材料力学考试大纲

材料力学一、课程的性质与设置目的和要求材料力学是由基础理论课向设计课程过渡的技术基础课。该课程对后续专业课及工程应用都有深远的影响。通过对材料力学课程的学习，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、必要的基础理论知识、比较熟练的计算能力、一定的分析能力和实验能力。二、课程内容与考核目标本课程主要讲述杆件的强度、刚度和稳定性理论及其应用，包括四种基本变形与组合变形的应力和变形，强度和刚度计算，能量方法与超静定问题，压杆稳定，动载荷与交变应力。第一章拉伸与压缩1.学习目的与要求：本章介绍杆件在拉伸或压缩时的应力和变形计算。通过学习，要求能熟练绘制杆件的轴力图；能熟练进行杆件强度计算和变形计算。2.课程内容：轴向拉、压的概念；外力、内力、应力、应变、变形、位移等概念；拉（压）杆的内力、内力图；应力和强度计算、材料的拉、压力学性能、杆件的变形计算；简单的超静定问题。3.考核知识点：轴力、轴力图；轴向拉压时截面上的应力；轴向拉压时的变形、虎克定律；材料的力学性能（低碳钢、铸铁的拉伸试验的应力应变图；低碳钢和铸铁的压缩试验及两类材料的比较）；轴向拉压的强度条件及强度计算；4.考核要求：能熟练运用截面法计算杆件的轴力，正确绘制轴力图；掌握杆件拉、压时的强度计算；掌握杆件的变形计算；了解材料的基本力学性能以及试件拉、压破坏时的现象和原因；掌握求解简单超静定问题的方法。第二章剪切1．学习目的与要求：本章介绍连接件的实用计算。通过学习，要求会计算简单的连接件的强度问题。2．课程内容：剪切构件的受力和变形特点，连接处可能的破坏形式，剪切和挤压的实用计算。3．考核知识点：剪切和挤压的概念，剪切和挤压的应力计算。4．考核要求：了解剪切和挤压的概念，会计算简单的连接件的强度问题。第三章扭转1.学习目的与要求：本章介绍杆件扭转时的应力和变形，通过学习，要求能熟练绘制杆件的扭矩图；掌握应力和变形的计算公式，能熟练进行轴类零件的强度和刚度计算2.课程内容：纯剪切概念、剪切胡克定律、切应力互等定理；功率、转速与外力偶矩的关系；扭矩和扭矩图、应力和变形的计算、强度条件和刚度条件；弹簧的应力和变形计算；简单扭转超静定问题的计算；非圆截面杆扭转的应力和变形简介。3.考核知识点：扭矩与扭矩图；切应力、剪切胡克定理；切应力计算公式；扭转强度条件及其应用；刚度条件的简单应用。4.考核要求：掌握扭矩计算与扭矩图绘制；了解剪切胡克定理；掌握切应力计算公式；能熟练地应用扭转强度条件及刚度条件进行轴的计算。第四章弯曲内力1．学习目的与要求：本章介绍梁的弯曲内力，通过学习，要求掌握梁的内力方程和内力图的画法，为强度计算打下基础。2．课程内容：平面弯曲的概念；梁的计算简图；剪力、弯矩，剪力方程，弯矩方程，剪力图，弯矩图；弯矩、剪力与分布载荷集度之间的关系及其应用。3．考核知识点：平面弯曲的概念；剪力方程和弯矩方程；运用弯矩、剪力与分布载荷集度之间的关系绘制剪力图和弯矩图。4.考核要求：理解并掌握剪力、弯矩的概念及计算。能熟练求出梁任意截面的剪力和弯矩；能正确写出剪力方程,弯矩方程；熟练运用弯矩、剪力与分布载荷集度之间的关系绘制剪力图和弯矩图。第五章弯曲应力1．学习目的与要求：本章介绍梁的弯曲应力，通过学习，要求掌握梁的正应力和切应力的计算方法，能对较简单的梁进行强度设计。2．课程内容：纯弯曲和横力弯曲的概念；中性层，中性轴，抗弯截面系数，惯性矩，弯曲正应力、弯曲切应力；梁的强度条件，弯曲强度计算。提高弯曲强度的措施；弯曲中心的概念。3．考核知识点：纯弯曲概念；中性层，中性轴，截面的静矩、形心、惯性矩的计算、平行移轴定理；弯曲强度计算，抗弯截面系数。4．考核要求：理解纯弯曲和横力弯曲的概念；掌握梁的正应力和切应力的计算；能熟练地运用弯曲强度条件进行弯曲强度计算；了解提高弯曲强度的措施；了解弯曲中心的概念。第六章弯曲变形1．学习目的与要求：本章介绍梁的弯曲变形，通过学习，要求掌握梁变形的计算方法；能对梁进行刚度计算。2．课程内容：梁的挠度，挠曲线，截面转角，转角方程，挠曲线的近似微分方程，边界条件，连续条件,积分法求梁的变形，叠加法求梁的变形，简单超静定梁。3．考核知识点：积分法求梁的变形，叠加法求梁的变形，梁的刚度条件；简单超静定梁。4．考核要求：理解梁的挠度与转角概念；掌握梁的挠曲线近似微分方程、能正确写出边界条件和连续条件；会用积分法和叠加法求梁的变形、会进行梁的刚度计算；熟练掌握简单超静定梁的求解方法。第七章应力状态理论、强度理论1．学习目的与要求：本章介绍点的应力状态理论和强度理论，通过学习，更深入地理解应力的概念，掌握常用的强度理论，为构件处在复杂应力状态下的强度计算打好基础。2．课程内容：一点的应力状态，复杂应力状态，平面应力状态，用解析法和图解法求平面应力状态下斜截面的应力，主应力，主方向，主切应力及其方向，三向应力状态概念；广义虎克定律，体积应变，强度理论的概念及常用的强度理论。3．考核知识点：应力状态理论和强度理论的概念；应力圆、斜截面上应力、主应力、主切应力、广义胡克定律；常用的强度理论。4．考核要求：掌握一点的应力状态、复杂应力状态、平面应力状态、主平面、主应力、主切应力、体积应变、强度理论等概念。熟练运用解析法和图解法分析平面应力状态下斜截面上应力，主应力及主应力方向。会求解特殊的三向应力问题。理解并掌握广义虎克定律及其应用；掌握常用的强度理论及其应用。第八章组合变形1.学习目的与要求：本章在基本变形的基础上，进一步研究组合变形的强度计算。通过学习，要求理解叠加原理，掌握常见的几种组合变形的强度计算。2.课程内容：组合变形概念，斜弯曲，弯曲与拉伸或压缩组合，偏心拉伸（压缩），截面核心，弯曲与扭转组合。3.考核知识点：斜弯曲，弯曲与拉伸或压缩组合，偏心拉伸（压缩），弯曲与扭转组合的应力和强度计算。4.考核要求：会用叠加原理及强度理论计算组合变形的强度问题。第九章压杆稳定1．学习目的与要求：本章研究轴向受压杆件的稳定问题，通过学习，了解稳定概念，会计算简单的稳定问题。2．课程内容：压杆稳定的概念、轴向受压杆件的临界压力和临界应力、长度系数及相当长度，柔度，欧拉公式的适用范围，临界应力总图，经验公式，压杆的稳定计算；提高压杆稳定性的措施、纵横弯曲的概念。3.考核知识点：压杆稳定破坏；临界力，细长杆的欧拉公式，临界应力计算公式及其适用范围；经验公式，临界应力总图；压杆的稳定校核，折减系数法。4．考核要求：掌握压杆失稳破坏的概念，会计算轴向受压杆临界载荷及临界应力，会进行稳定校核。第十章能量法1．学习目的与要求：能量法是求位移的普遍方法，用能量法求较复杂的位移及解超静定问题十分方便。要求至少掌握一种能量方法，并能用于解超静定问题。2．课程内容：杆件的变形能；功的互等定理和位移互等定理；单位力法或卡氏定理（任意一种）；用能量法解超静定问题。3．考核知识点：杆件变形能的计算；用单位力法或卡氏定理求结构的位移；用能量法解超静定问题。4．考核要求：会求构件的应变能；至少掌握一种计算位移的方法，会用能量法解超静定问题。第十一章动载荷·交变应力1．学习目的与要求：了解动载荷的概念；掌握惯性力问题、冲击问题的计算；了解提高杆件抗冲击能力的措施。掌握交变应力与疲劳失效概念、持久极限的概念及其影响因素。2．课程内容：动载荷，惯性力问题，冲击问题，静荷应力，动荷应力，动荷系数；交变应力，疲劳失效，疲劳极限，疲劳极限的影响因素。3．考核知识点：惯性力问题，冲击问题，动荷应力，动荷系数；交变应力，疲劳失效的特征及失效机理，疲劳极限及其影响因素。4．考核要求：会计算惯性力问题；掌握几种常见冲击形式的动荷系数；理解疲劳失效的特点及原因；了解疲劳极限及其影响因素。三、有关说明和实施要求（一）本大纲列出了各章的考试内容及考核目标，包括考核知识点和考核要求。制订本大纲的目的在于使考试命题更加明确命题范围，更准确地安排试题的知识能力层次和难易度；使应考者能够进一步明确考试内容和要求，更有目的地系统学习教材，本大纲在考核目标中，按照了解、理解、掌握三个层次规定其应达到的能力层次要求。三个能力层次是递进等级关系。各能力层次的含义是：了解：能了解有关的概念、知识的含义，并能正确地认识和表达，是低层次的要求。理解：在了解的基础上，能全面理解把握基本概念、基本性质、基本定理、基本方法和基本计算，能掌握有关概念、原理、方法和计算，是较高层次的要求。掌握：在理解的基础上，能运用基本概念、基本定理、基本方法分析和解决有关的理论和实际问题。这里包括简单应用和综合应用，其中综合应用是最高层次的要求。（二）教材和主要参考书[1]刘鸿文，《材料力学》，高等教育出版社，1992[2]苏翼林，《材料力学》，高等教育出版社，2001[3]孙训方，《材料力学》，高等教育出版社，2002（三）关于命题考试的若干规定1．本大纲各章所规定的基本要求、知识点都是考试内容。考试内容要覆盖到章，并适当突出重点章节，加大重点内容的覆盖密度。2．要合理安排试题的难易程度。试题的难易程度可分为：易、较易、较难和难四个等级。每份试卷中不同难度试题的一般比例为：2：3：3：2。3．本课程考试采用试题库出题，可采用的主要题型有：选择题、填空题（占25％）、计算题（占75％）三种题型，各种题型的具体形式可参考题型举例。