《材料力学》课程教学要求初探

罗锦洁

(重庆三峡学院机械学院，重庆 400000)



《材料力学》课程教学要求初探

罗锦洁

(重庆三峡学院机械学院，重庆 400000)

摘要：材料力学作为高等工科学校一门重要的专业技术基础课，与我们实际的生产活动紧密相关，本文从材料力学任务要求、学习的目的，对课程的主要内容的掌握，课程实验教学对材料力学课程教学要求进行初步探索。

关键词：材料力学；教学；实验；探索

材料力学是研究构件在外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限，材料力学是高等工科学校一门很重要的专业技术基础课，它与机械、土建、交通水利等工程密切相关，在基础课与专业课之间起着桥梁作用。

无论是日常生活中的杆件，还是机械中常见的杆件，只要它们受力，就存在变形和断裂的问题。研究单根杆件的变形或断裂问题，考察如何设计杆件当受力时不会发生过大的变形、失稳、破坏，用尽可能少的材料来满足要求，这就是材料力学的任务，学习材料力学知识，可以培养学生对工程设计中构件的承载能力具有明确的基本概念、必要的基础知识，熟练的计算能力和初步的实验分析能力[1]。了解新的科研成果、新技术，初步掌握现代计算技术及试验技术，研究的内容包括构件的强度、刚度及稳定性问题，实验分析构件所用材料的力学性质，为构件的设计提供理论基础和计算方法。培养学生具有一定的计算能力、理论分析和实验分析能力，为学生学习后续课程和工程技术提供必要的力学基础，加强学生的抽象思维能力和科学的世界观，培养学生的工程观点和解决问题的能力。

材料力学的任务要求，首先应该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；全面系统地了解构件的受力变形、破坏的规律；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中的应用；将一般构件抽象成力学简图，进行外力分析、内力分析、应力分析、应变分析、应力应变分析；掌握测定材料力学性能的原理和方法，具有进行实验研究的初步能力；在满足强度、刚度和稳定性的前提下，以最经济的代价，为构件选择合适的材料，设计合理的截面形状和尺寸，为构件设计提供计算依据；了解材料力学的新理论，新方法及发展趋向。

材料力学的主要内容[2]，(1)绪论内容包括材料力学的任务和研究对象，变形固体的基本假设，内力、截面法，应力的概念，线应变和剪应变，杆件变形的基本形式。(2)轴向拉伸和压缩：基本概念和实例，截面法、轴力和轴力图，直杆横截面和斜截面上的应力，最大剪切应力，低碳钢和铸铁的拉伸试验及拉伸时材料的力学性质，低碳钢和铸铁的压缩试验及压缩时材料的力学性质，许用应力，强度条件，圣维南原理，轴向拉伸和压缩时的变形，应变能、比能；应力集中的概念，简单拉压静不定问题。(3)扭转和剪切：扭转的概念和实例，扭矩和扭矩图，薄壁圆筒扭转时的应力和变形，纯剪切、剪切虎克定律、剪应力互等定理，圆轴扭转时的应力和变形，强度和刚度条件，扭转时的弹性应变能，密圈弹簧的应力和变形，非圆截面扭转的概念，剪切的概念、实例，剪切、挤压的实用计算。(4)弯曲强度与变形：平面弯曲的概念和实例，梁的计算简图、剪力、弯矩及其方程，剪力图和弯矩图，弯矩、剪力和分布载荷集度的关系及其应用，纯弯曲时的正应力公式，弯曲正应力的强度计算，矩形截面梁和工字形截面梁的剪应力，弯曲剪应力的强度计算，提高弯曲强度的措施，弯曲中心的概念，梁的挠曲线及其近似微分方程，用积分法求梁的挠度和转角，根据叠加法求梁的挠度和转角，梁的刚度校核，提高弯曲刚度的措施，梁弯曲时的变形能。(5)应力状态和强度理论：应力状态、主应力和主平面的概念，平面应力状态下的应力分析-解析法和图解法，三向应力状态基本概念，平面应力状态下的应变分析，广义虎克定律，强度理论的概念，材料破坏形式，四种常用强度理论、莫尔强度理论。(6)组合变形与强度计算：组合变形的概念和实例，斜弯曲时的应力和强度计算，拉伸(压缩)与弯曲组合时的应力和强度计算，扭转与弯曲组合时的应力和强度计算。(7)压杆稳定：弹性平衡稳定性的概念，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，压杆的柔度，欧拉公式的适用范围，经验公式、临界应力总图，压杆的稳定计算，提高压杆稳定性的措施。(8)动载荷与疲劳强度：虚功原理，单位力法，莫尔定理，计算莫尔积分的图形互乘法，卡氏定理，互等定理，动静法应用，能量法解冲击问题，提高杆件抗冲击能力的措施交变应力下材料的疲劳破坏，交变应力参数，持久极限和影响因素，对称循环的疲劳强度校核，疲劳限图、非对称循环的疲劳强度校核，提高构件疲劳强度的主要措施。

材料力学的基本实验包括拉伸与压缩实验、扭转实验、纯弯曲正应力测定、组合变形杆件主应力测定，提高性实验包括冲击试验和疲劳试验，要求会对一些材料的基本常用力学性能指标进行测定，对根据假设导出的理论公式加以验证，实验应力的初步分析，掌握所用仪器设备的操作规程及熟练使用仪器设备，进行数据采集及分析，根据理论知识与实验应用实验误差的分析，观察实验过程中各种物理现象，实验课是本课程的实践环节，其作用是通过这样一组实践教学环节的实施，加强对材料力学的工程概念，了解这门课程与工程实际的紧密关系，培养、锻炼学生的创新思维和科研能力，大量与材料力学相关的产品和科研成果作为材料力学实验实践教学的内容，通过参观图片实物、实验演示以及学生自己观察、分析和动手实践达到实验的目的。

参考文献：

[1]罗剑平，董明会.材料力学课程教学方法改革探讨[J].白城师范学院学报，2012.03.

[2]单辉祖.材料力学[M].北京：高等教育出版社，2009.

中图分类号:G642.0

文献标志码：A

文章编号：1671-1602(2016)06-0220-01