
一、课程基本信息中文名称:材料力学英文名称:MechanicsofMaterials课程编码:10S1115B、10S3115B、10S4115B课程类别:专业核心课程总学时:48(理论学时42;实验学时6)总学分:3学分适用专业:机械设计制造及其自动化、机械电子工程、智能制造工程先修课程:高等数学、大学物理、理论力学开课系部:机电工程系二、课程性质、课程目标及其对毕业要求的支撑1、课程性质《材料力学》是变形固体力学的重要基础分支之一,是一门为设计工程实际构件提供必要理论基础的重要技术基础课,也是一门理论与实验相结合的课程。2、课程目标通过材料力学的学习,使得学生掌握杆件在常见荷载条件下的强度、刚度及稳定性计算方法等,能运用强度、刚度及稳定性理论对杆件进行校核、截面设计及载荷确定等基本计算工作;掌握材料的力学性能及材料力学实验的基本知识和操作技能,使学生初步会用材料力学的理论和分析方法,解决一些工程实际问题。课程思政自标:在思政教育方面,本课程以改革开放中我国装备制造业涌现出“大国重器”背后所涉及的材料力学问题为切入点,让学生掌握其背后的科学精神、创新精神和工匠精神,在培养学生力学思维的同时,让学生具备作为未来工程师的社会责任感、民族自豪感和国家荣辱观,进而让学生能够利用所学知识投入到祖国的装备制造业中,不断学习进取,将国家的发展需求与个人专业领域相结合来实现人生价值,以此达到力学基础教育与思政教育的有机融合。通过本课程的学习,要求学生达到以下具体目标:课程自标1:通过材料力学的学习,让学生掌握将工程实际构件抽象为力学模型的方法;掌握研究杆件内力、应力、变形分布规律的基本原理和方法;掌握分析构件的强度、刚度和稳定性等问题的理论与计算
一、课程基本信息 中文名称:材料力学 英文名称:Mechanics of Materials 课程编码:10S1115B、10S3115B、10S4115B 课程类别:专业核心课程 总 学 时:48(理论学时42;实验学时6) 总 学 分:3学分 适用专业:机械设计制造及其自动化、机械电子工程、智能制造工程 先修课程:高等数学、大学物理、理论力学 开课系部:机电工程系 二、课程性质、课程目标及其对毕业要求的支撑 1、课程性质 《材料力学》是变形固体力学的重要基础分支之一,是一门为设计工程实际构件提供必要理论 基础的重要技术基础课,也是一门理论与实验相结合的课程。 2、课程目标 通过材料力学的学习,使得学生掌握杆件在常见荷载条件下的强度、刚度及稳定性计算方法 等,能运用强度、刚度及稳定性理论对杆件进行校核、截面设计及载荷确定等基本计算工作;掌握材 料的力学性能及材料力学实验的基本知识和操作技能,使学生初步会用材料力学的理论和分析方 法,解决一些工程实际问题。 课程思政目标:在思政教育方面,本课程以改革开放中我国装备制造业涌现出“大国重器”背后所 涉及的材料力学问题为切入点,让学生掌握其背后的科学精神、创新精神和工匠精神,在培养学生 力学思维的同时,让学生具备作为未来工程师的社会责任感、民族自豪感和国家荣辱观,进而让学 生能够利用所学知识投入到祖国的装备制造业中,不断学习进取,将国家的发展需求与个人专业领 域相结合来实现人生价值,以此达到力学基础教育与思政教育的有机融合。 通过本课程的学习,要求学生达到以下具体目标: 课程目标1:通过材料力学的学习,让学生掌握将工程实际构件抽象为力学模型的方法;掌握研究 杆件内力、应力、变形分布规律的基本原理和方法;掌握分析构件的强度、刚度和稳定性等问题的理 论与计算

课程目标2:具有熟练的计算能力以及对常用材料的基本力学性能及其测定方法有初步认识,能够基于力学原理来设计方案、完成实验,分析与解释数据、并通过综合分析得到合理有效的结论课程目标3:能够从材料力学的角度(既经济又安全)对简单工程问题的解决方案进行研究和分析,并提出改进方案。课程自标4:通过在教学中加入部分课程思政教育,使学生掌握科学精神、创新精神和工匠精神,在培养学生力学思维的同时,让学生具备作为未来工程师的社会责任感、民族自豪感和国家荣厚观,进而培养学生自主学习,将国家的发展需求与个人专业领域相结合来实现人生价值。3、课程目标对毕业要求的支撑毕业要求1:工程知识毕业要求2:问题分析0.6 0.4 课程目标10.80.2 课程目标20.2 0.8 课程目标30.5 0.5 课程目标4注:表中课程自标对毕业要求的支撑矩阵,可根据支撑程度用0.1-1间数字表示三、课程教学基本要求第一章绪论[教学内容与要求]了解材料力学的任务;理解变形固体的基本假设;掌握外力、内力、截面法求内力、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;理解杆件变形的基本形式[教学重点]外力、内力、截面法求内力、应力、位移、变形和应变。[教学难点]截面法求内力、应力、变形、应变。第二章拉伸、压缩与剪切[教学内容与要求]了解拉伸、压缩变形的概念与实例;掌握轴力的概念与轴力图的绘制;掌握直杆横截面和斜截面上的应力计算了解安全因数和许用应力的确定,熟练进行强度校核、截面设计和许用载荷的计算。掌握胡克定律,了解泊松比,掌握直杆在轴向拉伸与压缩时的横向变形和纵向变形的计算方法,掌握节点位移的计算过程。掌握低碳钢的拉伸试验,应力一应变图,强度指标,塑性指标,冷作硬化现象。了解材料压缩时的应力一应变图。了解静定结构和超静定结构的定义和区别,掌握一次超静定
课程目标2:具有熟练的计算能力以及对常用材料的基本力学性能及其测定方法有初步认识,能 够基于力学原理来设计方案、完成实验,分析与解释数据、并通过综合分析得到合理有效的结论。 课程目标3:能够从材料力学的角度(既经济又安全)对简单工程问题的解决方案进行研究和分 析,并提出改进方案。 课程目标4:通过在教学中加入部分课程思政教育,使学生掌握科学精神、创新精神和工匠精 神,在培养学生力学思维的同时,让学生具备作为未来工程师的社会责任感、民族自豪感和国家荣 辱观,进而培养学生自主学习,将国家的发展需求与个人专业领域相结合来实现人生价值。 3、课程目标对毕业要求的支撑 注:表中课程目标对毕业要求的支撑矩阵,可根据支撑程度用0.1-1间数字表示。 三、课程教学基本要求 第一章 绪论 [教学内容与要求] 了解材料力学的任务;理解变形固体的基本假设;掌握外力、内力、截面法求内力、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;理解杆件变形的基本形式。 [教学重点] 外力、内力、截面法求内力、应力、位移、变形和应变。 [教学难点] 截面法求内力、应力、变形、应变。 第二章 拉伸、压缩与剪切 [教学内容与要求] 了解拉伸、压缩变形的概念与实例;掌握轴力的概念与轴力图的绘制;掌握直杆横截面和斜截面上 的应力计算;了解安全因数和许用应力的确定,熟练进行强度校核、截面设计和许用载荷的计算。掌 握胡克定律,了解泊松比,掌握直杆在轴向拉伸与压缩时的横向变形和纵向变形的计算方法,掌握 节点位移的计算过程。掌握低碳钢的拉伸试验,应力—应变图,强度指标,塑性指标,冷作硬化现 象。了解材料压缩时的应力—应变图。了解静定结构和超静定结构的定义和区别,掌握一次超静定

可题的求解方法,了解温度应力和装配应力。掌握应力集中的概念,了解圣维南原理。了解剪切的概念和实例,掌握剪切、挤压的实用计算。[教学重点]轴力的概念与轴力图的绘制;直杆轴向拉压的强度计算;胡克定律,变形(位移)计算;超静定问题变形协调方程的建立;剪切挤压的实用计算;低碳钢的拉伸力学性能[教学难点]直杆轴向拉压的强度计算和变形(位移)计算;超静定问题,变形协调方程的建立;剪切挤压的实用计算。第三章扭转[教学内容与要求]了解扭转的概念和实例;掌握扭转时外力偶矩的换算、内力的计算以及扭矩图的绘制。掌握薄壁圆筒扭转时的切应力计算,掌握切应力互等定理和剪切胡克定律。掌握圆轴扭转的应力和变形计算,熟练进行扭转强度和刚度的计算。了解非圆截面杆扭转。[教学重点]扭矩的计算和扭矩图的绘制;切应力互等定理和剪切胡克定律;圆轴扭转应力和变形,建立强度和刚度条件,进行强度刚度计算。[教学难点]切应力互等定理;圆轴扭转应力和变形,建立强度和刚度条件,进行强度刚度计算。第四章弯曲内力[教学内容与要求]了解平面弯曲的概念和实例;了解对称弯曲的概念;掌握梁的计算简图;掌握平面弯曲内力(剪力和弯矩)的求法;掌握利用剪力弯矩方程,利用载荷集度、剪力和弯矩间的关系画剪力弯矩图。[教学重点]平面弯曲内力(剪力和弯矩)的求法;利用剪力弯矩方程,利用载荷集度、剪力和弯矩间的关系画剪力弯矩图。[教学难点]利用剪力弯矩方程,利用载荷集度、剪力和弯矩间的关系画剪力弯矩图。第五章弯曲应力[教学内容与要求]
问题的求解方法,了解温度应力和装配应力。掌握应力集中的概念,了解圣维南原理。了解剪切的 概念和实例,掌握剪切、挤压的实用计算。 [教学重点] 轴力的概念与轴力图的绘制;直杆轴向拉压的强度计算;胡克定律,变形(位移)计算;超静定问题, 变形协调方程的建立;剪切挤压的实用计算;低碳钢的拉伸力学性能。 [教学难点] 直杆轴向拉压的强度计算和变形(位移)计算;超静定问题,变形协调方程的建立;剪切挤压的实用 计算。 第三章 扭转 [教学内容与要求] 了解扭转的概念和实例;掌握扭转时外力偶矩的换算、内力的计算以及扭矩图的绘制。掌握薄壁 圆筒扭转时的切应力计算,掌握切应力互等定理和剪切胡克定律。掌握圆轴扭转的应力和变形计 算,熟练进行扭转强度和刚度的计算。了解非圆截面杆扭转。 [教学重点] 扭矩的计算和扭矩图的绘制;切应力互等定理和剪切胡克定律;圆轴扭转应力和变形,建立强度和 刚度条件,进行强度刚度计算。 [教学难点] 切应力互等定理;圆轴扭转应力和变形,建立强度和刚度条件,进行强度刚度计算。 第四章 弯曲内力 [教学内容与要求] 了解平面弯曲的概念和实例;了解对称弯曲的概念;掌握梁的计算简图;掌握平面弯曲内力(剪力和 弯矩)的求法;掌握利用剪力弯矩方程,利用载荷集度、剪力和弯矩间的关系画剪力弯矩图。 [教学重点] 平面弯曲内力(剪力和弯矩)的求法;利用剪力弯矩方程,利用载荷集度、剪力和弯矩间的关系画 剪力弯矩图。 [教学难点] 利用剪力弯矩方程,利用载荷集度、剪力和弯矩间的关系画剪力弯矩图。 第五章 弯曲应力 [教学内容与要求]

理解纯弯曲和横力弯曲的概念;掌握纯弯曲和横力弯曲的正应力的大小和分布,掌握矩形截面梁的切应力的大小和分布,熟练进行弯曲强度计算。理解提高弯曲梁强度的依据,掌握提高弯曲强度的措施。[教学重点]弯曲正应力的大小和分布;矩形截面梁的切应力;梁的强度计算;提高弯曲强度的各种措施和工程实例。[教学难点]弯曲正应力的大小和分布;矩形截面梁的切应力;提高弯曲强度的措施;等强度梁的设计第六章弯曲变形[教学内容与要求]了解工程中的弯曲变形问题;理解梁的挠度曲线,挠度和转角。掌握梁的挠曲线近似微分方程;掌握积分法和叠加原理求梁的挠度和转角。熟练进行梁的刚度计算。理解提高弯曲刚度的措施,掌握一次超静定梁的求解。[教学重点]梁的挠度曲线,挠度和转角。梁的挠曲线近似微分方程。积分法和叠加原理求梁的挠度和转角,最大转角和最大挠度。梁的刚度计算。[教学难点]梁的挠曲线近似微分方程。积分法和用叠加原理求梁的挠度和转角;最大转角和最大度。第七章应力和应变分析、强度理论[教学内容与要求理解应力状态,主应力和主平面的概念;掌握平面应力状态下应力分析的解析法,理解图解法,了解三向应力状态的概念及主应力、主平面和最大切应力的计算。掌握广义胡克定律,三个弹性常数(E、G、)间的关系。了解体积应变、三向应力状态下的变形能密度、体积改变能密度和畸变能密度的概念。理解强度理论的概念;掌握四种常用强度理论及其应用;了解莫尔强度理论[教学重点]平面应力状态下应力分析的解析法;广义胡克定律;四种常用强度理论及其应用。[教学难点]四种常用强度理论及其应用。第八章组合变形
理解纯弯曲和横力弯曲的概念;掌握纯弯曲和横力弯曲的正应力的大小和分布,掌握矩形截面梁 的切应力的大小和分布,熟练进行弯曲强度计算。理解提高弯曲梁强度的依据,掌握提高弯曲强度 的措施。 [教学重点] 弯曲正应力的大小和分布;矩形截面梁的切应力;梁的强度计算;提高弯曲强度的各种措施和工程实 例。 [教学难点] 弯曲正应力的大小和分布;矩形截面梁的切应力;提高弯曲强度的措施;等强度梁的设计。 第六章 弯曲变形 [教学内容与要求] 了解工程中的弯曲变形问题;理解梁的挠度曲线,挠度和转角。掌握梁的挠曲线近似微分方程;掌 握积分法和叠加原理求梁的挠度和转角。熟练进行梁的刚度计算。理解提高弯曲刚度的措施,掌握 一次超静定梁的求解。 [教学重点] 梁的挠度曲线,挠度和转角。梁的挠曲线近似微分方程。积分法和叠加原理求梁的挠度和转 角,最大转角和最大挠度。梁的刚度计算。 [教学难点] 梁的挠曲线近似微分方程。积分法和用叠加原理求梁的挠度和转角;最大转角和最大挠度。 第七章 应力和应变分析、强度理论 [教学内容与要求] 理解应力状态,主应力和主平面的概念;掌握平面应力状态下应力分析的解析法,理解图解法。 了解三向应力状态的概念及主应力、主平面和最大切应力的计算。掌握广义胡克定律,三个弹性常 数(E、G、μ)间的关系。了解体积应变、三向应力状态下的变形能密度、体积改变能密度和畸变能密 度的概念。理解强度理论的概念;掌握四种常用强度理论及其应用;了解莫尔强度理论。 [教学重点] 平面应力状态下应力分析的解析法;广义胡克定律;四种常用强度理论及其应用。 [教学难点] 四种常用强度理论及其应用。 第八章 组合变形

[教学内容与要求]理解组合变形的概念;掌握拉伸(压缩)与弯曲组合时的应力和强度计算;掌握扭转与弯曲组合时的应力和强度计算。[教学重点]扭转与弯曲组合时的应力和强度计算。[教学难点]拉伸(压缩)与弯曲组合时的应力和强度计算;扭转与弯曲组合时的应力和强度计算。第九章压杆稳定[教学内容与要求]理解压杆稳定的概念;掌握细长压杆的欧拉公式及其适用范围;掌握不同柔度压杆的临界应力和安全因数法的稳定性计算;理解提高压杆稳定性的措施。[教学重点]细长压杆的欧拉公式及其适用范围;不同柔度压杆的临界应力和安全因数法的稳定性计算。[教学难点]压杆稳定性的实用计算。根据本课程内容,课程内容对课程目标的支撑如下课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4课程内容第一章绪论10.3 0.20.3 0.2 第二章拉伸、压缩与剪切第三章扭转0. 3 0.30.20.2 0.80.2第四章弯曲内力0.4 0.40.2 第五章弯曲应力0.5 0.30.2第六章弯曲变形0.80.2 第七章应力和应变分析强度理论0.40.2 0.4第八章组合变形0.40.4 0.2 第九章压杆稳定注:表中课程内容对课程目标的支撑矩阵,可根据支撑程度用0.1-1间数字表示。四、有关教学环节的要求1、教学方法:教学方法包括理论知识讲授、课堂讨论、自学、实验课、答疑。(1)理论知识讲授:以教师课堂讲授为主,读阅参考文献、书籍为辅;积极开展课程思政教学方法改革,原则上根据课程内容和课程思政元素采取灵活、分散的方法,把思政要素放在合适的课堂内
[教学内容与要求] 理解组合变形的概念;掌握拉伸(压缩)与弯曲组合时的应力和强度计算;掌握扭转与弯曲组合时的 应力和强度计算。 [教学重点] 扭转与弯曲组合时的应力和强度计算。 [教学难点] 拉伸(压缩)与弯曲组合时的应力和强度计算;扭转与弯曲组合时的应力和强度计算。 第九章 压杆稳定 [教学内容与要求] 理解压杆稳定的概念;掌握细长压杆的欧拉公式及其适用范围;掌握不同柔度压杆的临界应力和安 全因数法的稳定性计算;理解提高压杆稳定性的措施。 [教学重点] 细长压杆的欧拉公式及其适用范围;不同柔度压杆的临界应力和安全因数法的稳定性计算。 [教学难点] 压杆稳定性的实用计算。 根据本课程内容,课程内容对课程目标的支撑如下: 注:表中课程内容对课程目标的支撑矩阵,可根据支撑程度用0.1-1间数字表示。 四、有关教学环节的要求 1、教学方法:教学方法包括理论知识讲授、课堂讨论、自学、实验课、答疑。 (1)理论知识讲授:以教师课堂讲授为主,读阅参考文献、书籍为辅;积极开展课程思政教学方法 改革,原则上根据课程内容和课程思政元素采取灵活、分散的方法,把思政要素放在合适的课堂内

容里、环节上,选择最具代表性图片或视频、使用案例教学,使得学生在掌握理论知识解决工程实际问题的基础上,具备作为未来工程师的社会责任感、民族自豪感和国家荣辱观,以此达到力学基础教育与思政教育的有机融合。(课程目标1、3、4)(2)课堂讨论:由教师布置内容、提供参考书,学生自己准备,课堂上围绕提出的问题进行讨论,加强课堂师生互动、生生互动,组织学生以讨论、研讨、发言、演讲的形式参与到课堂中,锻炼团队协作、独立思考、勇敢表达。(课程目标4)(3)自学:由教师布置自学内容,提出重点,指导学生学习。(课程目标1)(4)实验课:教师指导,学生独立操作。基于力学原理来设计方案、完成实验,分析与解释数据、并通过综合分析得到合理有效的结论。(课程目标2)(5)答疑:针对课程的重点和难点及学生提出的问题,教师组织进行答疑。帮助学生掌握理论知识,从力学角度学会分析问题、解决问题。(课程目标1、3)2、教学手段优化教学手段,深度融合现代信息技术与课堂教学,实现线上、线下,课前、课中、课后全过程教育。在教学过程中要掌握传授知识和培养智能的辩证关系,特别注意培养学生的分析问题和解决问题的能力,始终贯彻教书育人的思想。讲授应灵活多样,始终贯彻启发式教学,做到重点突出、层次清楚、联系实际。(课程目标1、3、4)。课程实验课要求在材料力学实验室分组进行,学生应在预习的基础上,在教师的指导下进行操作,并做好观察和记录。课后完成相应实验报告。以分组实验等活动,来体现团结合作。(课程目标2、4)3、作业要求课外作业的内容选择基于对基本理论的理解和巩固,培养综合计算和分析能力、判断能力以及充分利用图书馆资源及互联网资源的能力。作业要求尺规绘图,整齐认真,步骤完整。培养学生严禁的科学态度和一丝不苟的职业素养。(课程目标3、4)。4、课程考试本课程为专业核心课程,必修考试课。课程考核内容为本大纲规定内容,成绩评定一股采用结构成绩,总评成绩由期未考试成绩和平时成绩两部分构成,注意:期未考试成绩为50分以下,不允许加平时成绩期未考试为闭卷考试,试卷命题范围应涵盖课程的所有章节,试题应反映基础知识的掌握程度和灵活应用所学知识的能力,增加计算及分析能力试题分数,对学生的知识、能力和素质等进行综
容里、环节上,选择最具代表性图片或视频、使用案例教学,使得学生在掌握理论知识解决工程实 际问题的基础上,具备作为未来工程师的社会责任感、民族自豪感和国家荣辱观,以此达到力学基 础教育与思政教育的有机融合。(课程目标1、3、4) (2)课堂讨论:由教师布置内容、提供参考书,学生自己准备,课堂上围绕提出的问题进行讨 论,加强课堂师生互动、生生互动,组织学生以讨论、研讨、发言、演讲的形式参与到课堂中,锻 炼团队协作、独立思考、勇敢表达。(课程目标4) (3)自学:由教师布置自学内容,提出重点,指导学生学习。(课程目标1) (4)实验课:教师指导,学生独立操作。基于力学原理来设计方案、完成实验,分析与解释数 据、并通过综合分析得到合理有效的结论。(课程目标2) (5)答疑:针对课程的重点和难点及学生提出的问题,教师组织进行答疑。帮助学生掌握理论知 识,从力学角度学会分析问题、解决问题。(课程目标1、3) 2、教学手段: 优化教学手段,深度融合现代信息技术与课堂教学,实现线上、线下,课前、课中、课后全过 程教育。在教学过程中要掌握传授知识和培养智能的辩证关系,特别注意培养学生的分析问题和解 决问题的能力,始终贯彻教书育人的思想。讲授应灵活多样,始终贯彻启发式教学,做到重点突 出、层次清楚、联系实际。(课程目标1、3、4)。 课程实验课要求在材料力学实验室分组进行,学生应在预习的基础上,在教师的指导下进行操 作,并做好观察和记录。课后完成相应实验报告。以分组实验等活动,来体现团结合作。(课程目标 2、4) 3、作业要求: 课外作业的内容选择基于对基本理论的理解和巩固,培养综合计算和分析能力、判断能力以及 充分利用图书馆资源及互联网资源的能力。作业要求尺规绘图,整齐认真,步骤完整。培养学生严 禁的科学态度和一丝不苟的职业素养。(课程目标3、4)。 4、课程考试: 本课程为专业核心课程,必修考试课。课程考核内容为本大纲规定内容,成绩评定一般采用结 构成绩,总评成绩由期末考试成绩和平时成绩两部分构成,注意:期末考试成绩为50分以下,不允 许加平时成绩。 期末考试为闭卷考试,试卷命题范围应涵盖课程的所有章节,试题应反映基础知识的掌握程度 和灵活应用所学知识的能力,增加计算及分析能力试题分数,对学生的知识、能力和素质等进行综

合考核。(课程目标1、3、4)平时成绩由作业、实验、课堂表现等几部分构成,培养学生查阅文献能力,理论联系实际和综合运用知识的能力,进一步培养学生的自学能力和严谨的科学态度。(课程目标2、3、4)五、学时分配作业备注主要各教学环节学时分配题量章节内容讲授实验课外小计习题绪论2第一章22第二章拉伸、压缩与剪切711026扭转4第三章第四章弯曲内力561第五章弯曲应力516第六章26弯曲变形4应力和应变分析、4第七章4强度理论第八章34组合变形14第九章压杆稳定4合计386448
合考核。(课程目标1、3、4) 平时成绩由作业、实验、课堂表现等几部分构成,培养学生查阅文献能力,理论联系实际和综 合运用知识的能力,进一步培养学生的自学能力和严谨的科学态度。(课程目标2、3、4) 五、学时分配