材料力学授课教案

材料力学授课教案

专业：土木、机械等

学时：72学时（其中讲课62学时，实验10学时）

教材及参考书：

材料力学（1、2）第二版单辉阻编高教版

材料力学范钦珊编清华大学出版

材料力学刘鸿文编高教版

材料力学孙训方编高教版

土木工程学院工程力学系

土木工程学院工程力学系／学年第学期教师：

土木工程学院工程力学系／学年第学期教师：

土木工程学院工程力学系／学年第二学期教师：

土木工程学院工程力学系／学年第学期教师：

土木工程学院工程力学系／学年第学期教师：

河北工程大学教师授课教案

土木工程学院工程力学系／学年第学期教师：

河北工程大学教师授课教案

河北工程大学教师授课教案

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土木工程学院工程力学系／学年第学期教师：

河北工程大学教师授课教案

土木工程学院工程力学系／学年第学期教师：

材料力学课程描述..

材料力学课程描述 学时：88 学分：5.5 课程性质： 材料力学是变形固体力学入门的学科基础课，用以培养学生在工程设计中有关力学方面的设计计算能力，本课程主要研究工程结构中构件的承载能力问题，通过揭示构件的强度、刚度和稳定性问题的基本概念及必要的基础知识，培养学生解决问题的能力；以理论分析为基础，培养学生的实验动手能力；发挥其它课程不可替代的综合素质教育作用。 课程任务：其主要任务是培养学生： 1.树立正确的设计思想，理论联系实际，解决好经济与安全的矛盾，具备创新精； 2.全面系统地了解构件的受力变形、破坏的规律； 3.掌握有关构件设计计算的基本概念、基本理论、基本方法及其在工程的应用； 4.能将一般构件抽象出力学简图，进行外力分析、内力分析、应力分析、应变分析 、应力和应变分析； 5.掌握材料的力学性能的原理和方法，具有进行实验研究的初步能力； 6.在满足强度、刚度、稳定性的前提下，以最经济的代价，为构件选择合适的形状 设计合理的界面形状和尺寸，为设计提供计算依据； 7.了解材料力学的新理论，新方法及发展趋向； 课程目的： 材料力学课程是高等工科院校中机械类专业一门主干课程，是机械类硕士研究生入学考试的一门专业基础课。在教学过程中要综合运用先修课程中所学到的有关知识与技能，结合各种实践教学环节，进行机械工程技术人员所需的基本训练，为学生进一步学习有关专业课程和有目的从事机械设计工作打下基础，因此材料力学课程机械类专业的教学计划中占有重要的地位和作用。 二、教学基本要求： ( 一 ) 课程的基本要求及提高要求： 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的认识。 2.能熟练地做出杆件在基本变形下的内力图，进行应力和位移、强度和刚度计算。 3.掌握应力状态理论，掌握组合变形下杆件的强度计算。 4.掌握简单静不定问题的求解方法。 5.了解能量法的基本原理，掌握一种计算位移的能量方法。 6.了解压杆的稳定性概念，会计算轴向受压杆的临界力与临界应力。 7.了解低碳钢和灰口铁的基本力学性能及其测试方法。 8.掌握电测实验应力分析的基本原理和方法。 提高要求： 1.薄壁杆件扭转，弯曲中心，莫尔强度理论； 2.功互等定理、位移互等定理和虚功原理； 3.拉压杆的弹塑性分析； 4. 综合性、设计性实验。 ( 二 ) 实验要求： 材料力学课程是一门实践性，设计性很强的技术基础课，实验教学是培养学生创新精神和实践能力的重要教学环节。共安排 6 次实验。 1. 低碳钢和铸铁的拉伸实验（ 2 学时）； 2. 低碳钢和铸铁的压缩实验，测 E 实验（ 2 学时）； 3. 低碳钢和铸铁的扭转实验，测 G 实验（ 2 学时）； 4. 电测实验 I （ 2 学时）； 5. 电测实验 II （ 2 学时）； 6. 光测实验，冲击，疲劳，动荷实验（ 2 学时）。 以上实验共计 12 学时，课内占 8 学时，课外占 4 学时。力学实验中心为开放实验室，开课后要预约实验。材料力学实验有《材料力学实验指导书》，要求学生上实验课之前要预习《材料力学实验指导书》，并写出预习报告。

《材料力学》授课对象机械类本科生

《材料力学》 授课对象：机械类本科生 教学时数：64学时（56学时授课，8学时实验） 使用教材：《材料力学》 刘鸿文 主编 高等教育出版社出版 参考教材：1、《材料力学》学习指导书 陈乃立、陈倩 主编 2、《材料力学》(面向21世纪) 范钦珊 主编 3、《材料力学》 单祖辉 主编 4、《Mechanics of Meterials》 Ferdlinand P.Beer 等主编 第一章 绪 论 一、教学目标 让学生明确材料力学的任务，变形体的的基本假设。正确理解内力、应力、应变等基本概念，熟练掌握截面法。 二、教学内容（2学时） ○1 材料力学的任务 ○2 变形固体的基本假设 ○3 外力及其分类 ○4 内力、截面法和应力的概念 ○5 变形与应变 ○6 杆件变形的基本形式 三、教学重点 ○1 变形体的概念和基本假设 ○2 内力的概念和截面法 ○3 应力的概念 ○4 变形体的概念和应变的概念 四、教学方式 利用多媒体教学工具，采用启发式教学方法，以工程问题为切入点，引导学生的思路。 五、本章习题： 1.2, 1.3, 1.4, 1.6 第二章 轴向拉伸与压缩 一、教学目标 正确理解、熟练掌握轴向拉压的内力和应力计算、胡克定律、强度条件，掌握强度分析的思路。掌握拉压时材料的力学性能，弄清材料力学解决问题的思路和方法。二、教学主要内容 （8 学时） ○1 轴向拉伸和压缩的受力特点和变形特点。 ○2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力。 ○3 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力。 ○4 材料拉伸、压缩时的力学性能。 ○5 轴向拉压时的变形。 ○6 轴向拉压的强度计算。 　○7 拉压静不定问题。 　○8 应力集中的概念。 　○9 剪切和挤压的实用计算。 三、教学重点（难点） ○1 轴力和轴力图，轴力的符号规则 ○2 分析轴向拉压横截面上应力的思路

《材料力学》自学辅导材料

材料力学-自学辅导材料 1.1 构件、载荷、抵抗破坏、变形 构件正常工作应有足够的承受载荷的能力： 强度、刚度、稳定性 强度：抵抗破坏的能力 刚度：抵抗变形的能力 稳定性：保持原有平衡形态的能力 材料力学的任务：满足以上要求，安全、经济，理论基础、计算方法 在学习理论的同时，应重视实验分析 1.2 变形固体的基本假设 连续性、均匀性、各向同性 连续性：不留空隙（存在每个点，可将力学量表示为固体内点的坐标的函数）均匀性：固体内各处相同的力学性能 各向同性：固体内沿任何方向相同的力学性能 各向异性材料：木材、纤维织品、某些人工合成材料 1.3 内力：构件内各部分间相互作用力因外力引起的附加值 内力概念的理解： （1）构件内各部分间存在相互作用力 （2）外力将引起相互作用力的变化 （3）相互作用力的变化量（附加值）即为内力 （4）内力因外力引起 内力与构件的强度密切相关 截面法，内力系 内力系对某点取极限→应力（反映内力系在某点的强弱，集度） 应力为矢量：正应力σ（西格玛），切应力τ（套） 应力的单位：Pa MPa

截面上的内力：内力系简化得到的力和力偶 用截面法求截面上的内力，步骤见P4 （1）用平面将构件分成两部分，取其中之一为研究对象 （2）在截面上用内力替代 （3）利用研究对象在内外力作用下的平衡关系，求解截面上的内力 讲解例题 1.4 固体的变形：宏观角度，微观角度 宏观角度：固体的拉压弯剪扭 次宏观角度：固体内线段长度的改变，固体内正交线段夹角的改变 微观角度：固体内某点的变形 本小节的任务：引入物理量来度量固体内某点的变形程度 应变概念的引入 应变（线应变）：从微观的极限概念引入应变的概念（类似应力概念的引入） 引入角度：线段长度的改变 构件在发生变形时，实际构件内某点都会产生变形位移，为研究构件内某点沿某方向长度变化的程度，引入应变的概念 应变反映构件内某点沿某方向长度变化的程度 应变的符号：ε（埃普西龙） 切应变概念的引入 切应变（角应变）：从微观的极限概念引入切应变的概念 引入角度：正交线段夹角的改变 构件在发生变形时，实际构件内某点所在平面正交线段的夹角将会发生改变，为研究构件内某点在某平面内正交线段夹角的改变程度，引入切应变的概念 切应变反映构件内某点在某平面内正交线段夹角的改变程度 切应变的符号：γ（伽玛） 综上，应变和切应变是度量固体内一点处变形程度的两个基本量 原始尺寸原理：构件的变形及变形引起的位移极其微小，远小于构件的最小尺寸；故构件变形后，仍沿用构件变形前的形状和尺寸 材料力学研究的问题：小变形

最新材料力学(柴国钟、梁利华)第4章答案电子教案

4.1 试求：（1）图示各梁横截面1-1、2-2、 3-3上的剪力和弯矩；（2）梁的剪力方程和弯矩方程；（3）绘制剪力图和弯矩图。 a a a 解： （a ）0 0321 ===S S S F F F F ，，，Fa M Fa M Fa M -=-=-=321 ，，； （b ）0 321===S S S F qa F qa F ，，，0 2 1 2 1322 2 1 =-==M qa M qa M ，，； （c ）qa F qa F qa F S S S 2 12121321 -===，，，0 03221 ===M M qa M ，，； （d ）0 0321 ===S S S F F F F ，，，0 321 ===M Fa M Fa M ，，； 4.2 利用载荷集度、剪力和弯矩之间的微分关 系和积分关系，绘制梁的剪力图和弯矩图。

2F 2F Fa Fa Fa a B A a (a) 2qa a B A a 2 qa 2 qa 2 q (c) 2Fa F 4F /34F /3 4Fa /3 5Fa /3 F /3 F /3 a a a A B F S x (kN) M x (kN m) .F S x (kN) M x (kN m) .F S x (kN) M x (kN m) . a 1.5a a q qa A (f)qa a a a B A 2 qa 2 qa /8 22qa 2 qa 2 q (d) qa 5qa /63qa /27qa /3 7qa /3 4qa /3qa /3 2qa /3 2qa /3 3qa /2 qa /2 qa /2 qa /65qa /6 5qa /6 22qa /3 7qa /6 a a a B A q Fa F S x M x (kN m) .7qa /6 F S x (kN) M x (kN m) 17qa /9 2 5qa /32F S x (kN) M x (kN m)4a /3

《材料力学》课程教学大纲

《材料力学》课程教学大纲 二、教学目标 了解材料力学的基本理论、基本概念和基本分析方法。使学生能科学地辨认材料力学中的各种概念、原理、专业术语，使学生知道材料力学中各种构件的分类、受力过程和变化倾向。理解材料力学中杆件和梁的几种变形形式。使学生能用自己的语言对各种理论知识加以叙述、解释和归纳，并且能够指出各部分知识之间的内在联系和相互区别。 熟悉各种概念、原理和定律，掌握其计算与应用的方法。具体反映在： 1. 对材料力学的基本理论、基本概念和基本分析方法有明确的认识。 2. 掌握一般杆类零件和构件的受力与变形原理，具有绘出其合理的力学计算简图的初步能力。 3. 能够熟练地分析与计算杆件在拉、压、剪、扭、弯时的内力，绘制相应的内力图。 4. 能够熟练地分析与计算杆件在基本变形下的应力和变形，并进行相应的强度和刚度计算。 5. 对应力状态理论与强度理论有明确的认识，并能够将其应用于组合变形情况下的强度计算。对应变状态有关概念有一定了解和认识。 6. 熟练地掌握简单超静定问题的求解方法。 7. 能够熟练地分析与计算理想中心受压杆件的临界荷载和临界应力，并对国家现行钢结构设计规范所规定工程压杆的稳定计算方法，有深入地了解和认识，并能够熟练地进行压杆的稳定性计算。 8. 对杆件的应变能有关概念、基本原理和基本定理有一定认识和掌握，并能够熟练地用来计算简单梁、扭转圆轴和简单拉压杆结构的位移，进而计算简单超静定问题的内力。 9.对于常用材料的基本力学性能及其测试方法有初步认识。 10. 对于电测实验应力分析的基本原理和方法有初步认识。 三、教学内容与教学要求 1.绪论 内容要求：了解材料力学的任务、变形固体的概念；理解变形固体的基本假设；熟悉杆件变形的基本形式分类。 重点：杆件的四种基本变形。 难点：理解变形固体的四个基本假设。

材料力学天津大学作业答案讲课讲稿

材料力学复习题 单项选择题 1、等直杆在轴向拉伸或压缩时，横截面上正应力均匀分布是根据（）得出的。 A 静力平衡条件 B 连续条件 C 小变形假设 D 平面假设及材料均匀连续假设 2、小变形是指（） A 很小的变形； B 线弹性范围内的变形 C 远小于构件原始尺寸的微小变形 D 卸载后，构建中的残余变形 3、无明显屈服阶段的塑性材料作成带切槽的构件，在静载荷作用下，在截面削弱处是（） A 可以略去应力集中的影响； B 不存在应力集中的影响； C 减缓应力集中的影响； D 要考虑应力集中的影响 4、等直杆在轴向拉伸或压缩时，下述提法正确的是（） A 最大正应力的截面上，其剪应力必定也是最大 B 最大正应力的截面上，剪应力不一定为零 C 最大正应力的截面上，其剪应力必定为零 D 最大剪应力的截面上，其正应力必定为零 5、静定杆件的多余约束是指（） A 从静力平衡条件来说是多余的 B 从系统强度来说是多余的 C 从系统刚度来说是多余的 D 从系统稳定性来说是多余的 6、剪应力互等定理只适用于（） A 两个互相垂直平面上的剪应力分析 B 纯剪切应力下 C 线弹性范围内 D 扭转变形 7、当剪切超过材料的剪切比例极限时，则（） A 剪切胡克定律不成立 B 剪应力互等定理不成立 C 剪切胡克定律和剪应力互等定理均成立 D 材料发生剪切破坏 8、具有外棱角（凸角）和内棱角（凹角）的棱柱杆，其表面无切向力作用，则杆件受扭时，任意横截面上外棱角顶点处的应力状态（） A 正应力最大 B 剪应力为零 C 剪应力不为零 D 剪应力最大 9、设计某一主轴，发现原方案刚度不足，将进行修改设计，你认为最有效的措施是（） A 轴材料改用优质高强钢 B 设计成合理的空心圆截面，采用合理的结构形式减小内力 C 加大轴径 D 把轴挖空

材料力学复习题(附答案)教学文案

一、填空题 1．标距为100mm的标准试件，直径为10mm，拉断后测得伸长后的标距为123mm，缩颈处的最小直径为6.4mm，则该材料的伸长率δ=23%，断面收缩率ψ=59.04%。 2、构件在工作时所允许产生的最大应力叫许用应力σ，极限应力与许用应力的比叫安全系数n。 3、一般来说，脆性材料通常情况下以断裂的形式破坏，宜采用第一二强度理论。塑性材料在通常情况下 以流动的形式破坏，宜采用第三四强度理论。 4、图示销钉的切应力τ=（P πdh ），挤压应力σbs=（ 4P π(D2-d2) ） （4题图）（5题图） 5、某点的应力状态如图，则主应力为σ1=30Mpa，σ2=0，σ3=-30Mpa。 6、杆件变形的基本形式有拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲四种。 7、低碳钢在拉伸过程中的变形可分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段四个阶段。 8、当切应力不超过材料的剪切比例极限时，切应变γ和切应力τ成正比。 9、工程实际中常见的交变应力的两种类型为对称循环，脉动循环。 10、变形固体的基本假设是：连续性假设；均匀性假设；各向同性假设。 11、低碳钢拉伸时大致分为以下几个阶段：弹性；屈服；强化；缩颈。 12、通常计算组合变形构件应力和变形的过程是：先分别计算每种基本变形各自引起的应力和变形，然后再叠加。这样做的前提条件是构件必须为线弹性、小变形杆件。 13、剪切胡克定律的表达形式为τ=Gγ。 14、通常以伸长率 <5%作为定义脆性材料的界限。 15、提高梁弯曲刚度的措施主要有提高抗弯刚度EI、减少梁的跨度、改善梁的载荷作用方式。 16、材料的破坏按其物理本质可分为屈服和断裂两类。 二、选择题 1、一水平折杆受力如图所示，则AB杆的变形为（D）。 （A）偏心拉伸；（B）纵横弯曲；（C）弯扭组合；（D）拉弯组合。 2、铸铁试件试件受外力矩Me作用，下图所示破坏情况有三种，正确的破坏形式是（A） 3、任意图形的面积为A，Z0轴通过形心O，Z1轴与Z0轴平行，并相距a，已知图形对Z1轴的惯性矩I1，则 对Z0轴的惯性矩I Z0为：（B）

材料力学同步学习指导

绪论 思考题 1-1-1 结构承载力包括哪三方面的内容？ 1-1-2 什么是刚体和变形体？ 1-1-3 为什么在材料力学中必须把构件看成为变形固体？可变形固体的变形分为哪两类？ 1-1-4 内力和应力两者有何联系、有何区别？为什么在研究构件的强度时要引入应力的概念？ 1-1-5 什么是截面法？应用截面法能否求出截面上内力的分布规律？ 1-1-6 位移和变形两者有何联系、有何区别？有位移的构件是否一定有变形发生？构件内的某一点，若沿任何方向都不产生应变，则该点是否一定没有位移？ 1-1-7 在理论力学中，根据“力或力偶的可移性原理”及“力的分解和合成原理”，可以将图（a）和图(c)中的受力情况分别改变成图(b)和图(d)中的情况。在材料力学中研究构件的内力或变形时，是否也可以这样做？为什么？ 选择题 1-2-1 关于确定截面内力的截面法的适用范围，有下列四种说法： （A）适用于等截面直杆；

（B）适用于直杆承受基本变形； （C）适用于不论基本变形还是组合变形，但限于直杆的横截面； （D）适用于不论等截面或变截面、直杆或曲杆、基本变形或组合变形、横截面或任意截面的普遍情况。 1-2-2 判断下列结论的正确性： （A）杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和； （B）杆件某截面上的应力是该截面上内力的平均值； （C）应力是内力的集度； （D）内力必大于应力。 1-2-3 下列结论中哪个是正确的： （A）若物体产生位移，则必定同时产生变形； （B）若物体各点均无位移，则该物体必定无变形； （C）若物体无变形，则必定物体内各点均无位移； （D）若物体产生变形，则必定物体内各点均有位移。 1-2-4 根据各向同性假设，可认为构件的下列各量中的某一种量在各方面都相同： （A）应力；（B）材料的弹性常数；（C）应变；（D）位移。1-2-5 根据均匀性假设，可认为构件的下列各量中的某个量在各点处都相同： （A）应力；（B）应变；（C）材料的弹性常数；（D）位移。

材料力学电子教案

材料力学是固体力学的一个基础分支，是工科重要的技术基础课，只有学好材料力学才能学好与本专业有关的后续课程（例如：机械零件等）。 材料力学与工程的关系：材料力学广泛应用于各个工程领域中，如众所周知的飞机、飞船、火箭、火车、汽车、轮船、水轮机、气轮机、压缩机、挖掘机、拖拉机、车床、铇机、铣机、磨床、杆塔、井架、锅炉、贮罐、房屋、桥梁、水闸、船闸等数以万计的机器和设备、结构物和建筑物，在工程设计中都必须用到材料力学的基本知识。对于某些工程如化学工程，由于客观条件的苛刻，如：高温、高压、低温、低压、易燃、易爆、腐蚀、毒性对于机器和设备的力学设计将提出更高的要求。因此对于各类高等工业大学的学生和实际工程中的工程师们都必须具备扎实的材料力学知识。 第一章绪论 §1.1 材料力学的任务 §1.2 变形固体的基本假设 §1.3 外力及其分类 §1.4 内力、截面法和应力的概念 §1.5 变形与应变 §1.6 杆件变形的基本形式 §1.1 材料力学的任务 材料力学主要研究固体材料的宏观力学性能，构件的应力、变形状

态和破坏准则，以解决杆件或类似杆件的物件的强度、刚度和稳定性等问题，为工程设计选用材料和构件尺寸提供依据。 材料的力学性能：如材料的比例极限、屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率、弹性模量、横向变形因数、硬度、冲击韧性、疲劳极限等各种设计指标。它们都需要用实验测定。 构件的承载能力：强度、刚度、稳定性。 构件：机械或设备，建筑物或结构物的每一组成部分。 强度：构件抵抗破坏（断裂或塑性变形）的能力。 所有的机械或结构物在运行或使用中，其构件都将受到一定的力作用，通常称为构件承受一定的载荷，但是对于构件所承受的载荷都有一定的限制，不允许过大，如果过大，构件就会发生断裂或产生塑性变形而使构件不能正常工作，称为失效或破坏，严重者将发生工程事故。如飞机坠毁、轮船沉没、锅炉爆炸、曲轴断裂、桥梁折断、房屋坍塌、水闸被冲垮，轻者毁坏机械设备、停工停产、重者造成工程事故，人身伤亡，甚至带来严重灾难。工程中的事故屡见不鲜，有些触目惊心，惨不忍睹……因此必须研究受载构件抵抗破坏的能力——强度，进行强度计算，以保证构件有足够的强度。 刚度——构件抵抗变形的能力。 当构件受载时，其形状和尺寸都要发生变化，称为变形。工程中要求构件的变形不允许过大，如果过大构件就不能正常工作。如机床的齿轮轴，变形过大就会造成齿轮啮合不良，轴与轴承产生不均匀磨损，降低加工精度，产生噪音；再如吊车大梁变形过大，会使跑车出现爬坡，

10材料力学课程教案第16次课

7-2选择题： 1）矩形截面简支梁如图题7-2图(1)所示，横截面上各点的应力状态正确的是 。 2）梁的受力情况如题7-2图(2)所示，试从单元体图中找出与梁上各点相对应的单元体。点A ，点B ，点C ，点D 。 3）题7-2图(2)所示单元体属于 应力状态。 (A) 单向 (B) 二向 (C)三向 (D)纯剪切 4）若题7-2图(3)所示单元体处于单向应力状态，则x σ、y σ、 xy τ三者的关系为 。 (A) 22xy y x τσσ= (B) xy y x τσσ=2 (C) xy x y τσσ=2 (D)y x xy σστ±= 5）如题7-2图(5)所示单元体。若GPa 200=E ，3.0=ν，则其最大线应变为 。 (A) 610720-?； (B) 610360-?； (C) 610240-?； (D) 610480-?。 6）矩形截面悬臂梁受力如题7-2图(6)所示，从1-1截面A 点处截取一单元体，该单元体上的应力情况为 。 7）矩形截面悬臂梁受力如题7-2图(7)所示，固定端截面的下角点A 与形心C 的应力状态分别为 和 。 (A)单向拉伸； (B)单向压缩； (C)双向拉伸； (D)纯剪切。 8）题7-2图(8) 所示A 、B 两点的应力状态，已知两点处的主拉应力相同，则B 点=τ 。 (A)20MPa ； (B) 27.2MPa ； (C) 40MPa ； (D) 60MPa 。 9）题7-2图(9) 所示单元体的三个主应力分别为σ1= ，σ2= ，σ3= 。 (A)0； (B) 10MPa ； (C) 20MPa ； (D) -10MPa 。 题7-2图(1) (A) (B) (C) (D) (E) 题7-2图(2) Pa 题7-2图(3) 题7-2图(4) 题7-2图(5) 题7-2图(6)

重庆大学材料力学教案b动荷载

第十五章动荷载 一、教学目标和教学内容 1．教学目标 通过本章学习，唤起学生对动荷载问题的注意。 让学生知道动荷载问题的两个方面，目前应当掌握在较简单的工程问题中，动荷载引起杆件的应力、应变和位移的计算。对于材料在动荷载下的力学行为，以后根据工作的需要再进一步补充学习。 让学生掌握动荷载问题的基本知识，如杆件作等加速运动时的应力计算，作等速旋转圆盘的应力分析，简单的自由落体冲击和水平冲击，以及循环应力问题的有关概念。 能够深刻认识动荷系数概念，并能够熟练地进行杆件作等加速运动时的应力计算，作等速旋转圆盘的应力分析，完成简单的自由落体冲击和水平冲击的计算。 2．教学内容 介绍杆件作等加速运动拉伸、压缩及弯曲时的应力计算。 介绍等角速度旋转的动荷应力计算。 讲解简单冲击时，能量守恒的基本方程，分别导出自由落体冲击和水平冲击时的动荷系数公式，及杆件经受冲击时的应力计算公式。 二、重点难点 重点：建立三类动荷载概念。 掌握杆件作等加速运动时的应力计算。 作等速旋转圆盘的应力分析。 简单的自由落体冲击和水平冲击问题的计算 难点：对动静法和动荷系数的理解。 对于动荷载问题与静荷载问题的联系与区别。 在简单冲击问题中，被冲击杆件冲击点的相应静荷位移的理解和计算，特别是水平冲击时的静荷位移的理解和计算。 三、教学方式 采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。 四、建议学时 3学时 五、讲课提纲 1、概述 前面研究了静荷载作用下的强度、刚度和稳定性问题。所谓静荷载（Static Load）是指构件所承受的荷载从零开始缓慢地增加到最终值，然后不再随时间而改变。这时，构件在变形过程中各质点的加速度很小，加速度对变形和应力的影响可以忽略不计。当荷载引起构件质点的加速度较大，不能忽略它对变形和应力的影响时，这种荷载就称为动荷载（Dynamic Load）。 构件在动荷载作用下产生的应力和变形分别称为动应力（Dynamic Stress）和动变形（Dynamic Deformation）。实验表明，在静荷载下服从胡克定律的材料，

大学课程材料力学公式(全)

第一章 绪论和基本概念 应力（全应力）：2 P 正应力：σ 切应力：τ 222τσ+=P 线应变：l l dx du //x ?==ε 切应变：角度的改变量α 只受单向应力或纯剪的单元体：胡克：εσ?=E 剪切胡克：r G ?=τ ()E G =+ν12 第二章 杆件的内力分析 轴力N F ：拉力为正 扭矩T ：右手螺旋，矢量方向与截面外法线方向一致为正 剪力S F ：顺时针方向转动为正 外力偶矩：()m N N P ·/9549m = ()m N N P ·/7024m = （K N /马力） 第三章 截面图形的几何性质 静矩：?= A x ydA S 若C 为形心[质心]：A S X C /y = 组合截面图形形心坐标计算：∑∑===n i i n i ci i C A y A y 1 1 / 惯性矩：?= A x dA y I 2 惯性积：? =A xy xydA I 包括主轴在内的任意一对正角坐标0=xy I 对O 点的极惯性矩：()y x A A P I I dA y x dA I +=+== ??2 22ρ 实心圆：32/224 d I I I P y x π=== 圆环：( )64/-1224 4 απD I I I P y x === D d /=α 平行四边/三角形：12/3bh I x = 平行移轴公式：A b I I xc x ?+= A ab I I xcyc xy ?+= 转轴公式（逆转α）：()() αα2s i n 2/2c o s 2/1xy y x y x x I I I I I I --++= ()() αα2sin 2/2cos 2/1xy y x y x y I I I I I I +--+= () αα2cos 2sin 11xy y x y x I I I I +-= 求主轴：000=y x I ()y x xy I I I --=/22tan 0α ()[]2//2a r c t a n 0y x xy I I I --=α

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第10章动载荷 10.1 复习笔记 本章节的主要研究内容是构件作匀加速运动时，或受到作匀加速运动的物体作用时，以及构件受到冲击时的应力和变形计算。 静载荷：载荷由零平缓地增加到最终值，且之后载荷值再也不变化。 动载荷：随时间明显变化的载荷，即具有较大加载速率的载荷。 一、动静法的应用 动静法是将动力学问题转化为静力学问题的方法，来自于达朗贝尔原理：假想地在做加速运动的质点系上的每一个质点上施加惯性力，使原力系与惯性力系组成平衡力系。质点上的惯性力等于该质点质量m与其加速度a的乘积，惯性力方向与加速度反向。 对于匀加速平动杆件或者匀角加速转动杆件，使用动静法作动应力分析的一般步骤：（1）求出动荷系数K d； （2）按静载荷求解应力σst、变形Δst等； （3）将所得结果乘以动荷系数K d可得动载荷作用下的动应力和变形分别为 σd＝K dσst Δd＝K dΔst 二、杆件受冲击时的应力和变形 1．求解杆件受冲击问题时的基本假设 （1）不计冲击物的变形；

（2）冲击前后，冲击物与杆件构成的系统机械能守恒； （3）构件材料服从胡克定律。 2．常见几种情况下的动荷因数 （1）自由落体 图10-1-1 如图10-1-1所示，在重物 P 从高度为h 处自由下落的冲击作用下，对杆件作动应力分 析时的动荷因数 其中，对于突然加载的情况，相当于物体自由下落高度h ＝0的情况，此时动荷因数K d ＝2，即杆件的应力和变形均为静载时的2倍。 （2）水平冲击 d 1K =

图10-1-2 如图10-1-2所示，设冲击物与杆件接触时的速度为v ，此时求解动载荷问题时的动荷因数 3．冲击韧性 材料的抗冲击能力用冲断试样所需的能量来表征。 冲击韧性的表达式为 式中，W 为重摆所做的功；A 为试样在缺口处的最小横截面面积；冲击韧性αK 的常用单位为J/cm 2。 ①冲击韧性是材料性能指标之一，αK 越大材料的抗冲能力越强。 ②一般塑性材料抗冲击能力高于脆性材料。 ③冲击韧性与试件的形状、尺寸、支撑条件等有关，且随温度降低而减小，表现为材料的冷脆现象。 K W A α=

材料力学教案

机械性能（硬度）实验教案 一、【实验教学目标】 知识目标： 1、了解硬度测定的基本原理及应用范围。 2、了解布氏、洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。 3、掌握布氏和洛氏硬度的测量范围及其测量步骤和方法； 4、掌握数据处理的方法 能力目标； 根据被检测材料正确选用标尺，掌握读数显微放大仪的读数方法情感目标： 1、通过材料硬度的检测，培养认真严谨的工作精神。 2、通过材料硬度的检测，培养学生规范的操作习惯。 安全目标： （1）确保人身安全。 （2）确保在试验过程中按照操作规程操作，确保人身、设备完好无损。 二、【教学重点】 布氏硬度与洛氏硬度的检测标尺选择方法 三、【教学难点】 读数显微镜读取布氏硬度的压痕尺寸及数据处理方法 四、【教学设计】 （1）通过对材料机械性能的知识回顾，引出材料硬度检测的途径。 （2）示范引导学生掌握硬度检测过程中应注意事项，硬度机的正确操作使用方法。 （3）学生分组4人一组进行试验，对试件试验数据学会查表确定硬度值。 （4）教师巡堂指导，及时发现问题，解决问题。 （5）归纳总结，促进学生对知识的掌握。 五、【实验仪器】 HB-3000B布氏硬度计，XRH-1500洛氏硬度计 六、【课时安排】

七、【教学过程】 实验引入（5分钟） 1、实验学习内容 ①硬度试验的物理意义和工程意义； ②布氏硬度和洛氏硬度的原理，适用范围；设备操作使用。 2、概述 金属的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下抵抗局部塑性变形、压痕或划痕的一种能力。硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，其耐磨性越高，材料产生塑性变形就越困难。另外硬度与其他机械性能（如强度指标σ b及塑性指标ψ和δ）之间有着一定的内在联系。所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义，故通常将硬度值作为衡量材料耐磨性的重要指标之一。 测量硬度值的方法很多，在机械工业中广泛采用静压入法来测定硬度，压入法又分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。 压入法硬度试验的主要特点是： ①实验时应力状态最软，（即最大切应力远远大于最大正应力）因而不论是塑性材料还是脆性材 料均能发生塑性变形。 ②金属的硬度与强度指标之间存在如下近似关系： σ b=K*HB 式中：σ b ——材料的抗拉强度值； HB——布氏硬度值 K——系数 退火状态的碳钢K＝0.34~0.36 合金调质钢K＝0.33~0.35 有色金属合金K＝0.33~0.53 ③硬度值对材料的耐磨性、疲劳强度等性能也有一定的参考价值，通常硬度值高，这些性能也 就好。在机械零件设计图纸上对机械性能的技术要求，往往只标注硬度值，其原因就在于此。 ④硬度测量后由于仅在金属表面局部体积内产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合于成品检

材料力学辅导

一绪论 （１）材料力学的对象：构件及其承载力 （２）构件及其承载力：强度――构件抵抗破坏的能力； 刚度――构件抵抗变形的能力； 稳定性――构件保持原来平衡形态的能力。 （３）材料力学的任务： 安全、经济（选择合适的材料、截面许可载荷） （４）变形固体及基本假设： 均匀、连续、各向同行同性假设（小变形假设） （理力中一些假设不适用） 小单元体性质

?整体性质 （５）弹性与塑性：去除外力，是否可以恢复 （６）研究范围：弹性范围内的小变形（可按原始尺寸计算平衡问题） （７）基本方法：截面法（截、取、代、平）……内力 （由外力引起。构件内部各部分间相互作用的力） （８）应力：截面内某点的内力集度（σ、τ正交），不是平均应力 应变：线应变、角应变 （９）杆件（纵向》横向）的基本变形形式

二 轴向拉伸与压缩 （一）基本知识点 轴向拉（压）的力学模型 构件特征： 等截面直杆 受力特征： 力作用线与轴线重合 变形特征： 轴线方向伸缩（横向、纵 向） 1 轴向拉伸（压缩）杆横截面上的内力 *内力 截面法 轴力 轴力符号（拉为正） 轴力图 2 轴向拉压杆横截面上的应力（距离杆 端一定距离之外）： A F σN 均布、拉为 正

3轴向拉压杆的强度 许用应力： []σA F σN ≤=max max 拉压杆的强度计算 4 轴向拉压杆斜截面上的应力 *斜截面应力 ασσα2 cos = αστα2sin 21= （α从x 轴逆转至外法线为正） *轴向拉压杆内的最大、最小应力 ： )90(0?= α 45=α ５轴向拉压杆的变形 *轴向拉压杆的变形：

纵向 l l l -=?1EA l F l N =? 仍称为胡克定律（EA 拉压刚度） l ?拉为正，压为负 — —弹性范围内小变形 ε =σE ——胡克定律 横向 b b b -=?1 b b ?=ε' (横向应变，负值) 泊松比 ε ε'-=εε'=μ，E σμ-=με-=ε' 轴向拉压杆的变形能 ６材料在拉压时的机械性能 *静拉伸试验 （1）低碳钢试件的拉伸

材料力学(本科)教学大纲

材料力学(本科)教学大纲 课程编号： 课程类型：专业基础课 课程教学：讲授 适用专业：土木工程及相关专业 授课总学时：90学时（5学分） 一、课程的性质、作用和任务 材料力学是一门技术基础课。通过本门课程的学习，要求学生对杆件的受力分析、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，初步的力学建模及对简化模型近似性评估的能力，一定的定性与定量分析能力和初步的实验能力。它的任务是在保证构件既安全适用又经济的前提下，为构件选择合适的材料，确定合理的的截面形状和尺寸，提供必要的计算方法和实验技术。它为学生学习结构力学、弹性力学等后继课程奠定基础，把它应用于工程，即可对杆类构件或零件进行强度、刚度和稳定性设计。 二、课程内容、基本要求及学时分配（总学时90） 第一部分绪论 讲授2 学时。 1、基本内容 材料力学的任务，变形固体的概念及其基本假设，外力，截面法，内力和应变的概念，位移和应变的概念，杆件变形的基本形式。 2、基本要求 1）理解外力、内力、应变等基本概念。 2）熟练掌握杆件变形的基本形式。 3、重点 力的基本概念及杆件变形的几种基本形式。 第二部分拉伸和压缩 讲授6 学时，习题课2 学时，试验2学时，共10学时。 1、基本内容 轴向拉、压概念，轴向拉压时横截面上的内力和应力，斜截面上的应力；许用应力及强度条件；轴向拉、压时的变形； 2、基本要求 1）了解许用应力及强度条件的概念。 2）掌握轴向拉压时横截面上的内力和应力，斜截面上的应力；虎克定律的应用条件。

3）掌握低碳钢的拉伸试验及其试验特点。 4）熟练掌握应力集中，安全系数等基本概念。 3、重点 轴向拉压时横截面上的内力和应力，斜截面上的应力。 第三部分剪切 讲授2学时。 1、基本内容 剪切的概念，纯剪切，剪应力互等定理，剪切虎克定律，剪切弹性模量。 2、基本要求 1）了解剪切的概念。 2）掌握纯剪切状态的受力特性，剪应力互等定理。 4）理解胡克定律的应用条件及适用范围。 3、重点 纯剪切状态的受力特性，剪应力互等定理。 第四部分扭转 讲授4 学时，习题课2 学时，试验2学时，共8 学时。 1、基本内容 扭转的概念，外力偶矩的计算，扭矩和扭矩图；圆轴扭转时的应力和变形，强度和刚度条件；抗扭刚度，极惯性矩，抗扭截面模量。 2、基本要求 1）理解扭转的概念。 2）会计算外力偶矩，扭矩和扭矩图；圆轴扭转时的应力和变形。 3）熟练掌握强度和刚度的校核计算。 4）了解抗扭刚度，极惯性矩，抗扭截面模量。 3、重点 扭矩和扭矩图；圆轴扭转时的应力和变形。 第五部分平面图形的几何性质 讲授2学时，习题课0 学时，共2 学时。 1、基本内容 静矩，轴惯性矩，惯性积和惯性半径；平行移轴公式；转轴公式；组合图形的惯性矩和惯性积的计算；主形心轴和形心惯性矩。 2、基本要求 1）了解组合图形的惯性矩和惯性积的计算。 2）会求静矩，轴惯性矩，惯性积和惯性半径；平行移轴公式；转轴公式。

材料力学教案

第一章绪论及基本概念 一、教学目标和教学内容 教学目标：明确材料力学的任务，理解变形体的的基本假设，掌握杆件变形的基本形式。教学内容： ○1材料力学的特点 ○2材料力学的任务 ○3材料力学的研究对象 ○4变形体的基本假设 ○5材料力学的基本变形形式 二、重点难点 构件的强度、刚度、稳定性的概念；杆件变形的基本形式、变形体的基本假设。 三、教学方式 采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。 四、建议学时 0.5学时 五、讲课提纲 1、材料力学的任务 材料力学是研究构件强度、刚度和稳定性计算的学科。 工程中各种机械和结构都是由许多构件和零件组成的。为了保证机械和结构能安全正常地工作，必须要求全部构件和零件在外力作用时具有一定的承载能力，承载能力表现为1.1强度是指构件抵抗破坏的能力。构件在外力作用下不被破坏，表明构件具有足够的强度。 1.2刚度是指构件抵抗变形的能力。构件在外力作用下发生的变形不超过某一规定值，表明构件具有足够的刚度。 1.3稳定性是指构件承受在外力作用下，保持原有平衡状态的能力，构件在外力作用下，能保持原有的平衡形态，表明构件具有足够的稳定性。 1.4材料力学的任务：以最经济为代价，保证构件具有足够的承载能力。通过研究构件的强度、刚度、稳定性，为构件选择合适的材料、确定合理的截面形状和尺寸提供计算理论。2、材料力学的研究对象：可变形固体 ?均匀连续性假设: 假设变形固体内连续不断地充满着均匀的物质，且体内各点处的力学性质相同。 ?各向同性假设: 假设变形固体在各个方向上具有相同的力学性质。 ?小变形假设: 假设变形固体在外力作用下产生的变形与构件原有尺寸相比是很微小的，称“小变形”。在列平衡方程时，可以不考虑外力作用点处的微小位 移，而按变形前的位置和尺寸进行计算。 3、杆件的几何特征 3.1轴线：截面形心的连线 3.2横截面：垂直于轴线的截面 3.3杆的分类： 4、杆件变形的基本形式 杆件在不同受力情况下，将产生各种不同的变形，但是，不管变形如何复杂，常常是四种基本变形（轴向拉压、剪切、扭转、弯曲）或是它们的组合。

材料力学教学计划

《材料力学》教学计划 一、课程性质与任务： 课程性质：材料力学是变形固体力学入门的学科基础课，用以培养学生在工程设计中有关力学方面的设计计算能力，本课程主要研究工程结构中构件的承载能力问题，通过揭示构件的强度、刚度和稳定性问题的基本概念及必要的基础知识，培养学生解决问题的能力；以理论分析为基础，培养学生的实验动手能力；发挥其它课程不可替代的综合素质教育作用。 课程任务：其主要任务是培养学生： 1．树立正确的设计思想，理论联系实际，解决好经济与安全的矛盾，具备创新精神； 2．全面系统地了解构件的受力变形、破坏的规律； 3．掌握有关构件设计计算的基本概念、基本理论、基本方法及其在工程的应用 4．能将一般构件抽象出力学简图，进行外力分析、内力分析、应力分析、应变分析、应力~应变分析； 5．掌握材料的力学性能的原理和方法，具有进行实验研究的初步能力； 6．在满足强度、刚度、稳定性的前提下，以最经济的代价，为构件选择合适的形状，设计合理的界面形状和尺寸，为设计提供计算依据； 7．了解材料力学的新理论，新方法及发展趋向； 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的认识。 2．能熟练地做出杆件在基本变形下的内力图，进行应力和位移、强度和刚度计算。 3．掌握应力状态理论，掌握组合变形下杆件的强度计算。 4．掌握简单静不定问题的求解方法。 5．了解能量法的基本原理，掌握一种计算位移的能量方法。 6．了解压杆的稳定性概念，会计算轴向受压杆的临界力与临界应力。 7．了解低碳钢和灰口铁的基本力学性能及其测试方法。 8. 掌握电测实验应力分析的基本原理和方法。 三、各章节内容： 第一章绪论 教学目的与要求 1. 了解构件的强度、刚度和稳定性的概念。 2. 明确材料力学的课程的地位和任务。 3. 理解变形固体的基本假设、条件及其意义。 4. 明确内力的概念初步掌握用截面法计算内力的方法。 5. 建立正应力、切应力、线应变、切应变的基本概念。 6. 了解杆件四种基本变形的受力的特点和变形特点。 教学内容 材料力学的任务、同相关学科的关系，变形固体的基本假设、主要研究对象、研究方法、截面法、内力、应力、和应变的概念，基本变形。

刘鸿文《材料力学》学习辅导书(扭 转)【圣才出品】

第3章 扭 转 3.1 复习笔记 扭转是杆件的基本变形之一，它是由大小相等，方向相反，作用线都垂直于杆轴的两个力偶引起的，表现为杆件的任意两个截面发生绕轴线的相对转动。 一、外力偶矩的计算和扭矩及扭矩图 1．外力偶矩的计算公式 式中，P 为轴的输入功率；n 为转速。 2．扭矩T （1）扭矩计算 利用截面法，根据静平衡条件求得。 （2）符号规定 若按右手螺旋法把T 表示为矢量，当矢量方向与截面的外法线方向一致时，T 为正；反之为负。 3．扭矩图 表示各截面上扭矩沿轴线变化情况的图线，即用平行于杆轴线的坐标x 表示横截面的位 {}{}{}kW e N m r min 9549 P M n =

置；用垂直于杆轴线的坐标T表示横截面上的扭矩。 提示：正的扭矩画在x轴上方，负的扭矩画在x轴下方。 二、纯剪切 1．薄壁圆筒（δ≤r/10）扭转时的切应力 图3-1-1 横截面应力特征： 横截面无正应力，只有切应力，且切应力均匀分布，与半径垂直，指向与扭矩的方向一致，如图3-1-1所示。 切应力计算公式： 2．切应力互等定理 2 2 e M r τ πδ =

单元体相互垂直的两个平面上，切应力必然成对存在，且数值相等，都垂直于两个平面的交线，方向则共同指向或共同背离这一交线。 3．剪切胡克定律 （1）纯剪切 若单元体的各个侧面上只有切应力并无正应力，这种情况称为纯剪切。 （2）切应变 对于长为l 的圆筒，两端相对扭转角为φ，则切应变γ＝r φ/l 。 （3）剪切胡克定律 当切应力不超过材料的剪切比例极限时，切应变与切应力成正比，即τ＝G γ，其中，G 为材料的切变模量。 （4）弹性常量间关系 对于各向同向材料，弹性模量E 、泊松比μ、切变模量G 三者之间的关系为 4．剪切应变能 在应力小于剪切比例极限的情况下，单位体积内的剪切应变能密度为 上述公式主要用于线弹性范围内纯剪切应力状态下剪切应变能密度的计算。 () 21E G μ= +2 122νG εττγ==

《材料力学》教学大纲

《材料力学》教学大纲 一、课程的基本信息 课程名称：《材料力学》 英文名称：Mechanics of Materials 课程性质：专业教育必修课 课程编号：O131005 所属系部：机电工程学院 周学时：3学时 总学时：51学时（含实验6课时） 学分：2.5学分 教学对象（本课程适合的专业和年级）：机械设计制造及其自动化（本科3+2），12 级 预备知识： 《高等数学》，《理论力学》。 课程在教学计划中的地位作用： 本课程是为大学工科本、专科学生而开设的专业基础课。 教学方式：讲授/实验 课程教材：刘鸿文《材料力学》高等教育出版社，2011年第5版 参考书目： 单辉祖《材料力学》高等教育出版社，第2版 孙训方《材料力学》高等教育出版社，第4版 编写日期：2012年9月制定 二、课程的目的与任务 材料力学是机械类专业的一门主干课程。本课程的教学目的与任务是使学生对杆件的强度、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以及一定的分析能力和初步的实验能力．培养学生的力学素质和定性、定量分析能力，为学生学习相关专业课程及进行结构设计和科学研究奠定良好的基础。 三、课程内容及学时分配

第一章绪论 2 第二章拉伸、压缩与剪切7 第三章扭转 6 第四章弯曲内力 6 附录I 平面图形的几何性质 4 第五章弯曲应力 6 第六章弯曲变形 4 第七章应力和应变分析、强度理论 6 第八章组合变形 2 第九章压杆稳定 2 实验实验 6 合计51 第一章绪论 材料力学的任务与研究对象材料力学的基本假设杆件变形的基本形式。 内力截面法应力概念应变概念。 第二章拉伸、压缩与剪切 拉压杆的内力—轴力轴力图拉压杆的应力变形胡克定律材料在拉压时的力学性能安全系数许用应力强度条件简单拉压超静定问题剪切与挤压的实用计算。 第三章扭转