《材料力學(xué)》課程大綱

1、材料力學(xué)課程教學(xué)大綱一、課程基本信息英文名稱Mechanics of Materials課程代碼VEEN3012課程性質(zhì)大類基礎(chǔ)課程授課對(duì)象車輛工程專業(yè)學(xué)分3.5學(xué)時(shí)72（講授：63，實(shí)驗(yàn)：9）主講教師修訂日期2021.02.06指定教材單輝祖. 材料力學(xué)(I) (第4版). 北京: 高等教育出版社, 2016.二、課程目標(biāo)（一）總體目標(biāo)材料力學(xué)是變形固體力學(xué)入門的技術(shù)基礎(chǔ)課。教育目的是使車輛工程、機(jī)械類等專業(yè)的學(xué)生掌握構(gòu)筑作為工程技術(shù)根基的力學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)，為工程結(jié)構(gòu)的安全性計(jì)算提供理論依據(jù)和計(jì)算方法。通過(guò)揭示桿件強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等知識(shí)的發(fā)生過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力；掌握從已知的基本定律出

2、發(fā)，利用理論分析，導(dǎo)出一些推論，并據(jù)此對(duì)具體機(jī)械系統(tǒng)的性能進(jìn)行預(yù)測(cè)的力學(xué)方法；同時(shí)以力學(xué)理論為指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力；發(fā)揮其它課程不可替代的綜合素質(zhì)作用。（二）課程目標(biāo)課程目標(biāo)1：掌握材料力學(xué)的基本理論和方法、實(shí)驗(yàn)方法以及測(cè)試手段；課程目標(biāo)2：掌握從材料力學(xué)的基本定律出發(fā)，利用理論分析，得到解決工程實(shí)際問(wèn)題的力學(xué)方法；課程目標(biāo)3：掌握工程結(jié)構(gòu)中簡(jiǎn)單構(gòu)件的組合變形分析，強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的校核和設(shè)計(jì)，具有針對(duì)桿梁結(jié)構(gòu)形變綜合計(jì)算、分析和建模的能力。（三）課程目標(biāo)與畢業(yè)要求、課程內(nèi)容的對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求1、畢業(yè)要求2和畢業(yè)要求3。畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)1-3.掌握機(jī)械工程基礎(chǔ)理

3、論和知識(shí)，能針對(duì)車輛部件與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜工程問(wèn)題建立數(shù)學(xué)模型并求解。畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)2-3.具有通過(guò)文獻(xiàn)研究對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行分析的能力；能認(rèn)識(shí)到解決車輛工程復(fù)雜問(wèn)題有多種方案可選擇，并尋求可替代的解決方案。畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)3-1.了解影響車輛設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素，掌握車輛部件與結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)方法。表1：課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系表畢業(yè)要求課程目標(biāo)畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)1-3（權(quán)重0.3）畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)2-3（權(quán)重0.2）畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)3-1（權(quán)重0.2）課程目標(biāo) 1課程目標(biāo) 2課程目標(biāo) 3表2：課程目標(biāo)與課程內(nèi)容的對(duì)應(yīng)關(guān)系表課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)課程內(nèi)容課程目標(biāo)1第一章第十一章課程目標(biāo)2第二章第四章、

4、第六章、第七章、第九章第十一章課程目標(biāo)3第一章第十一章三、教學(xué)內(nèi)容3.1講授內(nèi)容第一章緒論1.教學(xué)目標(biāo)（1）掌握材料力學(xué)研究對(duì)象及基本假設(shè)；（2）掌握內(nèi)力和外力的概念，掌握截面法計(jì)算內(nèi)力；（3）掌握正應(yīng)力、切應(yīng)力等基本概念，理解切應(yīng)力互等定理；（4）掌握正應(yīng)變、切應(yīng)變等基本概念；（5）掌握彈性模量、切變模量等基本概念，理解胡克定律；（6）理解桿件變形的基本形式與組合變形的概念。2.教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：截面法、內(nèi)力、應(yīng)力、位移、變形和應(yīng)變的概念。難點(diǎn)：建立材料力學(xué)分析問(wèn)題的思想。3.教學(xué)內(nèi)容（1）材料力學(xué)基本假設(shè)；（2）外力與內(nèi)力；（3）應(yīng)力，應(yīng)變；（4）胡克定律；（5）桿件變形的基本形式。4.教學(xué)

5、方法講授、自學(xué)5.教學(xué)評(píng)價(jià)回答問(wèn)題：（1）材料力學(xué)研究對(duì)象及基本假設(shè)是什么？（2）敘述內(nèi)力和外力的概念，敘述截面法計(jì)算內(nèi)力的步驟。（3）敘述正應(yīng)力、切應(yīng)力等基本概念，敘述切應(yīng)力互等定理。（4）敘述正應(yīng)變、切應(yīng)變等基本概念。（5）敘述彈性模量、切變模量等基本概念，敘述胡克定律。（6）桿件變形的基本形式與組合變形有哪些？第二章軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能1.教學(xué)目標(biāo)（1）掌握軸向拉壓的概念；（2）掌握軸力的計(jì)算和軸力圖的畫(huà)法；（3）掌握截面應(yīng)力的計(jì)算，理解圣維南原理的實(shí)質(zhì)；（4）重點(diǎn)掌握材料的拉壓力學(xué)性能；（5）了解一般金屬材料的拉伸力學(xué)性能與材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能；（6）了解應(yīng)力集中的概念；（7）

6、了解許用應(yīng)力的概念，掌握拉壓強(qiáng)度計(jì)算；（8）掌握連接部件的剪切、擠壓強(qiáng)度計(jì)算。2.教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：（1）用截面法計(jì)算軸力，軸力圖；（2）橫截面和斜截面上的應(yīng)力；（3）低碳鋼的力學(xué)性能；（4）許用應(yīng)力、安全系數(shù)和強(qiáng)度條件。難點(diǎn)：低碳鋼的力學(xué)性能。3.教學(xué)內(nèi)容（1）軸力與軸力圖；（2）拉壓桿的應(yīng)力與圣維南原理；（3）材料拉伸力學(xué)性能；（4）應(yīng)力集中概念；（5）許用應(yīng)力與強(qiáng)度條件；（6）連接部件的強(qiáng)度計(jì)算。4.教學(xué)方法講授、PBL、討論、自學(xué)5.教學(xué)評(píng)價(jià)回答問(wèn)題：（1）什么是軸向拉壓？（2）敘述軸力的計(jì)算和軸力圖的畫(huà)法。（3）敘述截面應(yīng)力的計(jì)算方法，敘述圣維南原理。（4）敘述材料的拉壓力學(xué)性能。（5

7、）一般金屬材料的拉伸力學(xué)性能與材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能有哪些？（6）什么是應(yīng)力集中？（7）敘述許用應(yīng)力的概念，敘述拉壓強(qiáng)度計(jì)算過(guò)程。（8）敘述連接部件的剪切、擠壓強(qiáng)度計(jì)算過(guò)程。第三章軸向拉壓變形1.教學(xué)目標(biāo)（1）了解靜定問(wèn)題與靜不定問(wèn)題的概念；（2）掌握剛度、泊松比的概念，掌握利用疊加原理分析軸向拉壓變形；（3）掌握利用切線代替圓弧法分析節(jié)點(diǎn)位移，了解小變形概念；（4）了解應(yīng)變能概念及計(jì)算；（5）掌握處理靜不定問(wèn)題的分析和計(jì)算方法。2.教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：（1）軸向拉伸和壓縮時(shí)的變形；（2）節(jié)點(diǎn)位移。難點(diǎn)：（1）拉壓靜不定問(wèn)題中的變形協(xié)調(diào)條件；（2）靜定與靜不定問(wèn)題的判斷方法。3.教學(xué)內(nèi)容（1）拉壓桿

8、的變形與疊加原理；（2）節(jié)點(diǎn)位移分析與小變形概念；（3）拉壓與剪切應(yīng)變能；（4）簡(jiǎn)單拉壓靜不定問(wèn)題。4.教學(xué)方法講授、PBL、討論、自學(xué)5.教學(xué)評(píng)價(jià)回答問(wèn)題：（1）什么是靜定問(wèn)題？什么是靜不定問(wèn)題？（2）敘述剛度、泊松比的概念；如何利用疊加原理分析軸向拉壓變形？（3）什么是小變形？敘述利用切線代替圓弧法分析節(jié)點(diǎn)位移。（4）敘述應(yīng)變能概念及計(jì)算方法。（5）敘述處理靜不定問(wèn)題的分析和計(jì)算方法。第四章扭轉(zhuǎn)1.教學(xué)目標(biāo)（1）了解扭轉(zhuǎn)、扭轉(zhuǎn)角、扭力偶、扭力偶矩等概念；（2）掌握扭矩的計(jì)算并繪制扭矩圖；（3）掌握?qǐng)A截面扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的計(jì)算；（4）掌握?qǐng)A截面扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度及其應(yīng)用；（5）掌握?qǐng)A截面扭轉(zhuǎn)的剛度及其應(yīng)用

9、；（6）掌握處理靜不定問(wèn)題的分析和計(jì)算方法；（7）了解非圓截面扭轉(zhuǎn)的概念；（8）了解薄壁桿扭轉(zhuǎn)的概念。2.教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：（1）外力偶矩的計(jì)算；（2）扭矩和扭矩圖；（3）圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和強(qiáng)度條件；（4）圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形和剛度條件。難點(diǎn)：（1）橫截面上切應(yīng)力公式的推導(dǎo)；（2）扭轉(zhuǎn)靜不定問(wèn)題的變形協(xié)調(diào)條件。3.教學(xué)內(nèi)容（1）扭力偶矩與扭矩；（2）圓軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力；（3）圓軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件與合理強(qiáng)度設(shè)計(jì)；（4）圓軸扭轉(zhuǎn)變形與剛度條件；（5）簡(jiǎn)單靜不定軸；（6）非圓截面軸扭轉(zhuǎn)；（7）薄壁桿扭轉(zhuǎn)。4.教學(xué)方法講授、PBL、討論、自學(xué)5.教學(xué)評(píng)價(jià)回答問(wèn)題：（1）敘述扭轉(zhuǎn)、扭轉(zhuǎn)角、扭力偶、扭力偶矩等概念。（2）

10、敘述扭矩的計(jì)算過(guò)程和扭矩圖的繪制。（3）敘述圓截面扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的計(jì)算。（4）敘述如何分析圓截面扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度。（5）敘述如何分析圓截面扭轉(zhuǎn)的剛度。（6）敘述處理靜不定問(wèn)題的分析和計(jì)算方法。（7）敘述非圓截面扭轉(zhuǎn)的概念。（8）敘述薄壁桿扭轉(zhuǎn)的概念。第五章彎曲內(nèi)力1.教學(xué)目標(biāo)（1）了解彎曲與梁的概念；（2）了解常見(jiàn)的三種靜定梁；（3）掌握剪力與彎矩的計(jì)算與正負(fù)符號(hào)規(guī)定；（4）掌握剪力、彎矩方程的建立及剪力、彎矩圖的表示；（5）掌握剪力、彎矩與載荷集度間的微分關(guān)系及利用微分關(guān)系繪制剪力、彎矩圖；（6）掌握剛架內(nèi)力的計(jì)算。2.教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：（1）梁的載荷和支反力；（2）剪力和彎矩的求法；（3）利用剪力方程

11、和彎矩方程作剪力圖和彎矩圖；（4）剪力、彎矩和載荷集度間的微分關(guān)系。難點(diǎn)：（1）剪力圖和彎矩圖的作法；（2）剪力、彎矩與載荷集度間的微分關(guān)系及利用。3.教學(xué)內(nèi)容（1）梁的約束與類型；（2）剪力與彎矩；（3）剪力、彎矩方程與剪力、彎矩圖；（4）剪力、彎矩與載荷集度間的微分關(guān)系；（5）剛架與曲梁的內(nèi)力。4.教學(xué)方法講授、PBL、討論、自學(xué)5.教學(xué)評(píng)價(jià)回答問(wèn)題：（1）敘述彎曲與梁的概念。（2）常見(jiàn)的三種靜定梁分別是什么？（3）敘述剪力與彎矩的計(jì)算方法與正負(fù)符號(hào)的規(guī)定。（4）敘述剪力、彎矩方程的建立過(guò)程及剪力、彎矩圖的表示方法。（5）敘述剪力、彎矩與載荷集度間的微分關(guān)系及如何利用微分關(guān)系繪制剪力、彎矩

12、圖。（6）敘述剛架內(nèi)力的計(jì)算方法。第六章彎曲應(yīng)力1.教學(xué)目標(biāo)（1）了解彎曲正應(yīng)力、彎曲切應(yīng)力、對(duì)稱彎曲的概念；（2）掌握中性軸與形心軸、純彎曲與對(duì)稱彎曲、慣性矩與極慣性矩、彎曲剛度與抗彎截面系數(shù)等概念之間的區(qū)別；知道如何從幾何、物理與靜力學(xué)三方面以建立彎曲正應(yīng)力公式；掌握對(duì)常見(jiàn)截面梁能夠分析彎曲正應(yīng)力的大小及分布；（3）掌握對(duì)常見(jiàn)截面梁能夠分析彎曲切應(yīng)力的大小及分布；（4）掌握對(duì)常見(jiàn)截面梁能夠分析彎曲正應(yīng)力、切應(yīng)力的強(qiáng)度條件；（5）了解等強(qiáng)度梁和合理截面形狀的設(shè)計(jì)原則；（6）掌握非對(duì)稱彎曲正應(yīng)力的分析及中性軸的判斷。2.教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：（1）彎曲正應(yīng)力和切應(yīng)力公式；（2）正應(yīng)力和切應(yīng)力強(qiáng)度條件

13、。難點(diǎn)：（1）彎曲正應(yīng)力、切應(yīng)力推導(dǎo)過(guò)程；（2）中性軸的確定。3.教學(xué)內(nèi)容（1）對(duì)稱彎曲正應(yīng)力；（2）對(duì)稱彎曲切應(yīng)力；（3）梁的強(qiáng)度條件；（4）梁的合理強(qiáng)度設(shè)計(jì)；（5）雙對(duì)稱截面梁的非對(duì)稱彎曲。4.教學(xué)方法講授、PBL、討論、自學(xué)5.教學(xué)評(píng)價(jià)回答問(wèn)題：（1）敘述彎曲正應(yīng)力、彎曲切應(yīng)力、對(duì)稱彎曲的概念。（2）敘述中性軸與形心軸、純彎曲與對(duì)稱彎曲、慣性矩與極慣性矩、彎曲剛度與抗彎截面系數(shù)等概念之間的區(qū)別。如何從幾何、物理與靜力學(xué)三方面建立彎曲正應(yīng)力公式？如何對(duì)常見(jiàn)截面梁分析彎曲正應(yīng)力？它的分布是怎樣的？（3）如何對(duì)常見(jiàn)截面梁分析彎曲切應(yīng)力？它的分布是怎樣的？（4）如何對(duì)常見(jiàn)截面梁分析彎曲正應(yīng)力、切

14、應(yīng)力的強(qiáng)度？（5）敘述等強(qiáng)度梁和合理截面形狀的設(shè)計(jì)原則。（6）敘述非對(duì)稱彎曲正應(yīng)力的分析及中性軸的判斷。第七章彎曲變形1.教學(xué)目標(biāo)（1）了解撓曲軸、撓度、轉(zhuǎn)角的概念；（2）掌握梁的撓曲軸近似微分方程；（3）掌握計(jì)算梁位移的積分法；（4）掌握計(jì)算梁位移的疊加法；（5）掌握解決簡(jiǎn)單靜不定梁的方法；（6）了解梁的剛度設(shè)計(jì)原則。2.教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：（1）撓曲軸近似微分方程；（2）用積分法、疊加法求彎曲變形；（3）求解簡(jiǎn)單靜不定梁。難點(diǎn)：（1）積分法求彎曲變形時(shí)梁位移邊界條件和連續(xù)條件的確定；（2）疊加法求彎曲變形時(shí)逐段軟化法的應(yīng)用；（3）建立靜不定梁的解題思路。3.教學(xué)內(nèi)容（1）撓曲軸近似微分方程；（

15、2）計(jì)算梁位移的積分法；（3）計(jì)算梁位移的疊加法；（4）簡(jiǎn)單靜不定梁；（5）梁的剛度條件與合理剛度設(shè)計(jì)。4.教學(xué)方法講授、PBL、討論、自學(xué)5.教學(xué)評(píng)價(jià)回答問(wèn)題：（1）敘述撓曲軸、撓度、轉(zhuǎn)角的概念；（2）梁的撓曲軸近似微分方程是什么？如何判斷位移邊界條件或連續(xù)條件？（3）敘述梁位移的積分法計(jì)算過(guò)程。（4）敘述梁位移的疊加法計(jì)算過(guò)程。（5）敘述解決簡(jiǎn)單靜不定梁的方法。（6）敘述梁的剛度設(shè)計(jì)原則。第八章應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析1.教學(xué)目標(biāo)（1）了解應(yīng)力狀態(tài)、應(yīng)變狀態(tài)的概念；（2）掌握平面應(yīng)力狀態(tài)的概念；知道如何建立斜截面應(yīng)力一般公式；（3）了解應(yīng)力圓的概念；掌握應(yīng)力圓的繪制與應(yīng)用；（4）掌握極值應(yīng)力和主應(yīng)

16、力的計(jì)算；（5）了解三向應(yīng)力圓的概念；（6）了解最大應(yīng)變與主應(yīng)變的概念；（7）掌握各向同性材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。2.教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：（1）平面應(yīng)力狀態(tài)分析的解析法；（2）主應(yīng)力和極值應(yīng)力的概念及計(jì)算；（3）平面應(yīng)力狀態(tài)分析的圖解法（應(yīng)力圓）；（4）廣義胡克定律及其應(yīng)用。難點(diǎn)：（1）主平面、主應(yīng)力的大小和方向的確定；（2）廣義胡克定律的應(yīng)用。3.教學(xué)內(nèi)容（1）平面應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力分析；（2）應(yīng)力圓；（3）極值應(yīng)力與主應(yīng)力；（4）復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的最大應(yīng)力；（5）平面應(yīng)變分析；（6）廣義胡克定律。4.教學(xué)方法講授、PBL、討論、自學(xué)5.教學(xué)評(píng)價(jià)回答問(wèn)題：（1）什么是應(yīng)力狀態(tài)？什么是應(yīng)變狀態(tài)？（2）什么是平面

17、應(yīng)力狀態(tài)？如何建立斜截面應(yīng)力一般公式？（3）敘述應(yīng)力圓的繪制與應(yīng)用。（4）敘述極值應(yīng)力和主應(yīng)力的計(jì)算。（5）敘述三向應(yīng)力圓的概念及繪制。（6）敘述最大應(yīng)變與主應(yīng)變的概念。（7）敘述廣義胡克定律。第九章強(qiáng)度理論1.教學(xué)目標(biāo)（1）了解強(qiáng)度理論的概念；（2）掌握關(guān)于斷裂的強(qiáng)度理論；（3）掌握關(guān)于屈服的強(qiáng)度理論；（4）掌握強(qiáng)度理論的應(yīng)用；（5）了解薄壁圓筒的強(qiáng)度計(jì)算。2.教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：強(qiáng)度理論的概念及常用的四個(gè)強(qiáng)度理論的應(yīng)用范圍。難點(diǎn)：從具體受力桿件中截取單元體，并標(biāo)明單元體上的應(yīng)力情況。3.教學(xué)內(nèi)容（1）關(guān)于斷裂的強(qiáng)度理論；（2）關(guān)于屈服的強(qiáng)度理論；（3）強(qiáng)度理論的應(yīng)用；（4）承壓薄壁圓筒。4.教

18、學(xué)方法講授、PBL、討論、自學(xué)5.教學(xué)評(píng)價(jià)回答問(wèn)題：（1）敘述強(qiáng)度理論的概念。（2）關(guān)于斷裂的強(qiáng)度理論有哪些？（3）關(guān)于屈服的強(qiáng)度理論有哪些？（4）如何使用強(qiáng)度理論？舉例應(yīng)用。（5）敘述薄壁圓筒的強(qiáng)度計(jì)算。第十章組合變形1.教學(xué)目標(biāo)（1）了解組合變形概念；（2）掌握彎拉（壓）組合的強(qiáng)度計(jì)算；（3）掌握偏心壓縮的強(qiáng)度計(jì)算；了解截面核心的概念；（4）掌握彎扭組合與彎拉（壓）扭組合的強(qiáng)度計(jì)算；（5）掌握矩形截面桿組合變形一般情況的強(qiáng)度計(jì)算。2.教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：彎拉、彎扭、彎拉扭組合的強(qiáng)度計(jì)算。難點(diǎn)：（1）組合變形下危險(xiǎn)截面、危險(xiǎn)點(diǎn)的確定；（2）求解組合變形關(guān)鍵：將組合變形分解為兩種或兩種以上的基本變

19、形。3.教學(xué)內(nèi)容（1）彎拉（壓）組合；（2）偏心壓縮與截面核心概念；（3）彎扭組合與彎拉（壓）扭組合；（4）矩形截面桿組合變形一般情況。4.教學(xué)方法講授、PBL、討論、自學(xué)5.教學(xué)評(píng)價(jià)回答問(wèn)題：（1）組合變形有哪些？（2）敘述彎拉（壓）組合的強(qiáng)度計(jì)算過(guò)程。（3）敘述偏心壓縮的強(qiáng)度計(jì)算過(guò)程。什么是截面核心？（4）敘述彎扭組合與彎拉（壓）扭組合的強(qiáng)度計(jì)算過(guò)程。（5）敘述矩形截面桿組合變形一般情況的強(qiáng)度計(jì)算過(guò)程。第十一章壓桿穩(wěn)定1.教學(xué)目標(biāo)（1）理解失穩(wěn)、穩(wěn)定平衡、不穩(wěn)定平衡、臨界載荷、臨界狀態(tài)的概念；（2）掌握兩端鉸支細(xì)長(zhǎng)壓桿臨界載荷的計(jì)算；（3）掌握兩端非鉸支細(xì)長(zhǎng)壓桿臨界載荷的計(jì)算；（4）了解中

20、、小柔度桿臨界應(yīng)力、柔度的概念；（5）了解如何進(jìn)行壓桿的合理設(shè)計(jì)。2.教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：（1）壓桿穩(wěn)定的概念；（2）細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界載荷、臨界應(yīng)力及其歐拉公式；（3）壓桿的穩(wěn)定性校核。難點(diǎn)：（1）歐拉公式的推導(dǎo)；（2）正確選擇歐拉公式或經(jīng)驗(yàn)公式。3.教學(xué)內(nèi)容（1）兩端鉸支細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界載荷；（2）兩端非鉸支細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界載荷；（3）中、小柔度桿的臨界應(yīng)力；（4）壓桿穩(wěn)定條件與合理設(shè)計(jì)。4.教學(xué)方法講授、PBL、討論、自學(xué)5.教學(xué)評(píng)價(jià)回答問(wèn)題：（1）什么是失穩(wěn)、穩(wěn)定平衡、不穩(wěn)定平衡、臨界載荷、臨界狀態(tài)？（2）敘述兩端鉸支細(xì)長(zhǎng)壓桿臨界載荷的計(jì)算。（3）敘述兩端非鉸支細(xì)長(zhǎng)壓桿臨界載荷的計(jì)算。（4）什么是

21、中、小柔度桿臨界應(yīng)力、柔度？（5）如何正確選擇歐拉公式或經(jīng)驗(yàn)公式？如何進(jìn)行壓桿的合理設(shè)計(jì)？3.2實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目表3：本課程開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目編號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)類型要求備注1金屬材料拉伸實(shí)驗(yàn)1驗(yàn)證性必做2人一組2金屬材料壓縮實(shí)驗(yàn)1驗(yàn)證性必做2人一組3金屬材料扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)1演示性必做20人一組4純彎曲梁正應(yīng)力實(shí)驗(yàn)1驗(yàn)證性必做2人一組5薄壁圓管彎扭組合變形測(cè)定3綜合性必做2人一組6壓桿穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)2驗(yàn)證性必做2人一組注：1.類型指驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性等。2.要求指必做、選做。實(shí)驗(yàn)一金屬材料拉伸實(shí)驗(yàn)1. 知識(shí)點(diǎn)和能力(1) 了解萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的構(gòu)造、工作原理及使用方法；(2) 掌握材料拉伸時(shí)力學(xué)性質(zhì)的測(cè)定方法；(

22、3) 觀察比較低碳鋼、鑄鐵在拉伸過(guò)程中的變形及破壞現(xiàn)象；(4) 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析比較。2. 實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容(1) 測(cè)定低碳鋼拉伸時(shí)的屈服極限s、強(qiáng)度極限b、延伸率、斷面收縮率；(2) 測(cè)定鑄鐵拉伸時(shí)的強(qiáng)度極限b等主要力學(xué)性能指標(biāo)；(3) 繪制拉伸圖。3. 重難點(diǎn)(1) 線性彈性位置的確定；(2) 各極限應(yīng)力的確定；(3) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。實(shí)驗(yàn)二金屬材料壓縮實(shí)驗(yàn)1. 知識(shí)點(diǎn)和能力(1) 掌握材料壓縮時(shí)力學(xué)性質(zhì)的測(cè)定方法；(2) 觀察比較低碳鋼、鑄鐵在壓縮過(guò)程中的變形及破壞現(xiàn)象；(3) 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析比較。2. 實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容(1) 測(cè)定低碳鋼壓縮時(shí)的屈服極限s

23、；(2) 測(cè)定鑄鐵壓縮時(shí)的強(qiáng)度極限b；(3) 繪制壓縮形變圖。3. 重難點(diǎn)(1) 扭轉(zhuǎn)變形圖各階段的確定和分析；(2) 數(shù)據(jù)誤差分析。實(shí)驗(yàn)三金屬材料扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)1. 知識(shí)點(diǎn)和能力(1) 了解材料扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)的構(gòu)造、工作原理及使用方法；(2) 掌握材料扭轉(zhuǎn)時(shí)力學(xué)性質(zhì)的測(cè)定方法；(3) 觀察比較低碳鋼、鑄鐵在扭轉(zhuǎn)過(guò)程中的變形及破壞現(xiàn)象；(4) 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析比較。2. 實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容(1) 測(cè)定低碳鋼扭轉(zhuǎn)時(shí)的屈服極限s、強(qiáng)度極限b、扭轉(zhuǎn)角；(2) 測(cè)定鑄鐵扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度極限b等各項(xiàng)主要力學(xué)性能指標(biāo)；(3) 繪制扭轉(zhuǎn)形變圖。3. 重難點(diǎn)(1) 破壞應(yīng)力的指標(biāo)確定；(2) 低碳鋼壓縮件鼓形

24、的分析。實(shí)驗(yàn)四純彎曲梁正應(yīng)力實(shí)驗(yàn)1. 知識(shí)點(diǎn)和能力(1) 了解電阻應(yīng)變儀的工作原理、使用方法；(2) 根據(jù)測(cè)試要求觀察應(yīng)變片的布貼，并組織實(shí)驗(yàn)測(cè)試；(3) 測(cè)定直梁承受純彎曲時(shí)的正應(yīng)力分布規(guī)律，并驗(yàn)證直梁彎曲時(shí)的正應(yīng)力公式。2. 實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容(1) 用應(yīng)變儀測(cè)定直梁承受純彎曲時(shí)橫截面上正應(yīng)變；(2) 計(jì)算實(shí)驗(yàn)正應(yīng)力，并驗(yàn)證直梁彎曲時(shí)的正應(yīng)力公式；(3) 描繪橫梁截面上實(shí)測(cè)應(yīng)力分布圖和理論應(yīng)力分布圖。3. 重難點(diǎn)(1) 理論與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差分析；(2) 電測(cè)橋路的接法。實(shí)驗(yàn)五薄壁圓管彎扭組合變形測(cè)定1. 知識(shí)點(diǎn)和能力(1) 進(jìn)一步了解電阻應(yīng)變儀的工作原理、使用方法；(2) 根據(jù)測(cè)試要求擬定實(shí)驗(yàn)方

25、案，觀察應(yīng)變片的布貼并組織實(shí)驗(yàn)測(cè)試；(3) 測(cè)定截面上的彎矩、扭矩和剪力，并驗(yàn)證梁的彎扭組合變形理論。2. 實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容(1) 利用電橋的接法特性測(cè)量所需應(yīng)變；(2) 計(jì)算實(shí)驗(yàn)彎矩、扭矩和剪力，并驗(yàn)證梁的彎扭組合變形理論。3. 重難點(diǎn)(1) 全橋電測(cè)橋路的接法(2) 理論與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差分析；(3) 組合變形中測(cè)量點(diǎn)位置的確定。實(shí)驗(yàn)六壓桿穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)1. 知識(shí)點(diǎn)和能力(1) 通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解影響壓桿穩(wěn)定性的因素，臨界載荷的概念；(2) 驗(yàn)證歐拉公式。2. 實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容(1) 觀察兩種支承（兩端鉸支，一端鉸支另一端固支）壓桿喪失穩(wěn)定的現(xiàn)象；(2) 通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定壓桿臨界載荷，并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。3

26、. 重難點(diǎn)(1) 失穩(wěn)位置點(diǎn)的判斷；(2) 理論與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差分析。注：本課程授課對(duì)象為大二學(xué)生，實(shí)驗(yàn)類型主要包括驗(yàn)證性、演示性和綜合性實(shí)驗(yàn)，均需提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，報(bào)告主要包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)設(shè)備名稱及型號(hào)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理、數(shù)據(jù)分析及結(jié)論等。實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)內(nèi)容和評(píng)分細(xì)則參見(jiàn)表9、10。四、學(xué)時(shí)分配表4：各章節(jié)的具體內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配表章節(jié)章節(jié)名稱學(xué)時(shí)分配第一章緒論2第二章軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能10（講授8+實(shí)驗(yàn)2）第三章軸向拉壓變形5第四章扭轉(zhuǎn)8（講授7+實(shí)驗(yàn)1）第五章彎曲內(nèi)力8第六章彎曲應(yīng)力7（講授6+實(shí)驗(yàn)1）第七章彎曲變形8第八章應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析5第九章強(qiáng)度理論5第十章組合變形8（講授5+實(shí)驗(yàn)

27、3）第十一章壓桿穩(wěn)定6（講授4+實(shí)驗(yàn)2）總計(jì)72注：1、課程實(shí)踐學(xué)時(shí)按相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃列入表格；2、主要教學(xué)方法包括講授法、討論法、基于問(wèn)題（PBL）、案例（CBL）等方法。五、教學(xué)進(jìn)度表5：教學(xué)進(jìn)度表周次日期章節(jié)名稱內(nèi)容提要授課時(shí)數(shù)作業(yè)及要求備注1第一章緒論材料力學(xué)任務(wù)；材料力學(xué)基本假設(shè)；外力與內(nèi)力；應(yīng)力；應(yīng)變；胡克定律；桿件變形的基本形式。21、完成教學(xué)評(píng)價(jià)問(wèn)題；2、完成課后教師指定的習(xí)題。2-3第二章軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸力與軸力圖；拉壓桿的應(yīng)力與圣維南原理；材料拉伸力學(xué)性能；材料拉壓力學(xué)性能進(jìn)一步研究；應(yīng)力集中概念；許用應(yīng)力與強(qiáng)度條件；連接部件的強(qiáng)度計(jì)算。101、完成教學(xué)評(píng)價(jià)問(wèn)

28、題；2、完成課后教師指定的習(xí)題。4第三章軸向拉壓變形拉壓桿的變形與疊加原理；節(jié)點(diǎn)位移分析與小變形概念；拉壓與剪切應(yīng)變能；簡(jiǎn)單拉壓靜不定問(wèn)題。51、完成教學(xué)評(píng)價(jià)問(wèn)題；2、完成課后教師指定的習(xí)題。5-6第四章扭轉(zhuǎn)扭力偶矩與扭矩；圓軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力；圓軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件與合理強(qiáng)度設(shè)計(jì)；圓軸扭轉(zhuǎn)變形與剛度條件；簡(jiǎn)單靜不定軸；非圓截面軸扭轉(zhuǎn)；薄壁桿扭轉(zhuǎn)。81、完成教學(xué)評(píng)價(jià)問(wèn)題；2、完成課后教師指定的習(xí)題。7-8第五章彎曲內(nèi)力梁的約束與類型；剪力與彎矩；剪力、彎矩方程與剪力、彎矩圖；剪力、彎矩與載荷集度間的微分關(guān)系；剛架與曲梁的內(nèi)力。81、完成教學(xué)評(píng)價(jià)問(wèn)題；2、完成課后教師指定的習(xí)題。9-10第六章彎曲應(yīng)力對(duì)稱彎曲

29、正應(yīng)力；對(duì)稱彎曲切應(yīng)力；梁的強(qiáng)度條件；梁的合理強(qiáng)度設(shè)計(jì)；雙對(duì)稱截面梁的非對(duì)稱彎曲。71、完成教學(xué)評(píng)價(jià)問(wèn)題；2、完成課后教師指定的習(xí)題。11-12第七章彎曲變形撓曲軸近似微分方程；計(jì)算梁位移的積分法；計(jì)算梁位移的疊加法；簡(jiǎn)單靜不定梁；梁的剛度條件與合理剛度設(shè)計(jì)。81、完成教學(xué)評(píng)價(jià)問(wèn)題；2、完成課后教師指定的習(xí)題。13第八章應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析平面應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力分析；應(yīng)力圓；極值應(yīng)力與主應(yīng)力；復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的最大應(yīng)力；平面應(yīng)變分析；廣義胡克定律。51、完成教學(xué)評(píng)價(jià)問(wèn)題；2、完成課后教師指定的習(xí)題。14第九章強(qiáng)度理論關(guān)于斷裂的強(qiáng)度理論；關(guān)于屈服的強(qiáng)度理論；強(qiáng)度理論的應(yīng)用；承壓薄壁圓筒。51、完成教學(xué)評(píng)價(jià)問(wèn)題

30、；2、完成課后教師指定的習(xí)題。15-16第十章組合變形彎拉（壓）組合；偏心壓縮與截面核心概念；彎扭組合與彎拉（壓）扭組合；矩形截面桿組合變形一般情況。81、完成教學(xué)評(píng)價(jià)問(wèn)題；2、完成課后教師指定的習(xí)題。17第十一章壓桿穩(wěn)定兩端鉸支細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界載荷；兩端非鉸支細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界載荷；中、小柔度桿的臨界應(yīng)力；壓桿穩(wěn)定條件與合理設(shè)計(jì)。61、完成教學(xué)評(píng)價(jià)問(wèn)題；2、完成課后教師指定的習(xí)題。六、教材及參考書(shū)目1.教材1 單輝祖. 材料力學(xué)(I) (第4版). 北京: 高等教育出版社, 2016.2.參考書(shū)1 孫訓(xùn)芳. 材料力學(xué)(I) (第5版). 北京: 高等教育出版社, 2009.2 劉鴻文. 材料力學(xué)(

31、I) (第5版). 北京: 高等教育出版社, 2011.3 王杏根, 高大興, 徐育澄. 工程力學(xué)實(shí)驗(yàn). 武漢: 華中科技大學(xué)出版社, 2002.4 劉鴻文, 呂榮坤. 材料力學(xué)實(shí)驗(yàn), 第2版. 北京: 高等教育出版社, 2006.七、教學(xué)方法1. 本課程課堂教學(xué)以教師講授、師生研討為主要的教學(xué)活動(dòng)。主要采用多媒體教學(xué)手段，講授、討論、基于問(wèn)題（PBL）、練習(xí)等相結(jié)合，多種教學(xué)手段綜合運(yùn)用。2. 本課程部分教學(xué)采用翻轉(zhuǎn)課堂模式進(jìn)行。要求學(xué)生在課前觀看微課，并完成相應(yīng)的教學(xué)預(yù)習(xí)和問(wèn)題思考。八、考核方式及評(píng)定方法（一）課程考核與課程目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表6：課程考核與課程目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表課程目標(biāo)考核要點(diǎn)

32、考核方式課程目標(biāo)1材料力學(xué)的基本理論和方法、實(shí)驗(yàn)方法以及測(cè)試手段。平時(shí)考核、階段考試、實(shí)驗(yàn)、期末考試課程目標(biāo)2從材料力學(xué)的基本定律出發(fā)，利用理論分析，得到解決工程實(shí)際問(wèn)題的力學(xué)方法。平時(shí)考核、階段考試、實(shí)驗(yàn)、期末考試課程目標(biāo)3工程結(jié)構(gòu)中簡(jiǎn)單構(gòu)件的組合變形分析，強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的校核和設(shè)計(jì)，具有針對(duì)桿梁結(jié)構(gòu)形變綜合計(jì)算、分析和建模的能力。平時(shí)考核、階段考試、實(shí)驗(yàn)、期末考試（二）評(píng)定方法1評(píng)定方法（1）課程采用過(guò)程化考核，包括平時(shí)考核（平時(shí)作業(yè)和隨堂測(cè)試）、階段考試（3次）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、期末考試，階段考試和期末考試采用閉卷筆試。（2）課程成績(jī)100% = 平時(shí)成績(jī)×16% + 階段考試成

33、績(jī)×3×16% + 實(shí)驗(yàn)報(bào)告×16% + 期末考試成績(jī)×20%。2課程目標(biāo)的考核占比與達(dá)成度分析表7：課程目標(biāo)的考核占比與達(dá)成度分析表考核占比課程目標(biāo)平時(shí)階段考試（3次）實(shí)驗(yàn)報(bào)告期末考試達(dá)成度課程目標(biāo)133%33%33%對(duì)應(yīng)試題分占比課程分目標(biāo)達(dá)成度=0.16平時(shí)成績(jī)分目標(biāo)成績(jī)+0.163階段考試分目標(biāo)成績(jī)+0.16實(shí)驗(yàn)報(bào)告分目標(biāo)成績(jī)+0.2期末分目標(biāo)成績(jī)/分目標(biāo)總分課程目標(biāo)233%33%33%對(duì)應(yīng)試題分占比課程目標(biāo)334%34%34%對(duì)應(yīng)試題分占比（三）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1階段、期末考試評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表8：階段、期末考試評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)90-10080-897

34、0-7960-6960優(yōu)良中合格不合格ABCDF課程目標(biāo)1能完整、準(zhǔn)確、清晰、熟練地掌握材料力學(xué)的基本理論和方法、實(shí)驗(yàn)方法以及測(cè)試手段。能基本完整和準(zhǔn)確掌握材料力學(xué)的基本理論和方法、實(shí)驗(yàn)方法以及測(cè)試手段?；菊莆詹牧狭W(xué)的基本理論和方法、實(shí)驗(yàn)方法以及測(cè)試手段，但內(nèi)容有少量遺漏和錯(cuò)誤，且模糊不清。勉強(qiáng)能掌握材料力學(xué)的基本理論和方法、實(shí)驗(yàn)方法以及測(cè)試手段，內(nèi)容有較多遺漏和錯(cuò)誤，且模糊不清?；緹o(wú)法掌握材料力學(xué)的基本理論和方法、實(shí)驗(yàn)方法以及測(cè)試手段。課程目標(biāo)2能完整、準(zhǔn)確、清晰、熟練地掌握從材料力學(xué)的基本定律出發(fā)，利用理論分析，得到解決工程實(shí)際問(wèn)題的力學(xué)方法。能基本完整和準(zhǔn)確地掌握從材料力學(xué)的基本定律出發(fā)，利用理論分析，得到解