伸 伸与压缩时的 授课 作业 解 与压缩时的力学 力学性能 性能 *教学内容、进度安排及 材料的力学性 能测试方法与 理解与操 了解并掌握拉伸 2 实验 要求 作 实验方法 实验报告 实验 (Class Schedule 拉压杆的变 课堂 理解拉压杆的变 计算与理 2 Requirements) 形，强度与刚 授课 解 形，掌握强度与 作业 度设计 刚度计算 变形能及基于 掌握变形能及基 变形能的变形 于变形能的变形 计算方法，拉 课堂 计算与理 授课 计算方法：理解 作业 伸与压缩的超 解 静定问题，应 拉伸与压缩的超 力集中。 静定问题 工程剪切问题 课堂 实用分析方 计算与理 掌握工程剪切问 授课 解 题实用分析方法 作业 法。 杆件扭转的扭 掌握杆件扭转的 矩与扭矩图， 课堂 计算与理 扭矩与扭矩图， 薄壁圆筒的扭 授课 解 理解剪切与纯剪 作业 转分析，纯剪 切概念 切的概念。 圆轴扭转时的 掌握圆轴扭转时 应力与变形， 课堂 计算与理 2 轴的设计条 授课 的应力与变形计 作业 解 算方法 件
*教学内容、进度安排及 要求 (Class Schedule & Requirements) 教学内容 学时 教学 方式 作业及要 求 基本要求 考查方式 材料力学绪论 2 课堂 授课 计算与理 解 掌握材料在力的 作用下发生变形 的基本假设与类 型；内力、应力 与应变的定义与 表达方法；单向 弹性变形下胡克 定律；杆件变形 的基本形式。 作业 静力平衡基本 方程与分析方 法 2 课堂 授课 计算与理 解 了解静力平衡基 本方程与分析方 法 作业 轴向拉伸与压 缩时的内力与 应力，材料拉 伸与压缩时的 力学性能 2 课堂 授课 计算与理 解 掌握轴向拉伸与 压缩时的内力与 应力，材料拉伸 与压缩时的力学 性能 作业 材料的力学性 能测试方法与 实验 2 实验 理解与操 作 了解并掌握拉伸 实验方法 实验报告 拉 压 杆 的 变 形，强度与刚 度设计 2 课堂 授课 计算与理 解 理解拉压杆的变 形，掌握强度与 刚度计算 作业 变形能及基于 变形能的变形 计算方法，拉 伸与压缩的超 静定问题，应 力集中。 2 课堂 授课 计算与理 解 掌握变形能及基 于变形能的变形 计算方法；理解 拉伸与压缩的超 静定问题 作业 工程剪切问题 实 用 分 析 方 法。 2 课堂 授课 计算与理 解 掌握工程剪切问 题实用分析方法 作业 杆件扭转的扭 矩与扭矩图， 薄壁圆筒的扭 转分析，纯剪 切的概念。 2 课堂 授课 计算与理 解 掌握杆件扭转的 扭矩与扭矩图， 理解剪切与纯剪 切概念 作业 圆轴扭转时的 应力与变形， 轴 的 设 计 条 件。 2 课堂 授课 计算与理 解 掌握圆轴扭转时 的应力与变形计 算方法 作业
圆柱形密圈螺 旋弹簧的应 课堂 计算与理 理解弹簧类零件 力，非圆截面 1 授课 解 作业 的应力分布 杆的扭转应力 弯曲内力与内 力图，梁的横 课堂 计算与理 全面掌握梁的弯 向载荷分布密 3 曲内力分布与计 度、剪力和弯 授课 解 作业 算 矩间的关系 弯曲时梁的横 截面应力，梁 课堂 计算与理 的强度设计， 全面掌握梁的应 授课 作业 解 力分布与计算 提高梁的弯曲 强度的措施 挠曲线近似微 分方程及其求 解方法，叠加 法求梁的变 课堂 计算与理 掌握梁的挠度计 5 授课 作业 形，简单超静 解 算计算 定梁的解法， 提高梁的弯曲 刚度的措施。 压杆稳定的概 念，细长压杆 的临界力， 课堂 理解压杆稳定现 计算与理 般压杆的临界 3 授课 象，并计算一般压 作业 解 力，提高压杆 杆的临界力 抗失稳能力的 措施 平面应力状态 下的主应力概 念、应力转轴 掌握平面应力状 公式：平面应 态下的主应力概 变状态下的主 课堂 计算与理 念，掌握转轴公 4 应变概念、应 授课 作业 解 式计算方法，理 变转轴公式： 解三向应力状态 三向应力状态 下的主应力概念 下的主应力概 念 莫尔圆方法在 应力、应变转 课堂 计算与理 掌握莫尔圆方法 作业 轴分析中的应 授课 解 并计算 用：
圆柱形密圈螺 旋 弹 簧 的 应 力，非圆截面 杆的扭转应力 1 课堂 授课 计算与理 解 理解弹簧类零件 的应力分布 作业 弯曲内力与内 力图，梁的横 向载荷分布密 度、剪力和弯 矩间的关系 3 课堂 授课 计算与理 解 全面掌握梁的 弯 曲内力分布与计 算 作业 弯曲时梁的横 截面应力，梁 的强度设计， 提高梁的弯曲 强度的措施 4 课堂 授课 计算与理 解 全面掌握梁的 应 力分布与计算 作业 挠曲线近似微 分方程及其求 解方法，叠加 法 求 梁 的 变 形，简单超静 定梁的解法， 提高梁的弯曲 刚度的措施。 5 课堂 授课 计算与理 解 掌握梁的挠度计 算计算 作业 压杆稳定的概 念，细长压杆 的临界力，一 般压杆的临界 力，提高压杆 抗失稳能力的 措施 3 课堂 授课 计算与理 解 理解压杆稳定现 象，并计算一般压 杆的临界力 作业 平面应力状态 下的主应力概 念、应力转轴 公式；平面应 变状态下的主 应变概念、应 变转轴公式； 三向应力状态 下的主应力概 念 4 课堂 授课 计算与理 解 掌握平面应力状 态下的主应力概 念，掌握转轴公 式计算方法，理 解三向应力状态 下的主应力概念 作业 莫尔圆方法在 应力、应变转 轴分析中的应 用； 2 课堂 授课 计算与理 解 掌握莫尔圆方法 并计算 作业
广义胡克定 律：应力测量 课堂 计算与理 掌握广义胡克定 2 的电阻应变片 授课 作业 解 律 方法与应用 应力测试实验 了解并掌握应变 (含弹性模量 理解与操 2 的电阻应变片 实验 片贴法并测量典 实验报告 作 测试) 型位置应力 材料的失效准 课堂 计算与理 掌握材料的失效 则(4个屈服准 授课 解 准则 作业 则) 虚位移原理： 应用虚位移原 理的杆件变形 课堂 计算与理 掌握图乘方法并 求解方法（介 4 作业 授课 解 计算 绍单位载荷法 和求解变形的 图乘方法) 专题与提高部 分：结构的疲劳 课堂 计算与理 理解材料疲劳现 作业 破坏与分析方 授课 解 象及分析方法 法： 专题与提高部 课堂 计算与理 理解厚壁圆筒的 分：厚壁圆筒 授课 解 分析方法 作业 的分析方法 专题与提高部 分：杆件的塑 性变形：单向 应力条件下塑 性变形的应力 应变关系：拉 掌握典型应力条 压杆的塑性变 课堂 计算与理 件下塑性变形， 形分析：圆轴 授课 作业 解 以及相应的应力 的塑性扭转： 应变关系 塑性弯曲和塑 性铰：残余应 力的概念：厚 壁圆筒的塑性 变形。 实践环节：自 运用材料力学知 行车设计（不 实践 识分析自行车关 计算与理 设计报告 求解静不定问 与实 键部件的受力，识 题，以基于载 解 别和判断其中的 +答辩 验 荷的测试为 关键环节并求解
广 义 胡 克 定 律；应力测量 的电阻应变片 方法与应用 2 课堂 授课 计算与理 解 掌握广义胡克定 律 作业 应力测试实验 （含弹性模量 的电阻应变片 测试） 2 实验 理解与操 作 了解并掌握应变 片贴法并测量典 型位置应力 实验报告 材料的失效准 则（ 4 个屈服准 则） 2 课堂 授课 计算与理 解 掌握材料的失效 准则 作业 虚位移原理； 应用虚位移原 理的杆件变形 求解方法（介 绍单位载荷法 和求解变形的 图乘方法） 4 课堂 授课 计算与理 解 掌握图乘方法并 计算 作业 专题与提高部 分:结构的疲劳 破坏与分析方 法； 4 课堂 授课 计算与理 解 理解材料疲劳现 象及分析方法 作业 专题与提高部 分: 厚壁圆筒 的分析方法 2 课堂 授课 计算与理 解 理解厚壁圆筒的 分析方法 作业 专题与提高部 分：杆件的塑 性变形：单向 应力条件下塑 性变形的应力 应变关系；拉 压杆的塑性变 形分析；圆轴 的塑性扭转； 塑性弯曲和塑 性铰；残余应 力的概念；厚 壁圆筒的塑性 变形。 4 课堂 授课 计算与理 解 掌握典型应力条 件下塑性变形， 以及相应的应力 应变关系 作业 实践环节：自 行车设计（不 求解静不定问 题，以基于载 荷 的 测 试 为 4 实践 与实验 计算与理 解 运用材料力学知 识分析自行车关 键部件的受力，识 别和判断其中的 关键环节并求解， 设计报告 +答辩
主，或者由教 并给出合理解决 师给出框架结 方案：开展团队合 构的内力计算 作完成设计报告 方法)，应力分 析与测试，选 材方法，关键 零部件分析， 齿盘轴设计 *考核方式 平时作业成绩(30%)+期末笔试成绩(70%) (Grading) *教材或参考资料 (Textbooks Other 以自编课件为主、以刘鸿文教材为主要参考书 Materials) 其它 (More) 备注 (Notes) 备注说明： 1课程大纲一般为教师网上填写，填写要求会自动提示：对于新开课程，需要填着纸质 大纲，并经院系教学委员会或专业委员会通过。 2.带*内容为必填项。 3.课程简介字数为300-500字：课程大纲以表述清楚教学安排为宜，字数不限
主，或者由教 师给出框架结 构的内力计算 方法），应力分 析与测试，选 材方法，关键 零部件分析， 齿盘轴设计 并给出合理解决 方案；开展团队合 作完成设计报告 *考核方式 (Grading) 平时作业成绩（30%）+期末笔试成绩（70%） *教材或参考资料 (Textbooks & Other Materials) 以自编课件为主、以刘鸿文教材为主要参考书 其它 （More） 备注 （Notes） 备注说明： 1.课程大纲一般为教师网上填写，填写要求会自动提示；对于新开课程，需要填着纸质 大纲，并经院系教学委员会或专业委员会通过。 2．带*内容为必填项。 3．课程简介字数为 300-500 字；课程大纲以表述清楚教学安排为宜，字数不限