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材料力学(机械类)

主讲教师:楼力律

教师团队:共7

  • 楼力律
  • 周建方
  • 胡友安
  • 张迅炜
  • 谢智雄
  • 蔡伟
  • 王磊
学校: 河海大学
开课院系: 机电工程学院
开课专业: 机械工程、金属材料工程、能源与动力工程
课程负责人: 楼力律
课程英文名称: Mechanics of Materials
学分: 3.5
课时: 56
课程介绍
材料力学是工科大学生的一门重要的技术基础课。它既是各门后续力学课程的理论基础,又是一门具有完整体系并继续发展着的独立的学科,而且在机械、金属材料、热能与动力等许多工程技术领域中有着广泛的应用。  
本课程的教学内容主要包括:构件在轴向拉伸与压缩、剪切、扭转和弯曲变形时的强度与刚度问题的分析计算方法;构件在组合变形时的强度与刚度问题的分析计算方法;构件在受压时稳定性问题的分析计算方法;材料的基本力学性能及相关实验测试方法等。
教师团队

楼力律

职称:副教授

单位:河海大学

部门:机电工程学院

职位:机电工程学院力学教研室主任

周建方

职称:教授

单位:河海大学

部门:机电工程学院

胡友安

职称:教授

单位:河海大学

部门:机电工程学院

张迅炜

职称:讲师

单位:河海大学

部门:机电工程学院

谢智雄

职称:副教授

单位:河海大学

部门:机电工程学院

蔡伟

职称:副教授

单位:河海大学

部门:机电工程学院

王磊

职称:高级实验师

单位:河海大学

部门:机电工程学院

课程培养能力

课程为本专业学生获得以下的知识和能力提供支撑

1-2掌握力学、热学和材料学的基础知识,并能对复杂机械工程问题的解决方案进行分析,并尝试改进。[H]

2-2能够正确认识复杂工程问题解决方案的多样性,并能通过文献研究寻求机械工程中的复杂工程问题的解决方案及其可替代方案。[H]

3-2能够在设计环节中考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素,并通过技术经济评价对设计方案的可行性进行研究。[H]

4-1掌握复杂机械系统的测试及实验方法,包括力、变形、运动、热等的测试方法和手段,掌握相关的基本原理。[M]

课程目标

通过本课程的学习,要求

(1) 掌握杆、轴、梁等构件的内力分析、应力分析和变形分析的理论基础和计算方法,能够正确计算基本变形条件下的杆类构件的内力、应力和变形;掌握压杆稳定的基本理论,并能正确计算受压杆件的临界载荷;掌握简单的超静定、动载荷、交变应力等的基本理论和计算方法,能够正确计算简单的超静定问题和动载荷、交变应力问题。

(2) 掌握强度、刚度、稳定性的概念,掌握基本变形条件下的强度、刚度、稳定性设计准则,在满足构件安全的前提下,考虑经济因素,利用许用应力法对杆件进行截面设计、材料选择、强度校核、许可载荷的确定,能够利用简化的强度条件,对工程中的连接件进行强度设计。

(3) 掌握应力状态分析的基本理论和方法,能够通过解析方法和图解方法计算单元体不同方位的应力、主应力。掌握强度理论,能根据不同的失效形式,选择合理的强度理论对构件失效进行分析。掌握组合变形条件下的构件应力、变形计算,并利用正确的强度理论对其进行截面设计、强度校核、许可载荷的确定,并能够判定和选择提高杆件承载能力的措施。

(4) 掌握金属材料,特别是Q235和铸铁的力学性能,并能通过金属材料试验确定材料的力学性能参数。

(5) 初步掌握应变电测技术,能够通过应变电测方法验证纯弯曲梁上的正应力分布关系,测定组合变形条件下的构件截面上各点的应力,并对其进行分析。

课程实验

本课程安排6学时的课程实验。

n 实验1:金属材料力学性能测定(2学时):本实验要求学生至少完成低碳钢、铸铁的拉伸试验,可选做低碳钢、铸铁的压缩试验。

n 实验2:纯弯曲正应力测定 (2学时):本实验要求学生通过应变电测技术测定并验证纯弯曲梁横截面上的正应力分布,实验应在完成第六章应变电测内容的讲授前提下进行,教师可根据实际教学进度,适当将应变电侧的知识点提前到第三章完成。

n 实验3:弯扭组合变形时的应力测定:要求学生通过应变电测技术,理解并搭建半桥、全桥电路进行弯扭组合变形时横截面上的应变、应力测定,并利用应力状态分析,测定主应力,与理论值进行验证,并分析误差。

实验报告应包括实验目的、实验原理、原始数据、数据分析、误差分析、思考题等内容。

考核方式(线下)
                                       
 

成绩组成

 
 

考核/评价环节

 
 

分值

 
 

考核/评价细则

 
 

对应的课程目标

 
 

作业成绩

 

20%

 
 

平时作业

 
 

20

 
 

课后完成60-80个习题,主要考核学生对每节课知识点的复习、理解和掌握程度,计算全部作业的平均成绩再按20%计入总成绩。

 
 

(1) (2) (3)

 
 

实验成绩10%

 
 

课程实验

 
 

10

 
 

完成3个实验,主要考核学生操作实验设备并对实验结果进行分析的能力。

 
 

(4) (5)

 
 

课内考试

 

70%

 
 

课内考试卷面成绩

 
 

70

 
 

试卷题型包括基本概念应用计算题和综合分析计算题,以卷面成绩的70%计入课程总成绩。

 

其中材料力学基础理论知识,针对课程目标(1)的考题分值不少于40%,构件强度、刚度、稳定性的设计、校核、许可载荷类综合分析题,针对课程目标(2) (3)的分值分别不少于20%15%

 
 

(1)(2)(3)(4)

 
参考教材

1.参考教材

n 周建方主编.材料力学(第二版).北京:机械工业出版社,2021

n 刘鸿文主编.材料力学I(第五版).北京:高等教育出版社,2014

n 刘鸿文主编.材料力学II(第五版).北京:高等教育出版社,2011

2.参考文献

n 孙训方等编.材料力学(第五版).北京:高等教育出版社,2013

n FerdinandP. BeerE. Russell Johnston, Jr.等主编.材料力学(翻译版,原书第6).北京:机械工业出版社,2015

n 清华大学材料力学教研室编.材料力学解题指导及习题集.北京:高等教育出版社,19841999重印)

课程其他说明

1、课外作业布置不少于十五次,作业习题量不少于60题;

2、成绩按照混合式课程,包括线上、实验、作业、考试综合评定。

学生必须按时上课,独立完成作业,遵守学术诚信原则。如果出现缺课学时超过课程总学时数的1/3或缺交作业达1/3以上等情况,将取消参加课内考试资格。

本课程为机电工程学院学科平台课程,是机械工程专业、金属材料工程专业、能源与动力工程专业的核心课程。

课程评价

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