课程编号: 22121310

课程名称： 材料力学I

英文名称： Mechanics of Materials

课程类型: 必修课

总 学 时： 90 ? ? ? ? ? 讲课学时：90 ? ? ? ? ? 实验学时：0

学　　分： 4.0

适用对象: 土木工程专业本科二年级学生

先修课程： 高等数学、理论力学

执 笔 人： 孟昭博 ? ? ? ? ? ? ? ? 审定人：崔诗才

一、课程性质、目的和任务

材料力学是变形固体力学的一个分支，它是土木工程专业必修的专业核心课程。通过材料力学的学习，要求学生对杆件的强度、刚度和稳定性等问题具有明确的基本概念和必要的基础知识，对常用材料的基本力学性能及其测定方法、电测试验应力分析的基本原理和基本方法有初步认识，使学生初步会用材料力学的理论和分析方法，解决一些简单的工程实际问题，为学习有关的后继课程打下初步基础。

二、课程教学和教改基本要求

通过本课程的学习，使学生明确认识材料力学的基本概念和基本分析方法，培养分析问题、推导计算、判断结果和自学查阅的能力；熟练地做出杆件基本变形时的内力图，进行应力和位移、强度和刚度计算；掌握应力状态分析方法和理论，掌握组合变形下杆件的强度计算；掌握简单超静定问题的求解方法；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；了解低碳钢和铸铁的基本力学性能及其测试方法；掌握电测实验应力分析的基本原理和方法。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。

三、课程各章重点与难点、教学要求与教学内容

（一）绪论

了解材料力学的任务与特点。理解变形固体的基本假设。掌握截面法、内力、应力、位移、变形和应变的概念，建立材料力学分析问题的思想。

（二）拉伸、压缩

掌握拉（压）杆的内力、应力、位移、变形和应变概念。掌握单向拉压的胡克定律，掌握材料的拉、压力学性能，了解测试方法。掌握强度条件的概念，会进行拉压强度和刚度计算。

（三）扭转

掌握纯剪概念，剪切胡克定律，切应力互等定理。掌握轴的内力，圆轴扭转应力和变形，建立强度和刚度条件，会进行扭转强度和刚度的计算。了解非圆截面杆扭转。

（四）弯曲应力

掌握平面弯曲内力，能够计算较复杂受载下的内力，利用载荷集度、剪力和弯矩间的关系画内力图。

掌握对称与非对称截面梁的弯曲正应力，弯曲切应力，会进行弯曲强度计算。知道弯曲理论的基本假设，了解提高弯曲强度的措施。

（五）梁弯曲时的位移

掌握弯曲变形有关概念，包括挠度、转角、挠曲线的微分方程，学会用积分法求弯曲变形和用叠加法求弯曲变形。会解简单的静不定梁。

（六）简单的超静定结构

理解超静定结构的特点；掌握简单超静定结构的解法。

（七）应力状态和强度理论

掌握平面应力状态下的应力分析方法，掌握三向应力状态下的主应力和最大切应力的概念。理解广义胡克定律并会熟练运用。理解常用强度理论及其应用。

（八）组合变形

掌握组合变形下杆件的强度计算，学会进行复杂受载下杆件强度的分析。熟悉剪切、挤压的概念和实用计算。

（九）压杆稳定

掌握稳定性概念，掌握轴向受压杆的临界力与临界应力、压杆的柔度的概念。学会进行压杆稳定性校核。

（十）考虑材料塑性的极限分析

掌握塑性变形的概念，掌握残余应力的概念和塑性极限分析的假设。掌握极限扭矩、极限弯矩、塑性铰的概念。

（十一）能量法

掌握应变能、余能的概念。熟悉卡式定理。学会用能量法解超静定问题。

四、各教学环节学时分配

章（或编）次	讲课	习题课	讨论课	其他	合计
绪论	4				4
拉伸、压缩	7	1			8
扭转	7	1			8
弯曲应力（含附录）	18	2			20
梁弯曲时的位移	6				6
简单的超静定结构	4				4
应力状态和强度理论	10	2			12
组合变形	8	2			10
压杆稳定	7	1			8
考虑材料塑性的极限分析	4				4
能量法	6				6
合计	81	9			90

五、课外习题及课程讨论

为了帮助学生掌握课程的基本内容，培养分析、解决问题的能力，建议结合所讲授的内容布置适量的习题（习题总量控制在100~120个左右）。课程讨论安排在每次实验课后进行，结合实验及课堂讲授内容，使学生加深对所学知识的理解，课程讨论不计入该课程的学时总数

六、作业与考核方式

本课程属于考试课。成绩考核方法：闭卷考试（满分100分）。

七、推荐教材和教学参考书

教 材：《材料力学》（第五版），孙训方编著，高等教育出版社，2009年。

参考书： 《材料力学》（第二版），单辉祖编著，高等教育出版社，2004年。

《材料力学》（第四版），刘鸿文编著，高等教育出版社，2004年。

八、说明

1.本教学大纲是土木工程专业的学生必须达到的最低要求。可根据基本要求，进行适量增减。

2.本大纲依据《高等学校土木工程专业本科教育培育目标和培养方案及课程教学大纲》（中国建筑工业出版社，2002年11月）及《威廉希尔体育土木工程专业本科教学方案》（2006）制定。