《材料力学》教学大纲课程总学时：64 学分：4学分教学大纲说明一、编制教学大纲的依据根据普通高等学校本科专业目录和专业介绍的培养目标、培养要求，土建专业教学计划及后续课程的关系；结合上述专业的课程体系和专业的发展方向；并考虑到教学规律和学生实际情况编制了本教学大纲。
二、课程的地位和作用材料力学是由基础课过渡到专业课的一门技术基础课。
通过本课程的学习，为工程设计及后续课程建立必要的基础，培养学生有关构件的强度、刚度和稳定性方面的具有明确的基本概念、必要的基础知识、比较熟练的计算能力和初步的实验分析能力。
三、课程教学任务和基本要求1．教学任务：（1）具有将一般杆状结构构件简化为力学简图的初步能力。
（2）分析、计算杆件在拉（压）、剪切、扭转、弯曲时的内力，并作出相应的内力图。
（3）熟练掌握杆件在各种基本变形形式下的应力和变形的理论计算方法。
（4）能熟练运用强度、刚度条件对杆件进行校核和截面选择，能运用稳定条件对压杆进行稳定校核。
（5）对能量法的基本原理及其应用有初步的了解。
（6）能掌握计算构件疲劳强度的方法。
对动载荷应有初步的认识。
（7）了解并掌握最基本实验的试验手段和测试技术。
2．基本要求（1）熟悉掌握四种基本变形（2）了解、掌握组合变形，压杆稳定，动载荷。
（3）通过教学使学生掌握变形计算的基本知识和方法，查阅有关文献，能独立完成强度、内力、刚度的有关计算。
四、教学方法和手段1．教学方法教学方法包括理论知识、课堂讨论、自学、实验课、答疑。
（1）理论知识：以教师课堂讲授为主，读阅参考文献、书籍为铺。
（2）课堂讨论：课前由教师布置内容、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。
（3）自学：由教师布置自学内容，提出重点，指导学生学。
（4）实验课：教师指导，学生独立操作。
（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。
2．教学手段实验需要：拉压试验机，扭转试验机，冲击机，应变仪等。
附: 教学法的要求在教学过程中要掌握传授知识和培养智能的辨证关系，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。
提倡运用以重点内容为龙头的单元传授法。
实验课，学生应在预习的基础上，在教师的指导下进行操作，并作好观察和记录。
教师在课堂上只做必要的讲解、示范和组织安排，增加学生联系的机会。
五、考试要求本课程总成绩为：期末考试成绩占70%，平时成绩占30%。
命题要按教学的基本要求，结合学生实际情况，即能考核学生掌握知识的程度，又能考核其能力发展水平；即能保证有效、可靠，又能有代表性和辨别力。
注意要难度适宜，试题要测试出对该课程基本内容掌握程度。
重点突出，覆盖面要广，题量适当，题型多样，答案要准确，评分要客观。
每次考试结束后，都要对考试进行分析，以掌握学生的实际学习情况及测试结果的有效性、实际性程度，是否达到了测试的目的，为今后更好的进行教学和命题积累经验。
课程内容与学时分配1、课程内容（一）绪论教学要求：由于学生初次接触材料力学，讲授时应使学生对材料力学的性质和任务有较明确的了解。
对其他内用则作一般介绍，有初步的了解即可，以后逐步加深领会。
对于强度、刚度问题，大部分学生没有感性知识和曾听到过，故应结合与他们的生活实践知识来引出。
对于稳定性问题简提即可，这一概念一开始学生是不可能清楚领会的。
教学内容：1．材料力学的主要任务和主要研究对象。
2．杆件的强度、刚度和稳定性等基本概念。
3．材料力学的基本假设及其含义。
4．杆件的四种基本变形形式教学方法：讲授自学时数：1学时（二）轴向拉伸与压缩教学要求：通过这一部分的教学，应使学生了解材料力学中各基本变形讨论的内用和步骤，一般是外力、内力、应力、强度条件，以及变形、刚度条件、超静定问题。
在讲授内力、截面法时，要强调截面法是材料力学求内力的普遍方法，应讲情其实质（通过以后各章节的学习达到熟练掌握的要求）。
应力是这一部分的中心问题，它是衡量构件的强度指标。
由拉（压）杆引出应力概念时，对于内力非均匀分况下的应力，应稍作说明。
对于材料的机械性质，应着重讲清低碳钢的拉伸试验，其他内用都可与其对比讲授。
对于超静定问题，应着重使学生了解综合考虑几何、物理、静力学三方面进行求解的方法。
其中关键是建立变形协调条件，但不应陷于复杂的几何关系。
教学重点：内力、截面法、应力、强度条件变形计算（包括线应变、虎克定律）、拉压超静定问题。
教学内容：1．拉（压）杆件截面上内力的确定，轴力图。
2．横截面上正应力的分布及其计算，强度条件。
3．虎克定律，拉压杆变形的计算。
4．力、截面法、应力、线应变和位移等基本概念。
5．典型材料（低碳钢）的应力—应变图及其主要特征。
6．脆性材料和塑性材料在机械性能上的主要差异。
7．许用应力和安全系数的概念。
8．超静定问题的概念及简单超静定问题（一次）的解法。
9．拉（压）杆横截面上正应力公式的推导方法。
10．斜截面上的应力。
11．横向应变及其与纵向应变间的关系。
12．应力集中的概念。
教学方法：讲授并配合实验。
课外教学要求：需保证一定量的作业题并安排答疑。
思考题：P39 2—1、2—2、2—10、2—11课外阅读书目：《材料力学》第三版，刘鸿文主编，高等教育出版社自学时数：3学时（三）扭转教学要求：扭转剪应力的推导，应着重讲清由几何、物理、静力学三方面推导的方法。
横截面上应力非均匀分布是学生初次遇到的问题，故为一难点，应从物理本质上讲清圆周扭转时横截面上剪应力的线形分布规律及其原因。
教师应由剪应力的线形分布及强度条件的要求引出圆周扭转的合理截面问题。
对于实用计算，应说明由于许用应力是根据实验结果按同样的假定计算得出，故实用计算是切实可用的。
应着重讲清纯剪切的应力和变形及其规律。
剪应力互等定律要求通过以后有关章节的学习熟练掌握。
对于圆周扭转的平面假设不适用于非圆截面轴，应作简单说明。
教学重点：圆周扭转时内力、应力、变形的计算及强度、刚度条件。
扭转剪应力的推导。
教学内容：1．用截面法掌握求扭矩，作扭矩图。
2．圆周扭转时横截面上的剪应力分布及其计算，圆截面的极惯性矩和抗扭截面系数。
3．圆周扭转变形的计算，相对扭转角及单位长度扭转角的概念。
4．强度条件和刚度条件的运用。
：5．纯剪切的概念，剪切力互等定律，剪应变的概念，剪切虎克定律，剪切弹性模量。
6．圆周扭转时横截面上剪应力公式的推导。
7．圆截面极惯性矩和抗扭截面系数的推导。
9．矩形截面杆和薄壁杆件的自由扭转。
教学方法：讲授并配合实验。
课外教学要求：需保证一定量的作业题。
思考题：P63 3—1、3—6课外阅读书目：《材料力学》第三版，刘鸿文主编，高等教育出版社自学时数：2学时（四）弯曲内力教学要求：弯曲是材料力学的重点内容，必须学好。
其讨论的内容和步骤同样是外力、内力、应力、强度条件以及变形、刚度条件。
作剪力图和弯矩图是材料力学的基本功，必须熟练掌握梁受典型载荷作用时的剪力图和弯矩图的绘制（不要求画梁受过分复杂载荷时的剪力图和弯矩图）。
对于弯矩、剪力和分布集度之间的微分关系，要求学生能用于检查所作的弯矩图。
教学重点：求指定截面上的剪力、弯矩，列出剪力方程、弯矩方程，作剪力图、弯矩图。
难点是剪力、弯矩的正、负号易于理论力学的规定混淆。
教学内容：1．求梁指定截面上的剪力、弯矩。
2．正确列出剪力方程和弯矩方程，并绘制剪力图和弯矩图。
3．面弯曲的概念。
4．弯矩、剪力和分布载荷集度间的微分关系及其应用。
5．将杆状结构构件简化为力学简图。
教学方法：讲授并配合实验。
课外教学要求：为了保证学生熟练掌握作剪力图和弯矩图，这一部分应有较多的练习题，并安排答疑。
思考题：P83 4—1、4—2、4—3、4—4、4—5课外阅读书目：《材料力学》第三版，刘鸿文主编，高等教育出版社《材料力学》第二版，孙训方方孝淑关来泰编，高等教育出版社。
自学时数：4学时（五）平面图形的几何性质教学要求：计算杆在外力作用下的应力和变形时，需要用到杆的横截面的几何性质，本章所讨论的一些几何性质与截面的几何性质类同本章所学的内容将在以后的章节中用到。
教学重点：平面几何图形重心的求法，常用几何图形惯性矩的大小，组合截面惯性矩的计算。
教学内容：1．平面几何图形重心的求法。
2．常用几何图形惯性矩的大小。
3．组合截面惯性矩的计算4．惯性矩和积惯性矩的区别。
5．平面几何图形面积矩的求法。
6．规则图形惯性矩的求法。
7．截面惯性矩的平行移轴公式。
8．惯性矩和惯性积的转轴公式。
教学方法：讲授。
课外教学要求：保证一定量的练习题。
思考题：P98 5—2、5—4课外阅读书目：《材料力学》第三版，刘鸿文主编，高等教育出版社自学时数：2学时（六）弯曲应力教学要求：横截面上正应力的计算及正应力的强度条件。
弯曲正应力公式的推导应着重讲清几何、物理、静力学三方面推导的方法。
应从物理本质上讲清弯曲时横截面上正应力的线形分布规律及其原因。
弯矩与挠曲线曲率间的关系是基本公式，不应忽视。
弯曲剪应力公式可不作推导，直接给出其分布规律及最大值。
对于工字形截面梁，翼缘部分的剪应力可不作讨论，腹板上的最大剪应力可近似地取其平均剪应力值。
教学重点：横截面上正应力的计算及正应力的强度条件。
弯曲正应力公式的推导。
教学内容：1．横截面上正应力的分布及其计算。
2．危险面、危险点的判别，弯曲正应力强度条件的应用。
3．面弯曲、纯弯曲、横力弯曲的概念。
4．弯曲时梁横截面上正应力公式的推导，该公式的适用范围。
5．梁的合理截面。
6．矩形、工字形截面梁横截面上剪应力的分布规律及其最大值，圆形截面梁的最大剪应力及其位置。
7、高梁的弯曲强度的一些措施，等强度设计的概念。
教学方法：讲授并配合实验。
课外教学要求：这一部分应有较多的练习题，并安排答疑。
思考题：P135 6—1、6—3、6—6、6—10、6—16、6—17课外阅读书目：《材料力学》第三版，刘鸿文主编，高等教育出版社《材料力学》第二版，孙训方方孝淑关来泰编，高等教育出版社。
自学时数：4学时（七）弯曲变形教学要求：应着重讲清梁的挠曲线近似微分方程及其积分，边界条件，叠加法原理及其使用条件。
教学重点：梁的挠曲线近似微分方程、叠加法原理及其使用。
教学内容：1．挠曲线、挠度、转角的定，挠度和转角的关系。
2．用叠加原理求指定截面出的挠度和转角。
3．梁的刚度计算。
4、确列出挠曲线的近似微分方程，常用的边界条件及连续条件。
5、积分法求梁的挠曲线方程，挠度和转角。
6、曲线近似微分方程的建立及其使用条件。
7、梁的挠曲线的大致形状的判定。
8、提高梁弯曲刚度的一些措施。
教学方法：讲授。
课外教学要求：应保证较多的练习题及作业，并安排答疑。
思考题：P167 7—1 、6、7—6、7—10、7—11、7—12课外阅读书目：《材料力学》第二版，孙训方方孝淑关来泰编，高等教育出版社。