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　　一、课程的性质和任务

　　材料力学是变形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。材料力学的任务是研究杆件在承受各种荷载时的变形等力学性能。通过学习本课程，使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；掌握分析杆件强度、刚度和稳定性问题的理论与计算；具有熟练的计算能力和一定的实验能力；为后续相关课程的学习，以及进行构件设计和科学研究打好力学基础，培养构件分析、计算和实验等方面的能力。

　　二、课程的基本内容与要求

　　基本部分

　　1. 理解材料力学的任务、变形固体的基本假设和基本变形的特征；掌握正应力和切应力、正应变和切应变的概念。

　　2. 掌握截面法，熟练运用截面法求解杆件(一维构件)各种变形的内力（轴力、扭矩、剪力和弯矩）及内力方程；掌握弯曲时的载荷集度、剪力和弯矩的微分关系及其应用；熟练绘制内力图。

　　3. 掌握本课程中所运用的变形协调关系、物理关系和静力学关系解决问题的基本分析方法。

　　4. 轴向拉伸与压缩：

　　(1) 掌握直杆在轴向拉伸与压缩时横截面、斜截面上的应力计算；了解安全因数及许用应力的确定，熟练进行强度校核、截面设计和许用载荷的计算。

　　(2) 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变形和应变计算；了解拉压变形能的计算。

　　(3) 掌握求解拉压杆件一次超静定问题的方法，了解温度应力和装配应力的计算。

　　(4) 掌握应力集中的概念，了解圣维南原理。

　　5. 剪切与挤压：

　　掌握剪切和挤压(工程)实用计算。

　　6. 扭转：

　　(1) 掌握扭转时外力偶矩的换算；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。

　　(2) 掌握圆轴扭转时的应力与变形计算，熟练进行扭转的强度和刚度计算。

　　(3) 理解扭转超静定问题、非圆截面杆扭转时的切应力概念和扭转变形能的计算。

　　7. 截面几何性质：

　　掌握平面图形的形心、静矩、惯性矩、极惯性矩和平行移轴公式的应用；了解转轴公式；掌握平面图形的形心主惯性轴、形心主惯性平面和形心主惯性矩的概念。

　　8. 弯曲：

　　(1) 掌握纯弯曲、平面弯曲、对称弯曲和横力弯曲的概念；掌握弯曲正应力和切应力的计算，熟练进行弯曲强度计算；了解提高梁弯曲强度的措施。

　　(2) 掌握梁的挠曲线近似微分方程和积分法，掌握叠加法求梁的挠度和转角；熟练进行刚度计算；了解提高梁弯曲刚度的措施；掌握一次超静定梁的求解；了解弯曲变形能的计算。

　　9. 应力状态与强度理论：

　　(1) 理解应力状态的概念，掌握平面应力状态下应力分析的解析法及图解法；了解三向应力状态的概念；掌握主应力、主平面和最大切应力的计算。

　　(2) 掌握广义胡克定律；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。

　　(3) 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。

　　10. 组合变形：

　　理解组合变形的概念，掌握杆件的斜弯曲、拉伸（压缩）和弯曲、扭转与弯曲组合变形的应力与强度计算。

　　11. 能量法：

　　理解各种变形的应变能计算，掌握莫尔定理或卡氏第二定理的应用。

　　12. 压杆稳定：

　　掌握压杆稳定性的概念、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；了解提高压杆稳定性的措施。

　　13. 材料力学实验：

　　(1) 理解低碳钢和铸铁材料的拉伸、压缩和扭转实验方法，掌握材料拉伸、压缩、扭转的力学性能。

　　(2) 理解电阻应变测试技术的基本原理，掌握弯曲正应力和组合变形时的主应力的测定方法。

　　专题部分

　　1. 薄壁截面直杆的自由扭转

　　掌握开口和闭口薄壁截面直杆自由扭转的概念；了解开口和闭口薄壁截面直杆自由扭转时的应力和变形计算。

　　2. 弯曲问题的进一步研究

　　(1) 理解梁非对称纯弯曲的概念，掌握非对称纯弯曲梁的正应力计算方法。

　　(2) 掌握开口薄壁截面梁的切应力计算方法。了解开口薄壁截面弯曲中心的概念和一些工程中常用截面弯曲中心位置。

　　(3) 掌握异质材料组合梁在对称弯曲时横截面上的正应力分析。

　　(4) 掌握截面核心的概念和确定方法。

　　3. 能量法的进一步研究

　　(1) 理解虚功原理、互等定理；掌握单位载荷法和图乘法。

　　(2) 理解对称和反对称性概念；掌握力法及其正则方程求解超静定问题。

　　4. 压杆稳定问题的进一步研究

　　理解弹性支承和阶梯状细长压杆临界力的欧拉公式及工程应用。掌握折减系数法。了解纵横弯曲的概念和基本解法。

　　5. 动载荷和疲劳

　　(1) 掌握构件作等加速直线运动或匀速转动时的动应力计算。

　　(2) 掌握受冲击载荷作用时的动应力计算。

　　(3) 了解交变应力下材料疲劳破坏的概念和疲劳极限的确定方法。

　　(4) 了解影响构件疲劳极限的主要因素、疲劳强度的计算和提高构件疲劳强度的措施。

　　6. 杆件材料塑性的极限分析

　　(1) 掌握弹性变形与塑性变形的主要特征，了解材料塑性极限分析中的假设。

　　(2) 掌握拉压杆系的极限载荷、等直圆杆扭转时的极限扭矩和梁弯曲时的极限弯矩的分析求解方法和塑性铰的概念。

　　7. 材料力学性能的进一步研究

　　(1) 了解温度、时间对材料力学性能的影响和蠕变与松弛的概念。

　　(2) 了解冲击荷载下材料的力学性能和冲击韧性的概念。

　　(3) 初步了解特殊材料的力学性能，例如，复合材料、高分子材料、粘弹性材料、智能材料等。

　　8. 应变分析与实验应力分析基础

　　(1) 掌握平面应变状态下的应变分析理论和应用。

　　(2) 掌握应变的测量与应力的计算方法和相关的工程测试技术。

　　(3) 了解光弹性法的基本原理与应用。

　　9. 材料力学的拓展性实验

　　(1) 开设与光弹性技术相关的实验。

　　(2) 开设综合性、设计性、创新性实验。

　　三、能力培养的要求

　　1．建模能力：具有建立工程构件力学模型的能力，能够根据具体问题选择合理的计算模型。

　　2．计算能力：具有对杆件的强度、刚度和稳定性问题的计算能力，并对计算结果的合理性进行定性判断的能力。

　　3．实验能力：具有利用材料力学实验方法和技术进行相关测试的初步能力。

　　4．自学能力：具有借助教材与资料自主学习相关知识和分析解决问题的初步能力。

　　四、几点说明

　　1．本教学基本要求适用于工程力学、机械、土建、航空航天、水利、交通运输、船舶、农业工程类等专业。

　　2．教学基本要求包括基本部分和专题部分。上述专业除必修基本部分全部内容外，还需至少选择两个专题中的内容作为必修内容。专题部分的其他内容在保证基本要求的前提下，根据后续课程或专业需要酌情列为必修或选修，或者与其他课程内容融合。

　　3．在教学环节中，应适当安排习题课和讨论课；保证习题和作业的数量和难度。

　　4．本课程应该注意加强实践性教学环节，各高等学校应创造条件开设拓展性实验。

　　5．在教学中，应科学地采用各种教学手段，充分利用各种教学资源。

　　6．根据近年来全国几百所高校的调研统计数据，建议：基本部分学时为60～80学时之间，其中实验不少于6～8学时。