材料力学

重庆大学材料力学教案

《材料力学》

授课对象：机械类本科生

教学时数：64学时（56学时授课，8学时实验）

使用教材：《材料力学》 刘鸿文 主编 高等教育出版社出版 参考教材：1、《材料力学》学习指导书 陈乃立、陈倩 主编

2、《材料力学》(面向21世纪) 范钦珊 主编

3、《材料力学》 单祖辉 主编 4、《Mechanics of Meterials》 Ferdlinand P.Beer 等主编

第一章 绪 论

一、教学目标

让学生明确材料力学的任务，变形体的的基本假设。正确理解内力、应力、

应变等基本概念，熟练掌握截面法。

二、教学内容（2学时）

1 材料力学的任务 ○

2 变形固体的基本假设 ○

3 外力及其分类 ○

4 内力、截面法和应力的概念 ○

5 变形与应变 ○

6 杆件变形的基本形式 ○

三、教学重点

1 变形体的概念和基本假设 ○

2 内力的概念和截面法 ○

3 应力的概念 ○

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4 变形体的概念和应变的概念 ○

四、教学方式

利用多媒体教学工具，采用启发式教学方法，以工程问题为切入点，引导学生的思路。

五、本章习题： 1.2, 1.3, 1.4, 1.6

第二章 轴向拉伸与压缩

一、教学目标

正确理解、熟练掌握轴向拉压的内力和应力计算、胡克定律、强度条件，掌握强度分析的思路。掌握拉压时材料的力学性能，弄清材料力学解决问题的思路和方法。 二、教学主要内容 （8 学时）

1 轴向拉伸和压缩的受力特点和变形特点。 ○

2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力。 ○

3 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力。 ○

4 材料拉伸、压缩时的力学性能。 ○

5 轴向拉压时的变形。 ○

6 轴向拉压的强度计算。 ○

7 拉压静不定问题。 ○

8 应力集中的概念。 ○

9 剪切和挤压的实用计算。 ○

三、教学重点（难点）

1 轴力和轴力图，轴力的符号规则 ○

2 分析轴向拉压横截面上应力的思路 ○

3 轴向拉压强度分析，危险截面的概念，失效的概念 ○

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4 静不定的概念，变形比较法求静不定的步骤 ○

5 剪切面和挤压面的判断 ○

四、教学方式

采用启发式教学和问题式教学法结合，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题，激发学生的学习热情。 五、课堂互动设计

提问：使用截面法时，在没有将杆件截开以前，能否将作用在杆件上的外力沿作用

线移动，或将其合成？为什么？

提问：如图所示的截面1-1，用两种方法计算出1-1横截面上的轴力，按轴力的符

号规定判断1-1截面上的轴力的正负。

材料机械性能上讨论课，由学生自学后，讨论回答下列问题 1、何谓材料的机械性能？

2、何谓材料的比例极限和弹性极限？二者有何不同？ 3、请说明弹性模量E的物理意义和几何意义？

4、何谓材料的屈服现象、材料的屈服极限和强度极限？

5、何谓材料的强化现象？请在应力应变曲线上表示之，并说明其工程意义。 6、何谓材料的?0.2？在应力应变曲线上表示之。

7、何谓材料的延伸率和断面收缩率？其表明了材料的什么特性？ 8、试比较低碳钢和铸铁的在拉压时的机械性能。 9、试比较铸铁在拉压时的机械性能。

六、本章习题：2.1, 2.2, 2.4, 2.5, 2.7, 2.12, 2.18, 2.20, 2.27, 2.32, 2.39, 2.42, 2.47,

2.50, 2.55, 2.58, 2.59

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第三章 扭 转

一、教学目标

掌握求解应力在截面上分布问题的思路及方法。正确理解，熟练掌握扭转剪应力、扭转变形的计算方法，剪切胡克定律和剪应力互等定理，扭转强度和扭转刚度计算。

二、教学内容 （4学时）

1、外力偶矩的计算，扭矩、扭矩图，纯剪切。

2、圆轴扭转时的应力和变形，扭转的强度条件和刚度条件。。 3、扭转的强度计算和刚度计算。 4、圆柱形密圈弹簧的应力和变形。 5、扭转静不定问题，非圆截面杆扭转。 三、教学重点（难点）

1、扭矩和扭矩图,扭矩的符号规则。 2、剪应力互等定理。

3、圆轴扭转横截面上应力分析。 4、扭转的强度计算和刚度计算。 四、教学方式

利用多媒体教学工具，采用启发式教学方法，以工程问题为切入点，通过提问，

引导学生思考，让学生回答问题，达到课堂互动。 五、课堂互动设计

提问：如图所示的两个传动轴，哪一种轮的布置对提高轴的承载能力有利？ 提问：当单元体上同时存在剪应力和正应力时，剪应力互等定理是否仍然成立？为

什么？

提问：变形几何方程是基于什么得到的？

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提问：写出横截面静力学等效关系。

提问：在剪切实用计算中采用的许用剪应力与许用扭转剪应力是否相同？为什么？ 提问：利用静力等效关系能解决什么问题？能得到什么结果？

提问：直径和长度都相同，而材料不同的两根轴，在相同扭矩作用下，它们的最大剪应力是否相同？扭转角是否相同？为什么？

六、本章习题：3.1, 3.2, 3.7, 3.8, 3.9, 3.11, 3.14, 3.18, 3.23, 3.31

第四章 弯曲内力

一、教学目标

能正确、熟练画出剪力图和弯矩图。

二、教学主要内容 (6学时)

1、平面弯曲的概念，梁的计算简图。

2、剪力和弯矩，剪力方程和弯矩方程，剪力图和弯矩图。 3、载荷集度、剪力和弯矩的微分关系。 三、教学重点

1、剪力和弯矩，剪力和弯矩的符号规则。 2、两种方法画剪力图和弯矩图，举例说明。 四、教学方式

利用多媒体教学工具，采用启发式教学方法，以工程问题为切入点，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题，达到课堂互动。 五、课堂互动设计

提问：材料力学中内力的正负规定与理论力学中力及力矩的正负规定有何区别？ 提问：弯矩、剪力和分布载荷三者之间的微分关系是如何建立的？其物理意义和几

何意义是什么？建立微分关系时分布载荷集度与坐标轴的取向有什么联系？

六、本章习题：4.1(a, b ,c, d, e, f, g, h ), 4.2(1), 4.2(2), 4.4( a, b, c, d, e, f, g, h,

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