材料力学教案(全套)
材料力学教案
材料力学教案教案标题：材料力学教案教案目标：1. 理解材料力学的基本概念和原理。
2. 学习力学性能测试方法和实验技术。
3. 分析和解决材料力学问题。
教案步骤：步骤1：导入（5分钟）a. 引入材料力学的概念和重要性。
b. 激发学生对材料力学的学习兴趣。
步骤2：讲解基本概念（15分钟）a. 解释力学的基本原理和定义。
b. 介绍材料力学的相关概念，如力、应力、应变等。
c. 解释不同材料的力学性能和特征。
步骤3：示范实验（20分钟）a. 展示常见的材料力学实验仪器和装置。
b. 演示材料力学实验的步骤和操作技巧。
c. 强调实验安全和正确操作的重要性。
步骤4：实践练习（25分钟）a. 提供一些练习题，让学生应用所学知识解决问题。
b. 指导学生使用适当的公式和方法计算力学性能。
c. 鼓励学生分组合作，共同解决复杂问题。
步骤5：讨论和总结（10分钟）a. 引导学生讨论他们的解决方案和思路。
b. 提供反馈和建议，帮助学生改进解决问题的方法。
c. 总结本节课的重点和要点。
步骤6：作业布置（5分钟）a. 分发相关的阅读材料或作业题目。
b. 强调完成作业的重要性，并确定截止日期。
教案评估：1. 学生参与度：观察学生是否积极参与课堂活动和讨论。
2. 解决问题的能力：评估学生在练习和讨论中解决问题的能力。
3. 完成作业：评估学生是否按时完成作业，并分析其质量。
教学资源：1. 材料力学教材和参考书籍。
2. 材料力学实验仪器和装置。
3. 练习题和作业材料。
教学拓展：1. 引导学生进行小组研究项目，探索和应用材料力学的实际应用。
2. 组织学生参观相关的实验室或企业，了解材料力学的实际应用场景。
备注：以上教案是一个简化版本，可根据实际教学需要进行调整和补充。
32学时《材料力学》教案
目录
第1次课 (1)
第2次课 (4)
第3次课 (7)
第4次课 (9)
第5次课 (13)
第6次课 (16)
第7次课 (19)
第8次课 (22)
第9次课 (24)
第10次课 (27)
第11次课 (30)
第12次课 (33)
第13次课 (36)
第14次课 (39)
第15次课 (42)
第16次课 (45)
第1次课
第2次课
第3次课
第4次课
第5次课
第6次课
第7次课
第8次课
第9次课
第10次课
第11次课
第12次课
第13次课
第14次课
第15次课
第16次课
教学内容及要求：课程重难点分析、考试重难点分析、题型分析及考点分析、答疑。
要求学生按照重难点及考点进行复习。
教学重难点：教学重点是对课程重点及考试重点内容进行复习。
教学难点是弯曲内力、弯曲应力和弯曲变形的掌握以及重要知识点的理解。
教学组织：向学生说明考试的题型及分值分布情况，题型主要包含填空题、选择题、分析论述题、作图题和计算题等题型，其中填空题等客观题型主要考查学生对一些基本的概念及原理的理解和掌握情况，分析论述题、作图题和计算题主要考查学生对知识的掌握以及独立思考设计的能力。
课程思政：让学生理清重难点，制定好复习计划，培养学生分清主次关系，做事要有条有理、精益求精、自主学习和勇于进取的精神。
大学_材料力学教案
教学对象：大学本科一年级学生教学目标：1. 使学生掌握材料力学的基本概念、基本理论和基本方法；2. 培养学生运用材料力学知识解决实际工程问题的能力；3. 培养学生的创新思维和团队协作精神。
教学内容：1. 材料力学的基本概念和基本理论；2. 材料的力学性质；3. 拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲等基本变形；4. 强度、刚度和稳定性分析；5. 材料力学在工程中的应用。
教学重点：1. 材料的力学性质；2. 拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲等基本变形；3. 强度、刚度和稳定性分析。
教学难点：1. 材料力学基本理论的掌握；2. 复杂结构的强度、刚度和稳定性分析。
教学过程：一、导入1. 介绍材料力学的概念、研究内容和意义；2. 通过实际工程案例，引导学生思考材料力学在工程中的应用。
二、基本概念和基本理论1. 介绍材料力学的基本概念，如应力、应变、弹性模量等；2. 讲解材料力学的基本理论，如胡克定律、泊松比等。
三、材料的力学性质1. 介绍材料的力学性质，如强度、刚度、韧性等；2. 讲解材料力学性质的影响因素，如温度、湿度、载荷等。
四、基本变形1. 讲解拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲等基本变形的概念和计算方法；2. 通过实例分析，使学生掌握基本变形的计算方法。
五、强度、刚度和稳定性分析1. 介绍强度、刚度和稳定性的概念和计算方法；2. 讲解不同类型结构的强度、刚度和稳定性分析。
六、材料力学在工程中的应用1. 介绍材料力学在工程中的应用实例；2. 引导学生运用材料力学知识解决实际问题。
七、总结与作业1. 总结本节课的重点内容；2. 布置课后作业，巩固所学知识。
教学评价：1. 课堂表现：观察学生的课堂参与度、提问和回答问题的情况；2. 作业完成情况：检查学生的课后作业完成情况，了解学生对知识掌握的程度；3. 实验报告：检查学生的实验报告，了解学生在实验中的操作能力和数据分析能力。
教学资源：1. 教材：《材料力学》；2. 辅助教材：《材料力学实验》、《材料力学实例分析》；3. 课件、习题、实验指导等教学资料。
材料力学教案(全套)
第一章绪论一、教学目标和教学内容1、教学目标⑴了解材料力学的任务和研究内容；(2) 了解变形固体的基本假设；(3) 构件分类，知道材料力学主要研究等直杆；(4)具有截面法和应力、应变的概念。
2、教学内容(1) 构件的强度、刚度和稳定性概念，安全性和经济性，材料力学的任务；(2)变形固体的连续性、均匀性和各向同性假设，材料的弹性假设，小变形假设；(3)构件的形式，杆的概念，杆件变形的基本形式;(4)截面法，应力和应变。
二、重点与难点重点同教学内容，基本上无难点。
三、教学方式讲解，用多媒体显示工程图片资料，提出问题，引导学生思考，讨论。
四、建议学时1～2学时五、实施学时六、讲课提纲1、由结构与构件的工作条件引出构件的强度、刚度和稳定性问题。
强度：构件抵抗破坏的能力；刚度：构件抵抗变形的能力；稳定性：构件保持自身的平衡状态为。
2、安全性和经济性是一对矛盾，由此引出材料力学的任务。
3、引入变形固体基本假设的必要性和可能性连续性假设：材料连续地、不间断地充满了变形固体所占据的空间；均匀性假设：材料性质在变形固体内处处相同；各向同性假设：材料性质在各个方向都是相同的。
弹性假设：材料在弹性范围内工作。
所谓弹性，是指作用在构件上的荷载撤消后，构件的变形全部小时的这种性质；小变形假设：构件的变形与构件尺寸相比非常小。
4、构件分类杆，板与壳，块体。
它们的几何特征。
5、杆件变形的基本形式基本变形：轴向拉伸与压缩，剪切，扭转，弯曲。
各种基本变形的定义、特征。
几种基本变形的组合。
6、截面法，应力和应变截面法的定义和用法；为什么要引入应力，应力的定义，正应力，切应力；为什么要引入应变，应变的定义，正应变，切应变。
第二章轴向拉伸与压缩一、教学目标和教学内容1、教学目标⑴掌握轴向拉伸与压缩基本概念；⑵熟练掌握用截面法求轴向内力及内力图的绘制；⑶熟练掌握横截面上的应力计算方法，掌握斜截面上的应力计算方法；⑷具有胡克定律，弹性模量与泊松比的概念，能熟练地计算轴向拉压情况下杆的变形；⑸了解低碳钢和铸铁，作为两种典型的材料，在拉伸和压缩试验时的性质。
材料力学教案
第一篇 力学基础§2.2 材料的力学性能教学目标：通过学习材料力学性能使学生能够从各种机械零件或构件最常见的服役条件和失效现象出发，了解时效现象的微观机制，提出衡量材料时效抗力的力学性能指标；掌握各种指标的物理概念、实用意义和测试方法；明确它们之间的相互关系；分析各种因素对力学性能指标的影响，为机械设计与制造过程中正确选择和合理使用材料提供依据， 重点：单向静拉伸力学性能；冲击载荷下的力学性能；应力腐蚀和氢脆。
难点：单向静拉伸力学性能；金属的断裂韧度；复合材料的力学性能。
教学课时：4教学内容：材料的性能包括：物理性能，力学性能，化学性能，和加工工艺性能。
材料的力学性能：指材料在外力作用下在强度和变形方面所表现出的性能。
材料的力学性能是通过力学实验得到的。
四种力学实验：拉伸（压缩）实验；金属的缺口冲击实验；硬度实验；弯曲实验； 1. 低碳钢拉伸时的力学性能含碳量从0.10％至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造, 焊接和切削, 常用於制造链条, 铆钉, 螺栓, 轴等。
碳含量低于0.25％的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。
GB/T228.1-2010：《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》代替了GB/T228 测量对象：金属、非金属、高分子材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切等曲线：力-位移、力-时间、位移-时间、应力-应变曲线低碳钢是指含碳量在0.3%以下的碳素钢。
两端粗—便于装夹、防止在装夹部分破坏。
试验段—中间较细等截面部分。
标准试件圆截面试件: 标距l 与直径d 的比例为，L ＝10d ，L=5d ； d=10mm矩形截面: 标距l 与横截面面积A 的比例为，实验过程：将试件装到试验机上，开动机器，使之受到从零开始逐渐增加的拉力P ，自动绘图仪便绘出P —ΔL 曲线：拉伸曲线或拉伸图。
1）拉伸图（P －ΔL ）由于P —ΔL 曲线与试样的尺寸有关，为了消除试件尺寸的影响，采用应力应变曲线，即σ－ε曲线来代替P —ΔL 曲线。
材料力学教案
材料力学教案材料力学是工程学和材料科学中的重要基础学科，它研究材料在外力作用下的力学性能和变形规律。
本教案将介绍材料力学的基本概念、理论模型和应用技术，帮助学生全面理解材料力学的基本原理和应用方法。
一、材料力学基本概念。
材料力学是研究材料在外力作用下的力学性能和变形规律的学科。
它包括静力学、动力学和弹性力学等内容，主要研究材料的应力、应变、弹性模量、屈服强度、断裂韧性等力学性能。
二、材料力学理论模型。
1. 应力分析。
材料在外力作用下会产生内部应力，主要包括拉伸应力、压缩应力、剪切应力等。
应力分析是材料力学的重要内容，通过分析应力分布规律可以预测材料的破坏形式和破坏条件。
2. 应变分析。
材料在外力作用下会发生变形，主要包括弹性变形和塑性变形。
应变分析是材料力学研究的重点之一，通过分析应变规律可以评估材料的变形能力和变形稳定性。
3. 弹性模量。
材料在受力时会产生弹性变形，弹性模量是衡量材料抗弹性变形能力的重要参数。
不同材料的弹性模量不同，可以通过弹性模量来评估材料的弹性性能。
4. 屈服强度。
材料在受力时会产生塑性变形，屈服强度是衡量材料抗塑性变形能力的重要参数。
不同材料的屈服强度不同，可以通过屈服强度来评估材料的塑性性能。
5. 断裂韧性。
材料在受力时会产生断裂现象，断裂韧性是衡量材料抗断裂能力的重要参数。
不同材料的断裂韧性不同，可以通过断裂韧性来评估材料的断裂性能。
三、材料力学应用技术。
1. 材料力学测试。
材料力学测试是评估材料力学性能的重要手段，包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、冲击试验等。
通过测试可以获取材料的应力-应变曲线和力学性能参数，为材料设计和选择提供依据。
2. 材料力学模拟。
材料力学模拟是预测材料力学性能的重要手段，包括有限元分析、分子动力学模拟、离散元法等。
通过模拟可以预测材料的应力分布、应变分布和破坏形式，为材料设计和优化提供参考。
3. 材料力学设计。
材料力学设计是根据材料力学性能进行工程设计的重要手段，包括材料选择、结构设计、寿命评估等。
材料力学电子教案
材料力学电子教案第一章：材料力学概述1.1 材料力学的定义和研究对象1.2 材料力学的发展简史1.3 材料力学的研究方法1.4 材料力学的应用领域第二章：内力、截面法和剪切力2.1 内力的概念及其计算2.2 截面法的基本原理与应用2.3 剪切力的概念及其计算2.4 剪切强度计算及剪切失效分析第三章：弯曲和扭转3.1 弯曲的基本概念3.2 纯弯曲梁的应力和应变3.3 弯曲强度计算3.4 扭转的基本概念3.5 扭转应力计算及扭转失效分析第四章：材料的基本力学性能4.1 弹性变形与弹性模量4.2 塑性变形与塑性极限4.3 材料的其他力学性能4.4 材料力学性能的测定方法第五章：应力-应变关系与胡克定律5.1 应力与应变的定义及关系5.2 胡克定律的表述及应用5.3 非线性材料的应力-应变关系5.4 弹性模量的测定方法及应用第六章：材料力学中的能量原理6.1 能量原理概述6.2 势能和弹性势能6.3 能量原理在材料力学中的应用6.4 能量原理在弹性问题求解中的应用第七章：材料力学中的强度理论7.1 强度理论概述7.2 强度条件及其应用7.3 安全系数的概念及其计算7.4 材料力学中的失效准则及应用第八章：梁的弯曲与扭转组合8.1 梁的弯曲与扭转组合问题概述8.2 纯弯曲梁的扭转应力8.3 扭转梁的弯曲应力8.4 弯曲与扭转组合问题的求解方法第九章：壳体力学9.1 壳体力学概述9.2 壳体的基本方程及其求解9.3 壳体的弯曲与轴向变形9.4 壳体的稳定性问题及其求解方法第十章：材料力学在工程中的应用10.1 材料力学在结构设计中的应用10.2 材料力学在机械设计中的应用10.3 材料力学在材料加工中的应用10.4 材料力学在其他工程领域的应用重点和难点解析1. 第一章中“材料力学的研究方法”是重点内容，因为它涉及到材料力学的基本研究方法和思维方式。
补充和说明：材料力学的研究方法包括实验研究、理论分析和数值模拟等。
材料力学电子教案
材料力学电子教案一、课程简介1.1 课程性质与目的材料力学是工程技术类专业的一门重要基础课程，主要研究材料在外力作用下的力学行为，包括弹性、塑性、断裂等现象。
通过本课程的学习，使学生掌握材料力学的基本理论、基本知识和基本技能，为后续专业课程的学习以及工程实践打下坚实基础。
1.2 教学内容本课程主要内容包括：绪论、拉伸与压缩、弯曲、剪切与扭转、弹性基础、塑性基础、断裂力学、材料力学性能、复合材料力学和有限元法在材料力学中的应用等。
二、教学目标2.1 知识与技能（1）掌握材料力学的基本概念、基本理论和基本方法；（2）能够运用材料力学知识分析实际工程问题；（3）了解材料力学发展的趋势和新技术。
2.2 过程与方法（1）通过理论教学，使学生掌握材料力学的基本理论；（2）通过实验教学，培养学生的动手能力和实验技能；（3）通过课堂讨论和课后作业，提高学生的分析和解决问题的能力。
2.3 情感、态度与价值观（1）培养学生的科学精神，提高学生的创新能力；（2）培养学生勤奋学习、刻苦钻研的学习态度；（3）培养学生团结协作、积极向上的团队精神。
三、教学方法与手段3.1 教学方法（1）采用启发式教学，引导学生主动思考、积极参与；（2）采用案例教学，使学生更好地理解材料力学的应用；（3）采用互动式教学，促进学生与教师、同学之间的交流。
3.2 教学手段（1）利用多媒体课件，提高教学效果；（2）使用模型和实验设备，增强学生的直观感受；（3）运用网络资源，拓宽学生的知识视野。
四、教学评价4.1 评价方法采用过程评价与终结评价相结合的方法，全面评价学生的知识、技能和素质。
4.2 评价内容（1）课堂表现：发言、提问、讨论等；（2）作业与实验：作业完成情况、实验报告等；（3）考试成绩：期末考试、考查等。
五、教学计划5.1 课时安排本课程共计48课时，其中包括32课时理论教学，16课时实验教学。
5.2 教学进度（1）第1-8周：绪论、拉伸与压缩、弯曲、剪切与扭转等基本内容；（2）第9-12周：弹性基础、塑性基础、材料力学性能等内容；（3）第13-16周：断裂力学、复合材料力学和有限元法在材料力学中的应用等内容。
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2、教学内容
(1) 轴向拉伸与压缩的概念和工程实例；
(2)用截面法计算轴向力，轴向力图；
(3)横截面和斜截面上的应力；
(4)轴向拉伸和压缩是的变形；
(5)许用应力、安全系数和强度条件，刚度条件；
（3）运用截面法时应注意的问题：力的可移性原理在这里不适用。
图2-2不允许使用力的可移性原理
3、轴向内力及其符号规定
（1）轴向拉（压）杆横截面上的内力——轴向内力，轴向内力FN的作用线与杆件轴线重合，即FN是垂直于横截面并通过形心的内力，因而称为轴向内力，简称轴力。
（2）轴力的单位：N（牛顿）、KN（千牛顿）
②按选定的比例尺，用垂直于轴线的坐标表示横截面上轴力的数值；
③正值画在基线的上侧,负值画在基线的下侧；
④轴力图应画在受力图的对应位置，FN与截面位置一一对应。
（3）轴力图的作用
使各横截面上的轴力一目了然，即为了清楚地表明各横截面上的轴力随横截面位置改变而变化的情况。
（4）注意要点：
①一定要示出脱离体（受力图）；
均匀性假设：材料性பைடு நூலகம்在变形固体内处处相同；
各向同性假设：材料性质在各个方向都是相同的。
弹性假设：材料在弹性范围内工作。所谓弹性，是指作用在构件上的荷载撤消后，构件的变形全部小时的这种性质；
小变形假设：构件的变形与构件尺寸相比非常小。
4、构件分类
杆，板与壳，块体。它们的几何特征。
5、杆件变形的基本形式
第一章 绪论
同济大学航空航天与力学学院 顾志荣
一、教学目标和教学内容
1、教学目标
⑴ 了解材料力学的任务和研究内容；
(2) 了解变形固体的基本假设；
(3) 构件分类，知道材料力学主要研究等直杆；
(4)具有截面法和应力、应变的概念。
2、教学内容
(1) 构件的强度、刚度和稳定性概念，安全性和经济性，材料力学的任务；
基本变形：轴向拉伸与压缩，剪切，扭转，弯曲。
各种基本变形的定义、特征。几种基本变形的组合。
6、截面法，应力和应变
截面法的定义和用法；
为什么要引入应力，应力的定义，正应力，切应力；
为什么要引入应变，应变的定义，正应变，切应变。
第二章 轴向拉伸与压缩
一、教学目标和教学内容
1、教学目标
⑴掌握轴向拉伸与压缩基本概念；
(6)应力集中的概念；
(7) 材料在拉伸和压缩时的力学性能；
(8) 塑性材料和脆性材料性质的比较；
(9) 拉压静不定问题
(10)圆筒形压力容器。
二、重点难点
重点：教学内容中的（1）～（5），（7）～（9）。
难点：拉压静不定问题中的变形协调条件。通过讲解原理，多举例题，把变形协调条件的形式进行归类来解决。讲解静定与静不定问题的判断方法。
(2)变形固体的连续性、均匀性和各向同性假设，材料的弹性假设，小变形假设；
(3)构件的形式，杆的概念，杆件变形的基本形式;
(4)截面法，应力和应变。
二、重点与难点
重点同教学内容，基本上无难点。
三、教学方式
讲解，用多媒体显示工程图片资料，提出问题，引导学生思考，讨论。
四、建议学时
1～2学时
五、实施学时
三、教学方式
采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。
四、建议学时
8学时
五、实施学时
六、讲课提纲
Ⅰ、 受轴向拉伸（压缩）时杆件的强度计算
一、轴向拉（压）杆横截面上的内力
1、内力的概念
（1）内力的含义
（2）材料力学研究的内力——附加内力
2、求内力的方法——截面法
（1）截面法的基本思想
假想地用截面把构件切开，分成两部分，将内力转化为外力而显示出来，并用静力平衡条件将它算出。
受力前：ab、cd为┴轴线的直线
受力后：a’b’、c’d’仍为┴轴线的直线
六、讲课提纲
1、由结构与构件的工作条件引出构件的强度、刚度和稳定性问题。
强度：构件抵抗破坏的能力；
刚度：构件抵抗变形的能力；
稳定性：构件保持自身的平衡状态为。
2、安全性和经济性是一对矛盾，由此引出材料力学的任务。
3、引入变形固体基本假设的必要性和可能性
连续性假设：材料连续地、不间断地充满了变形固体所占据的空间；
（3）轴力的符号规定：
轴向拉力（轴力方向背离截面）为正；
轴向压力（轴力方向指向截面）为负。
4、轴力图
（1）何谓轴力图？
杆内的轴力与杆截面位置关系的图线，即谓之轴力图。
例题2-1 图2-3 ,a所示一等直杆及其受力图，试作其轴力图。
(a)
(b)
图2-3
（2）轴力图的绘制方法
①轴线上的点表示横截面的位置；
②根据脱离体写出平衡方程，求出各段的轴力大小；
③根据求出的各段轴力大小，按比例、正负画出轴力图。
二、轴向拉（压）杆横截面及斜截面上的应力
1、应力的概念
（1）何谓应力？
内力在横截面上的分布集度，称为应力。
（密集程度）
（2）为什么要讨论应力？
判断构件破坏的依据不是内力的大小，而是应力的大小。即要判断构件在外力作用下是否会破坏，不仅要知道内力的情况，还要知道横截面的情况，并要研究内力在横截面上的分布集度（即应力）。
⑵熟练掌握用截面法求轴向内力及内力图的绘制；
⑶ 熟练掌握横截面上的应力计算方法，掌握斜截面上的应力计算方法；
⑷ 具有胡克定律，弹性模量与泊松比的概念，能熟练地计算轴向拉压情况下杆的变形；
⑸ 了解低碳钢和铸铁，作为两种典型的材料，在拉伸和压缩试验时的性质。了解塑性材料和脆性材料的区别。
(6)建立许用应力、安全系数和强度条件的概念，会进行轴向拉压情况下构件的强度计算。
举例：求图示杆件截面m-m上的内力
图2-1截面法求内力
根据左段的平衡条件可得：
ΣFX=0 FN-FP=0 FN=FP
若取右段作为研究对象，结果一样。
（2）截面法的步骤：
①截开：在需要求内力的截面处，假想地将构件截分为两部分。
②代替：将两部分中任一部分留下，并用内力代替弃之部分对留下部分的作用。
③平衡：用平衡条件求出该截面上的内力。
（3）应力的单位
应力为帕斯卡（Pascal），中文代号是帕；
国际代号为Pa，1Pa=1N/M2
常用单位：MPa (兆帕)，1 MPa=106Pa=N/MM2
GPa（吉帕），1 GPa=109Pa
。
2、横截面上的应力
为讨论横截面上的应力，先用示教板做一试验：
图2-4示教板演示
观察示教板上橡胶直杆受力前后的变形：