羅錦潔

(重慶三峽學院機械學院，重慶 400000)

?

《材料力學》課程教學要求初探

羅錦潔

(重慶三峽學院機械學院，重慶 400000)

摘要：材料力學作為高等工科學校一門重要的專業(yè)技術基礎課，與我們實際的生產(chǎn)活動緊密相關，本文從材料力學任務要求、學習的目的，對課程的主要內(nèi)容的掌握，課程實驗教學對材料力學課程教學要求進行初步探索。

關鍵詞：材料力學；教學；實驗；探索

材料力學是研究構件在外力作用下產(chǎn)生的應變、應力、強度、剛度、穩(wěn)定和導致各種材料破壞的極限，材料力學是高等工科學校一門很重要的專業(yè)技術基礎課，它與機械、土建、交通水利等工程密切相關，在基礎課與專業(yè)課之間起著橋梁作用。

無論是日常生活中的桿件，還是機械中常見的桿件，只要它們受力，就存在變形和斷裂的問題。研究單根桿件的變形或斷裂問題，考察如何設計桿件當受力時不會發(fā)生過大的變形、失穩(wěn)、破壞，用盡可能少的材料來滿足要求，這就是材料力學的任務，學習材料力學知識，可以培養(yǎng)學生對工程設計中構件的承載能力具有明確的基本概念、必要的基礎知識，熟練的計算能力和初步的實驗分析能力[1]。了解新的科研成果、新技術，初步掌握現(xiàn)代計算技術及試驗技術，研究的內(nèi)容包括構件的強度、剛度及穩(wěn)定性問題，實驗分析構件所用材料的力學性質(zhì)，為構件的設計提供理論基礎和計算方法。培養(yǎng)學生具有一定的計算能力、理論分析和實驗分析能力，為學生學習后續(xù)課程和工程技術提供必要的力學基礎，加強學生的抽象思維能力和科學的世界觀，培養(yǎng)學生的工程觀點和解決問題的能力。

材料力學的任務要求，首先應該樹立正確的設計思想，理論聯(lián)系實際，解決好經(jīng)濟與安全的矛盾，具備創(chuàng)新精神；全面系統(tǒng)地了解構件的受力變形、破壞的規(guī)律；掌握有關構件設計計算的基本概念、基本理論、基本方法及其在工程中的應用；將一般構件抽象成力學簡圖，進行外力分析、內(nèi)力分析、應力分析、應變分析、應力應變分析；掌握測定材料力學性能的原理和方法，具有進行實驗研究的初步能力；在滿足強度、剛度和穩(wěn)定性的前提下，以最經(jīng)濟的代價，為構件選擇合適的材料，設計合理的截面形狀和尺寸，為構件設計提供計算依據(jù)；了解材料力學的新理論，新方法及發(fā)展趨向。

材料力學的主要內(nèi)容[2]，(1)緒論內(nèi)容包括材料力學的任務和研究對象，變形固體的基本假設，內(nèi)力、截面法，應力的概念，線應變和剪應變，桿件變形的基本形式。(2)軸向拉伸和壓縮：基本概念和實例，截面法、軸力和軸力圖，直桿橫截面和斜截面上的應力，最大剪切應力，低碳鋼和鑄鐵的拉伸試驗及拉伸時材料的力學性質(zhì)，低碳鋼和鑄鐵的壓縮試驗及壓縮時材料的力學性質(zhì)，許用應力，強度條件，圣維南原理，軸向拉伸和壓縮時的變形，應變能、比能；應力集中的概念，簡單拉壓靜不定問題。(3)扭轉和剪切：扭轉的概念和實例，扭矩和扭矩圖，薄壁圓筒扭轉時的應力和變形，純剪切、剪切虎克定律、剪應力互等定理，圓軸扭轉時的應力和變形，強度和剛度條件，扭轉時的彈性應變能，密圈彈簧的應力和變形，非圓截面扭轉的概念，剪切的概念、實例，剪切、擠壓的實用計算。(4)彎曲強度與變形：平面彎曲的概念和實例，梁的計算簡圖、剪力、彎矩及其方程，剪力圖和彎矩圖，彎矩、剪力和分布載荷集度的關系及其應用，純彎曲時的正應力公式，彎曲正應力的強度計算，矩形截面梁和工字形截面梁的剪應力，彎曲剪應力的強度計算，提高彎曲強度的措施，彎曲中心的概念，梁的撓曲線及其近似微分方程，用積分法求梁的撓度和轉角，根據(jù)疊加法求梁的撓度和轉角，梁的剛度校核，提高彎曲剛度的措施，梁彎曲時的變形能。(5)應力狀態(tài)和強度理論：應力狀態(tài)、主應力和主平面的概念，平面應力狀態(tài)下的應力分析-解析法和圖解法，三向應力狀態(tài)基本概念，平面應力狀態(tài)下的應變分析，廣義虎克定律，強度理論的概念，材料破壞形式，四種常用強度理論、莫爾強度理論。(6)組合變形與強度計算：組合變形的概念和實例，斜彎曲時的應力和強度計算，拉伸(壓縮)與彎曲組合時的應力和強度計算，扭轉與彎曲組合時的應力和強度計算。(7)壓桿穩(wěn)定：彈性平衡穩(wěn)定性的概念，細長壓桿臨界力的歐拉公式，桿端不同約束的影響、長度系數(shù)，壓桿的柔度，歐拉公式的適用范圍，經(jīng)驗公式、臨界應力總圖，壓桿的穩(wěn)定計算，提高壓桿穩(wěn)定性的措施。(8)動載荷與疲勞強度：虛功原理，單位力法，莫爾定理，計算莫爾積分的圖形互乘法，卡氏定理，互等定理，動靜法應用，能量法解沖擊問題，提高桿件抗沖擊能力的措施交變應力下材料的疲勞破壞，交變應力參數(shù)，持久極限和影響因素，對稱循環(huán)的疲勞強度校核，疲勞限圖、非對稱循環(huán)的疲勞強度校核，提高構件疲勞強度的主要措施。

材料力學的基本實驗包括拉伸與壓縮實驗、扭轉實驗、純彎曲正應力測定、組合變形桿件主應力測定，提高性實驗包括沖擊試驗和疲勞試驗，要求會對一些材料的基本常用力學性能指標進行測定，對根據(jù)假設導出的理論公式加以驗證，實驗應力的初步分析，掌握所用儀器設備的操作規(guī)程及熟練使用儀器設備，進行數(shù)據(jù)采集及分析，根據(jù)理論知識與實驗應用實驗誤差的分析，觀察實驗過程中各種物理現(xiàn)象，實驗課是本課程的實踐環(huán)節(jié)，其作用是通過這樣一組實踐教學環(huán)節(jié)的實施，加強對材料力學的工程概念，了解這門課程與工程實際的緊密關系，培養(yǎng)、鍛煉學生的創(chuàng)新思維和科研能力，大量與材料力學相關的產(chǎn)品和科研成果作為材料力學實驗實踐教學的內(nèi)容，通過參觀圖片實物、實驗演示以及學生自己觀察、分析和動手實踐達到實驗的目的。

參考文獻：

[1]羅劍平，董明會.材料力學課程教學方法改革探討[J].白城師范學院學報，2012.03.

[2]單輝祖.材料力學[M].北京：高等教育出版社，2009.

中圖分類號:G642.0

文獻標志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)06-0220-01