2010156材料力学4(中文)

《材料力学4》课程教学大纲课程编号：2010156学时：64学分：4授课学院：机械工程学院适用专业：热能与动力工程、材料成型及控制工程、建筑环境与设备工程等教材：材料力学，苏翼林主编，天津大学出版社，2001年出版一、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，必要的基础知识和一定的计算能力。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。能分析杆件的内力，并作出相应的内力图。3．能分析杆件的应力、位移，进行强度和刚度计算，并会处理一次静不定问题。4．对应力状态理论与强度理论有一定认识，并能进行组合变形下杆件的强度计算。5．能分析简单压杆的临界载荷，并进行稳定性校核等计算。6．对于常用材料的基本力学性能及其测试方法有初步认识。对电测应力方法有初步了解。三、教学内容（一）绪论材料力学的任务，变形固体的基本假设，杆件变形的基本形式。（二）拉伸和压缩轴向拉伸（压缩）的概念及实例。截面法，直杆横截面和斜截面上的应力。最大剪应力。许用应力，强度条件。轴向拉伸（压缩）时的变形，纵向变形、线应变。虎克定律、弹性模量。抗拉（压）强度。横向变形、泊松比。低碳钢的拉伸实验，应力－应变图及其特性，比例极限，屈服极限、强度极限。滑移线。冷作硬化。延伸率、断面收缩率。铸铁和其他材料的拉伸试验。压缩时材料的力学性能。压缩时的应力－应变图。应变能，比能。安全系数。许用应力。应力集中的概念。简单超静定问题。（三）剪切剪切概念。剪切的实用计算。挤压的实用计算。（四）扭转扭转的概念和实例。剪切虎克定律，剪切弹性模量。剪应力互等定理。扭矩图。圆轴扭转时的应力和变形。极惯性矩。抗扭截面惯量。抗扭刚度。强度条件和刚度条件。薄壁圆筒的扭转，纯剪切，剪应变，矩形截面杆自由扭转的简介。（五）截面图形的几何性质静矩、惯性矩、简单图形的惯性矩计算。平行移轴公式。组合图形惯性矩的计算。截面形心主轴、主惯性矩的概念。（六）弯曲⑴内力：平面弯曲的概念。梁的计算简图。剪力、弯矩。剪力方程式和弯矩方程式。剪力图和弯矩图。弯矩、剪力与分布载荷集度间的微分关系及其应用。刚架的弯矩图。⑵应力：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。纯弯曲理论的推广。梁的正应力强度条件。矩形截面剪应力公式、工字形截面和圆形截面最大剪应力公式简介。提高弯曲强度的措施。⑶变形：梁的位移和变形。挠度和转角。梁挠曲线的近似微分方程。积分法、叠加法求梁变形。梁的刚度校核。简单超静定梁的解法。（七）应力状态理论与强度理论应力状态的概念。主应力。主平面。平面应力状态下的应力分析—解析法、图解法。三向应力状态下的最大剪应力。广义虎克定律。E、G、间关系的介绍。强度理论概念。最大拉应力理论。最大拉应变理论。最大剪应力理论和形状改变比能理论的简介。（八）组合变形下的强度计算组合变形的概念与实例。拉伸（压缩）与弯曲组合变形时的应力和强度计算。偏心拉伸（压缩）。扭转与弯曲组合时的强度计算。截面核心概念（土类）。（九）压杆稳定弹性平衡稳定性的概念，稳定平衡和不稳定平衡。细长压杆临界力的欧拉公式。杆端不同约束的影响。长度系数。柔度。欧拉公式的适用范围。超过比例极限时压杆临界力的经验公式。压杆的稳定校核。（十）能量法和动载荷杆件的变形能，能量法求杆件的变形。等加速运动构件的应力计算。杆件受冲击时的应力和位移计算。动荷系数。提高杆件抗冲击能力的措施。（十一）疲劳强度交变应力下材料的疲劳破坏。循环特性、应力幅度和平均应力。持久极限及其测定。影响因素。对称循环时构件的疲劳强度计算。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11（二）拉伸和压缩85215（三）剪切22（四）扭转517（五）截面图形的几何性质22（六）弯曲⑴内力426⑵应力55⑶变形426（七）应力状态和强度理论527（八）组合变形下的强度计算426（九）压杆稳定44（十）动载荷和疲劳强度44说明：1、学时分配总计：讲课48学时习题讨论课6学时实验课10学时2、课内外学时比例为1：1.5。3、建议习题数量为100题左右。