个人介绍
材料力学性能(2024秋)

主讲教师:东北大学 王磊

学校: 东北大学
开课院系: 材料与冶金学院
开课专业: 材料科学与工程
课程英文名称: Mechanical Properties of Materials
课程编号: 110400030
课时: 38
课程介绍
材料的强度和韧性系衡量结构材料优劣的首要指标,准确认知材料的强度、韧性与其微观组织结构状态的变化规律,科学地将其运用于工程实际,是材料设计与加工、机械设计和制造工作者之历史使命;亦为实现材料高效、安全、低耗、及环境友好应用之基础。 《材料的力学性能》作为材料科学与工程专业的必修课程,将传统的金属、陶瓷、高分子等三大材料以及复合材料有机地融为一体,将材料力学行为的微细观物理本质与力学行为的宏观规律有机结合,既强调材料强度与韧性的经典理论,又结合实际应用介绍本学科相关的一些新成就。力求通过本课程的学习,不但使学生可以深入了解材料的强化与韧化,而且为全面理解材料的力学行为、深入了解材料强韧化的意义和方法,无论对于研发新的材料,还是充分挖掘现有材料的潜力,以及保证结构材料的使用安全均具有重要的意义。
教学团队介绍

    《材料的力学性能》教学队伍中教师9名,其中教授4人,占44.4%;副教授3人,占33.3%;讲师2人,此外实验教师2名。教师与学生比为1/8。在年龄结构上,51~55岁33.3%,40岁以下44.4%。在学历结构上,博士100%,职称结构、学历结构和年龄结构合理。在学缘结构上,具有非本校学位或具有国外学习/执教经历的占55.6%。

姓名

性别

出生年月

专业技

 职务

学科专业

在本课程中 
承担的工作

 

1961.08

 

材料学

课程负责人

杜林秀

1962.01

 

材料加工工程

主讲教师

 

1965.11

 

材料学

主讲教师

崔文芳

1963.11

 

材料学

主讲教师

 

1978.11

副教授

材料学

主讲教师

 

1975.10

副教授

材料学

主讲教师

 

1968.09

副教授

材料学

主讲教师

蓝慧芳

1981.11

 

材料加工工程

助讲教师

 

1983.06

 

材料学

助讲教师

教学内容

教学内容及基本要求:《材料的力学性能》是材料科学与工程专业本科生的一门必修课,本课程系统地讲授了在力或力和其它外界因素联合作用下材料的力学行为(变形和断裂)规律、各种力学性能的微观本质及力学性能指标的评价方法,从而使学生学会研发新型结构材料、挖掘现有材料的潜力、正确选择和使用材料、分析材料失效机理。

本课程地位 (作用)和任务

地位(作用): 本课程是材料科学与工程专业本科生的一门必修课。通过系统地课程讲授和实验,使学生了解各种力学性能指标的物理意义、变化规律及其评价方法,认识到在力或力和其它外界因素联合作用下材料的力学行为(变形和断裂)规律,从而掌握如何提高结构材料的强度(高效)和韧性(安全),为新材料的研发和材料的挖潜、正确选择和使用材料、分析材料失效行为等奠定基础。

任务:(1)学习材料的力学性能与组织结构之间的内在联系; (2)了解材料的强化、韧化途径及提高各种力学性能的方法。

课程教学的有关说明

      本课程课内外学时比例:1:1(讲授与实验课为课程内学时,其他为课程外学时); 平均周学时:4; 
      可对下述有关情况做出说明:

  1. 本课程自学内容及学时:要求学生课外必须保证至少38学时的自学时间,查找并阅读每一次课堂上老师所讲述内容的相关书籍。

  2. 课内习题课的安排及学时:在本课程制定的第三版教材及相应的参考教材上都有相关的习题,在课堂上占用授课学时讲解一些典型的习题,其余习题/思考题要求学生课外独立完成,有问题可以通过BB等讨论、向老师提问等形式解决,对于有典型的共性的习题,老师将则时在课堂上集中讲解。

  3. 利用现代化教学手段内容及学时:本课程由于受学时数限制, 32学时的讲授课全程采用多媒体教学。学时亦可登录东北大学教学平台BB,观看本课程相应的视频。

  4. 对学生能力培养的要求:由于采用多媒体教学法和受学时数的限制,每一次课的讲授内容非常多,要求学生具有良好的自学能力,做到课前预习、课后及时复习的习惯,发现问题及时通过教学平台讨论、与老师的交流解决。

参考教材

《Fracture Mechanics》, T. L. Anderson, CRC Press, 2002 
       《Strength and Toughness》, T. Kobayashi, Springer, 2004 
       《材料的力学性能》,郑修麟主编,西北工业大学出版社,2000年
       《金属物理学》第三卷 冯端 等著, 科学出版社,1999年
       《金属力学性质的微观理论》,哈宽富编著,科学出版社,1983年

实验课程教学大纲

一 教学实验目标与基本要求

    本实验目标在于使学生加深对材料力学性能理论的理解,掌握材料力学性能的研究方法和实验原理。启发学生自主设计实验方案,自己动手安装、设置实验设备,培养学生良好的科学研究习惯,培养科学研究和实践能力。

二 实验项目及教学安排

序号

实验项目

基本内容

实验

学时

每组

人数

实验

要求

实验

类型

1

缺口敏感性实验

缺口试样与光滑试样对比静拉伸;绘制拉伸曲线;分析缺口对力学性能影响。

2

56

必修

设计性

2

低温系列冲击实验

低温冲击;测定、计算冲击能量;绘制aK-T 曲线;求出韧性-脆性转变点Tc

2

56

必修

综合性 
研究性

3

断裂韧性(KIC)实验

预制疲劳裂纹;绘制载荷和裂纹开口处张开位移的关系曲线;测定平面应变断裂韧性KIC

2

56

必修

综合性

4

高温持久实验

高温恒力拉伸;断口分析;分析温度与应力对持久性能的影响。

2

56

必修

研究性

三 考核及评价

主要考查学生实际动手操作能力和对所学理论理解的深度。成绩按优、良、中、及格、不及格分为五级,根据以下四方面评定:
1、实验态度积极、认真、求实;
2、实验方案的科学性、合理性和可行性;
3、实验操作能力:实验数据采集,数据处理;
4、实验报告规范,运用所学理论对实验结果进行分析,误差来源、消除的方法,结论可信。

四 实验教材及参考书

1.《金属力学性能测试》,魏文光 ,科学出版社,1996
2.《工程断裂力学》,李洪升、周承芳, 大连理工大学出版社,1990
3.《断裂力学原理》,赖祖涵,冶金工业出版社,1989
4.《金属材料力学性能实验指导书》,俞肇元编, 2000

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.2 材料的拉伸性能
文档
.ppt
2024-07-25 4.41MB
1.3 材料在其他静载荷下的力学性能
文档
.ppt
2024-07-25 4.41MB
2.2 材料的弹性变形
文档
.ppt
2024-07-25 1.78MB
2.3 材料的塑性变形
文档
.ppt
2024-07-25 1.78MB
3.2 材料强韧化的重要性
视频
.mp4
2024-07-25 143.25MB
 
文档
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2024-07-25 4.59MB
3.3 均匀强化
视频
.mp4
2024-07-25 117.06MB
 
文档
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2024-07-25 4.59MB
3.4 非均匀强化
视频
.mp4
2024-07-25 169.75MB
 
文档
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2024-07-25 4.59MB
3.5 细晶强化
视频
.mp4
2024-07-25 120.22MB
 
文档
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2024-07-25 4.59MB
3.6 第二相强化
视频
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2024-07-25 196.70MB
 
文档
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2024-07-25 4.59MB
3.7 其他强化方法
文档
.ppt
2024-07-25 4.59MB
3.8 陶瓷材料的强化与韧化
视频
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2024-07-25 146.79MB
 
文档
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2024-07-25 4.59MB
3.9 高分子材料的强化与韧化
视频
.mp4
2024-07-25 110.60MB
 
文档
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2024-07-25 4.59MB
3.10 复合材料的强化与韧化
视频
.mp4
2024-07-25 47.57MB
 
文档
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2024-07-25 4.59MB
3.11 三大材料的强韧化比较
视频
.mp4
2024-07-25 61.97MB
 
文档
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2024-07-25 4.59MB
3.12 材料强韧化过程的力学计算
视频
.mp4
2024-07-25 54.35MB
 
文档
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2024-07-25 4.59MB
4.2 断裂分类及断裂强度
文档
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2024-07-25 3.47MB
4.3 材料的低温脆性
文档
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2024-07-25 3.47MB
5.2 断裂韧性的基本概念
文档
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2024-07-25 1.43MB
5.3 影响材料断裂韧性的因素
文档
.ppt
2024-07-25 1.43MB
6.2 疲劳现象及疲劳过程
文档
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2024-07-25 565.50KB
6.3 疲劳强度指标及影响疲劳性能的因素
文档
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2024-07-25 565.50KB
7.2 材料的蠕变及应力松弛
文档
.ppt
2024-07-25 369.50KB
7.3 热疲劳及应力松弛
文档
.ppt
2024-07-25 369.50KB
7.4 环境介质作用下材料的力学性能
文档
.ppt
2024-07-25 369.50KB
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