《工程力学》课程教学大纲

主要教学内容与具体要求：

一、静力学

1、掌握力、力偶、力系、平衡力系等静力学基本概念、熟悉静力学公理、力线平移定理的内容及力系简化的一般方法。

2、熟悉约束与约束反力的概念，明确几种常见约束的约束反力的性质，能熟练、正确地画出分离体的受力图。

3、熟悉平面汇交力系平衡的几何条件，能应用力多边形法求解简单的物体平衡问题。

4、能熟练计算力在坐标轴上的投影、力在平面内对点之矩，能熟练应用平面汇交力系、平面力偶系、平面任意力系、平面平行力系的平衡方程求解物体及物体系统的平衡问题。了解静定与静不定问题的概念。

5、会计算空间力在坐标轴上的投影及对轴之矩，能应用空间任意力系的平衡方程求解空间物体的平衡问题。

6、掌握物体的重心及几何形体的形心的概念，会计算组合形体的形心坐标。

7、理解滑动摩擦的概念及静滑动摩擦力的特征，了解摩擦角和自锁的概念，能解考虑滑动摩擦时单个物体和简单物体系统的平衡问题。了解滚动摩擦的概念。

二、运动学

1、了解描述点的运动的矢量法，掌握描述点的运动的直角坐标法和弧坐标法，能建立点在平面内运动时的运动方程、计算点的速度和加速度。

2、熟悉刚体的平行移动和定轴转动的特征，能熟练地计算定轴转动刚体的角速度、角加速度及刚体内各点的速度和加速度

3、理解点的合成运动的概念，能应用点的速度合成定理求解刚体内各点的速度。

4、熟悉刚体平面运动的特征，能应用基点法、速度投影法，速度瞬心法求解刚体内各点的速度及刚体的角速度。

三、材料力学

1、理解材料力学的基本假设及构件的内力、应力、变形和应变的概念。

2、熟练掌握用截面法求杆件在基本变形（轴向拉压、扭转、弯曲）时的内力（轴力、扭矩、剪力与弯矩），并绘制相应的内力图。

3、熟练掌握拉（压）杆横截面上的应力的计算，了解斜截面上的应力的特点。

4、熟悉常用金属材料（例如低碳钢、铸铁）拉压实验的过程及基本力学性能的测定方法，掌握材料的屈服极限、强度极限、延伸率、截面收缩率的含义，塑性材料和脆性材料性能的不同。

5、理解材料的极限应力和许用应力的概念，熟练掌握拉（压）杆的强度计算

6、理解虎克定律及材料的弹性模量、泊松比的含义，熟练掌握拉（压）杆的变形的计算。

7、理解剪切与挤压的概念，掌握剪切与挤压的实用计算方法。

8、了解剪应力互等定理和剪切虎克定律，理解并会计算圆截面的极惯性矩和抗扭截面模量。

9、能熟练计算圆轴扭转时的剪应力及变形，熟练掌握其强度、刚度计算方法。

10、能熟练计算对称截面梁平面弯曲时的正应力，熟练掌握其强度计算方法，了解矩形截面梁的剪应力计算方法。

11、会计算组合截面的形心，了解平行移轴公式，会计算简单截面对中性轴的惯性矩和抗弯截面模量。

12、了解计算梁变形的积分法，会用叠加法计算梁的变形及梁的刚度计算。

13、理解超静定问题的概念，了解杆件拉压、扭转、弯曲时的简单的一次超静定问题的解法。

14、理解一点处应力状态的概念，了解平面应力状态的应力分析方法，理解强度理论的概念，了解四个常用强度理论及其应用。

15、掌握直杆的拉（压）与弯曲、圆轴的弯曲与扭转的组合变形的强度计算。

16、理解稳定性的概念，理解压杆的柔度的概念，能计算简单压杆的临界载荷和临界应力，并能进行稳定性校核。

17、理解交变应力、材料的疲劳极限的概念，理解构件的疲劳极限及其影响因素，了解构件疲劳强度的计算方法。

实验名称：

1、  材料的拉伸实验 

2、扭转实验

2、  弯曲正应力测定实验

《材料科学基础》课程教学大纲

主要内容及要求：

一、绪论：

了解材料的发展史、材料科学的研究对象和内容以及学习本课程的目的意义和要求。
二、原子排列

1、了解组成材料的原子间的键合方式及其与性能间的关系。

2、了解晶体学基础的基本概念

3、掌握晶面、晶向的表示方法

4、掌握三种典型的晶体结构及其结合特征
5、掌握晶体缺陷的基本类型、基本特征、

基本性质

三、固体中的相结构

1、掌握合金相的主要类型，形成条件和性能特点

2、了解玻璃相的形成条件、分子相的结构特点及分子晶体

四、凝固

1、了解金属结晶的基本规律
2、掌握结晶的基本条件：热力学条件、结

构条件
3、理解晶核的形成及其特点：均匀形核、

非均匀形核
4、了解晶体长大的条件、长大机制及长大

形态
5、掌握铸态晶粒的控制

五、相图

1、  掌握相、相平衡及相图制作

2、  理解匀晶、共晶、包晶三种基本相图

的特点，掌握其平衡凝固过程和组织变化。

3、了解其他类型的二元相图

4、掌握二元相图的分析方法

5、掌握铁碳合金相图、铁碳平衡结晶过程及室温下相和组织组成及其相对含量的计算

7、理解铁碳合金的组织与其力学性能间的关系

8、理解相图的热力学解释方法

9、了解铸锭的组织控制及偏析

10、了解三元相图的几何特性，掌握三元合金结晶过程中相与组织的转变规律，会看简单的等温截面图和变温截面图

六、材料中的扩散

1、  了解扩散定律，掌握扩散定律的应用

2、  了解扩散的微观机理及热力学理论

3、  理解影响扩散的因素

七、塑性变形

1、了解单晶体的塑性变形：滑移和孪生的特点

2、了解多晶体塑性变形特点及细晶强化

3、了解合金的塑性变形特点及其强化机制

4、  掌握冷变形金属的组织与性能

5、  了解陶瓷材料的塑性变形

八、回复和再结晶

1、了解冷变形金属在加热时组织和性能的变化

2、了解回复机制及动力学
3、掌握再结晶时组织的变化及影响再结晶

的因素
4、掌握再结晶后晶粒的长大及其控制
5、了解金属的热变形

九、固态相变

1、  了解了解固态相变的类型与特征，

2、  掌握扩散性相变新相形核与长大规

律，

3、  熟悉脱溶分解、调幅分解、及马氏体相变。

十、复合效应与界面

1、  了解复合材料概念、分类及特点

2、  掌握复合材料的界面

实验要求：

第一次实验：

实验名称：铁碳合金平衡组织观察及硬度测定

实验目的：熟悉铁碳合金室温下平衡态组织特

征，了解其组织与性能间的关系

实验内容及要求：

1、观察铁碳合金室温下平衡态组织，画出组织示意图，分析不同含碳量对铁碳合金平衡态组织的影响

2、测定不同含碳量的铁碳合金洛氏硬度，分析其硬度与含碳量间的关系。

使用的设备及仪器：金相显微镜、洛氏硬度计

第二次实验：

实验名称：金属的塑性变形与再结晶

实验目的：了解金属的冷塑性变形与再结晶晶粒

大小间的关系

实验内容及要求：

1、  观察不同冷变形量的金属在不同温度下

再结晶退火后显微组织，分析冷变形量及退火温度对再结晶晶粒大小的影响

2、测定金属再结晶后晶粒度大小。

使用的设备及仪器：万能拉伸机、金相显微镜