天津大学：《材料力学》课程教学大纲（7）

《材料力学7》课程教学大纲 课程编号：2010253 学时；80 分：5 授课学院：机械工程学院 适用专业：工程力学、机械设计制造及其自动化、士木工程、水利水电工程、港口航道与海 岸工程和过程装备与控制工程等专业 教材：1.《材料力学》，王世斌、亢一澜主编，高等教有出版社，2008. 2.《材料力学》，苏翼林主编，天津大学出版社，200L. 3. 《材料力学》，赵志岗主编，天津大学出版社，2001 一、课程的性质、目的和任务 材料力学是一门技术基础课。通过材料力学的学习，要求学生对杆件的强度、刚度和 稳定性问题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，一定的分析能力 和初步的实验能力。 二、教学基本要求 1.对材料力学的基本概念和基本分析方法有明确认识。 2.具有将一般杆类零件简化为力学简图的初步能力。 3.能熟练地作出杆件在基本变形下的内力图、计算其应力和位移，并进行强度和刚度 计算。 4,对应力状态理论与强度理论有明确认识，并能将其应用于组合变形下的强度计算 5.熟练掌握简单静不定问题的求解方法。 6.对能量法的有关基本原理有明确认识，并熟练地掌握一种计算位移的能量方法。 7。会计算轴向受压杆件的临界载荷与临界应力，并进行稳定性校核。 8.对于常用材料的基本力学性能及其测试方法有初步认识。 9.对于电测实验应力分析的基本原理和方法有初步认识。 三、教学内容 (一)绪论 材料力学的任务和研究对象。变形固体的基本假设。杆件变形的基本形式。 （一)拉伸和压缩 概念和实例。截面法，轴力和轴力图。横截面和斜截面上的应力。许用应力，强度条件 纵向变形、线应变、虎克定律、拉压弹性模量、抗拉（压）刚度、横向变形、泊松比。 低碳钢的拉伸实验，。一￡图。比例极限，弹性极限，屈服极限、强度极限、滑移线、 延伸率、断面收缩率。冷作硬化。铸铁和其他材料的拉伸试验。压缩时材料的力学性能， 应变能，比能。 应力集中的概念，拉压超静定问题 (三)剪切 概念和实例，剪切的实用计算，挤压的实用计算

《材料力学 7》课程教学大纲 课程编号：2010253 学 时：80 学 分：5 授课学院：机械工程学院 适用专业：工程力学、机械设计制造及其自动化、土木工程、水利水电工程、港口航道与海 岸工程和过程装备与控制工程等专业 教 材： 1. 《材料力学》，王世斌、亢一澜主编，高等教育出版社，2008. 2. 《材料力学》，苏翼林主编，天津大学出版社，2001. 3. 《材料力学》，赵志岗主编，天津大学出版社，2001. 一、课程的性质、目的和任务 材料力学是一门技术基础课。通过材料力学的学习，要求学生对杆件的强度、刚度和 稳定性问题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，一定的分析能力 和初步的实验能力。 二、教学基本要求 1．对材料力学的基本概念和基本分析方法有明确认识。 2．具有将一般杆类零件简化为力学简图的初步能力。 3．能熟练地作出杆件在基本变形下的内力图、计算其应力和位移，并进行强度和刚度 计算。 4．对应力状态理论与强度理论有明确认识，并能将其应用于组合变形下的强度计算。 5．熟练掌握简单静不定问题的求解方法。 6．对能量法的有关基本原理有明确认识，并熟练地掌握一种计算位移的能量方法。 7．会计算轴向受压杆件的临界载荷与临界应力，并进行稳定性校核。 8．对于常用材料的基本力学性能及其测试方法有初步认识。 9．对于电测实验应力分析的基本原理和方法有初步认识。 三、教学内容 （一）绪论 材料力学的任务和研究对象。变形固体的基本假设。杆件变形的基本形式。 （二）拉伸和压缩 概念和实例。截面法，轴力和轴力图。横截面和斜截面上的应力。许用应力，强度条件。 纵向变形、线应变、虎克定律、拉压弹性模量、抗拉（压）刚度、横向变形、泊松比。 低碳钢的拉伸实验，  −  图。比例极限，弹性极限，屈服极限、强度极限、滑移线、 延伸率、断面收缩率。冷作硬化。铸铁和其他材料的拉伸试验。压缩时材料的力学性能。 应变能，比能。 应力集中的概念，拉压超静定问题。 （三）剪切 概念和实例，剪切的实用计算，挤压的实用计算

(四)扭转 概念和实例，薄壁圆筒的扭转，纯剪切，剪应变，剪切虎克定律，剪切弹性模量，剪应 力互等定理。 功率、转速和外力矩间的关系，扭矩和扭矩图，圆轴扭转时横截面上的应力，扭转变形。 极惯性矩，抗扭截面惯量。抗扭刚度，强度条件，刚度条件， 扭转弹性应变能，考虑材料塑性时圆轴的极限扭矩简介。 矩形截面杆扭转的主要结果」 薄壁杆件的自由扭转， (五)截面图形的几何性质 静矩、惯矩、惯积、惯性半径、平行移轴公式、转轴公式、组合图形的惯矩和惯积计算。 主形心轴和主形心惯矩。 (六)弯曲内力 平面弯曲的概念和实例，剪力，弯矩及其方程，剪力图和弯矩图，剪力，弯矩和分布载 荷集度间的关系。刚架弯矩图。 (七)弯曲应力 纯弯曲时的正应力公式，弯矩与挠曲线曲率间的关系，抗弯刚度，抗弯截面模量，非对 称截面梁平面弯曲的条件，正应力强度条件。 矩形截面梁的剪应力，工字形截面梁的剪应力，剪应力强度条件，弯曲中心的概念。 (八)弯曲变形 挠度和转角，梁挠曲线的近似微分方程，积分法计算梁的变形，叠加法计算梁的变形 刚度条件。弯曲超静定问题。 弯曲应变能。 (九)应力状态与强度理论 应力状态概念，主应力和主平面，平面应力分析（解析法、图解法，三向应力圆简介 最大剪应力。 广义虎克定律，三个弹性常数的关系，体积应变，弹性比能，体积改变和形状改变比能 强度理论概念，破坏形式分析，第一、二、三、四强度理论，莫尔强度理论 (十)组合变形下的强度计算 组合变形的概念与实例，斜弯曲，拉（压）组合变形（含偏心拉、压），藏面核心的概 念（士），弯扭组合变形 (十一)压杆稳定 弹性平衡稳定性的概念，细长杆临界载荷的欧拉公式，杆端不同约束的影响，长度系数， 压杆柔度，欧拉公式的适用范围，经验公式，临界应力总图，稳定计算，◆用能量法计算临 界载荷（土）。 (十一)能量法与动载益 概述，杆件的变形能，莫尔定理，卡氏定理（机）、互等定理（机），超静定结构（机）， 正则方程（机）。 冲击时的应力和位移，动荷系数，匀速运动杆件的应力和变形。 (十三)成劳强度 交变应力下材料的疲劳破坏，持久极限和影响持久极限的因素，对称循环和非对称循环 下构件疲劳强度的计算，弯扭组合变形的疲劳强度计算（机）

（四）扭转 概念和实例，薄壁圆筒的扭转，纯剪切，剪应变，剪切虎克定律，剪切弹性模量，剪应 力互等定理。 功率、转速和外力矩间的关系，扭矩和扭矩图，圆轴扭转时横截面上的应力，扭转变形。 极惯性矩，抗扭截面惯量。抗扭刚度，强度条件，刚度条件。 扭转弹性应变能，考虑材料塑性时圆轴的极限扭矩简介。 矩形截面杆扭转的主要结果。 薄壁杆件的自由扭转。 （五）截面图形的几何性质 静矩、惯矩、惯积、惯性半径、平行移轴公式、转轴公式、组合图形的惯矩和惯积计算。 主形心轴和主形心惯矩。 （六）弯曲内力 平面弯曲的概念和实例，剪力，弯矩及其方程，剪力图和弯矩图，剪力，弯矩和分布载 荷集度间的关系。刚架弯矩图。 （七）弯曲应力 纯弯曲时的正应力公式，弯矩与挠曲线曲率间的关系，抗弯刚度，抗弯截面模量，非对 称截面梁平面弯曲的条件，正应力强度条件。 矩形截面梁的剪应力，工字形截面梁的剪应力，剪应力强度条件，弯曲中心的概念。 （八）弯曲变形 挠度和转角，梁挠曲线的近似微分方程，积分法计算梁的变形，叠加法计算梁的变形， 刚度条件。弯曲超静定问题。 弯曲应变能。 （九）应力状态与强度理论 应力状态概念，主应力和主平面，平面应力分析(解析法、图解法)，三向应力圆简介， 最大剪应力。 广义虎克定律，三个弹性常数的关系，体积应变，弹性比能，体积改变和形状改变比能。 强度理论概念，破坏形式分析，第一、二、三、四强度理论，莫尔强度理论。 （十）组合变形下的强度计算 组合变形的概念与实例，斜弯曲，拉（压）组合变形（含偏心拉、压），截面核心的概 念（土），弯扭组合变形。 （十一）压杆稳定 弹性平衡稳定性的概念，细长杆临界载荷的欧拉公式，杆端不同约束的影响，长度系数， 压杆柔度，欧拉公式的适用范围，经验公式，临界应力总图，稳定计算，*用能量法计算临 界载荷（土）。 （十二）能量法与动载荷 概述，杆件的变形能，莫尔定理，卡氏定理（机）、互等定理（机），超静定结构（机）， 正则方程（机）。 冲击时的应力和位移，动荷系数，匀速运动杆件的应力和变形。 （十三）疲劳强度 交变应力下材料的疲劳破坏，持久极限和影响持久极限的因素，对称循环和非对称循环 下构件疲劳强度的计算，弯扭组合变形的疲劳强度计算（机）

四、学时分配 学时 分 配 教学内容章目 讲课 实验 课堂讨论 小计 (一)绪论 1 1 (二)拉伸和压缩 5 5 2 12 (三)剪切 2 2 (四)扭转 4 1 5 (五)截面图形的几何性质 3 3 (六)弯曲内力 4 2 (七)弯曲应力 7 4 27 (八)弯曲变形 4 2 (九)应力状态和强度理论 4 2 6 5(机) 2 7(机) (十)组合变形 7(土) 9(土) 5(机) 5(机) (十一)压杆稳定 6(土) 6(土) 6(机) 8(机) (十二)能量法与动载荷 3(土) 5(土) (十三)疲劳强度 *在保证完成大纲规定内容的情况下，任课教师可适当调整调整上述学时分配。 说明： 1、教学学时分配总计：讲课 54学时 习题讨论课10学时 试验课共12学时 机动 2学时 2、课内外学时比例为1：2。 3、建议习题总数为150题左右。 4、机动学时由任课教师根据课程需要自由支配，可用于课程内容更新，也可补充入内 容多而给定学时少的章节

四、学时分配 教学内容章目 学 时 分 配 讲课 实验 课堂讨论 小计 （一）绪论 1 1 （二）拉伸和压缩 5 5 2 12 （三）剪切 2 2 （四）扭转 4 1 5 （五）截面图形的几何性质 3 3 （六）弯曲内力 4 2 （七）弯曲应力 7 4 27 （八）弯曲变形 4 2 （九）应力状态和强度理论 4 2 6 （十）组合变形 5（机） 7（土） 2 7（机） 9（土） （十一）压杆稳定 5（机） 6（土） 5（机） 6（土） （十二）能量法与动载荷 6（机） 3（土） 2 8（机） 5（土） （十三）疲劳强度 4 4 *在保证完成大纲规定内容的情况下，任课教师可适当调整调整上述学时分配。 说明： 1、教学学时分配总计：讲课 54 学时 习题讨论课 10 学时 试验课共 12 学时 机动 2 学时 2、课内外学时比例为 1：2。 3、建议习题总数为 150 题左右。 4、机动学时由任课教师根据课程需要自由支配，可用于课程内容更新，也可补充入内 容多而给定学时少的章节