课程名称/编号

材料力学/JC16405

对应人才培养方案及版本

机械设计制造及其自动化

本科专业人才培养方案

（2021版）

开课专业

机械设计制造及其自动化专业

开课学期

第4学期

学时/学分

总学时48/3学分，理论课学时44、实验课学时4，线上480分钟

先修课程

高等数学、线性代数、理论力学、机械工程材料

课程简介

《材料力学》是机械工程类工科专业的一门工程基础类课程，2020年获批省级线上教学优秀课堂和线上课程（原MOOC）。

课程主要内容包括：构件的基本受力与变形形式、轴向拉压与剪切、扭转、弯曲内力、弯曲应力、弯曲变形、应力状态分析与强度理论、组合变形、压杆的稳定性等。通过本门课程的学习，着重培养学生运用所学知识解决机械工程领域与材料力学相关的复杂问题的能力，使学生具备机械工程领域复杂工程问题中的力学建模、求解及表述、关键关节的识别与判断等能力，培养学生具备自觉遵守工程职业道德和规范并履行责任所需的安全、责任及匠心意识，为后续机械设计、计算方法、农业机械学、毕业设计等课程奠定基础。

推荐教材

刘鸿文. 《材料力学》(第6版)（“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材）.北京：高等教育出版社，2017年

线上课程

学习地址

https://mooc1-.chaoxing.com/mycourse/teachercourse?moocId=205930576&clazzid=74384363

&edit=true&v=0&cpi=73623362&pageHeader=0

参考资料

[1]殷雅俊, 范钦珊, 王晶等. 《材料力学》（第三版）.高等教育出版社，2019年

[2]范钦珊. 《材料力学》第三版. 清华大学出版社, 2014年

[3]张亦良. 《工程力学实验》. 北京工业大学出版社, 2011年

[4]孙训方. 《材料力学Ⅰ》（第六版）. 高等教育出版社, 2019年

[5]苟文选. 《材料力学Ⅰ》（第三版）. 科学出版社, 2018年

[6]Russell C. Hibbeler, Mechanics of Materials. 10th Edition. Pearson, 2016年

[7]爱课程资源共享课（南京航空航天大学《材料力学》）

http://www.icourses.cn/jpk/searchCoursesbyMulti.action

[8]中国大学MOOC（北京工业大学《工程力学——静力学与材料力学》虚拟仿真实验慕课）https://www.icourse163.org/course/bjut-1206700826

1

1.2 掌握力学、电子、材料等工程基础知识，并能够用于机械工程领域复杂工程问题的数学建模与求解。

H

2

2.1 能够应用数学、物理等自然科学以及力学等工程科学原理，识别和判断机械工程领域复杂工程问题的关键环节。

H

1

激发学生科学严谨、勇于担当的科学精神

绪论

科学家影视片段+诗词+工程案例

2

激发学生科学严谨、勇于担当的科学精神，理解机械领域复杂工程问题中拉压杆的力学建模、求解、正确表述及性能测试中的工程伦理。

拉伸、压缩与剪切

拉压杆强度安全工程案例

3

激发学生科学严谨、勇于担当的科学精神，理解机械领域复杂工程问题中圆轴的力学建模、求解、正确表述及性能测试中的工程伦理。

扭转

圆轴强度安全工程案例

4

激发学生科学严谨、勇于担当的科学精神，理解机械领域复杂工程问题中梁的力学建模、求解、正确表述及性能测试中的工程伦理。

弯曲应力

梁强度安全工程案例：上海世博会中国馆等

5

激发学生科学严谨、勇于担当的科学精神

总论

科学家影视片段+诗词+工程案例

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考核方式分值

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﹤60

1

熟练掌握截面法，内力求解步骤规范，内力计算及内力图绘制结果正确且条理清晰，作业整体美观。

熟练掌握截面法，内力求解步骤基本规范，内力计算及内力图绘制结果正确，条理较清晰，作业整体较为美观。

掌握截面法，内力求解步骤基本规范，内力计算及内力图绘制结果部分正确，条理较清晰，作业整体美观性一般。

基本掌握截面法，内力求解步骤基本规范，内力计算及内力图绘制结果部分正确，作业整体美观性一般。

未掌握截面法，求解步骤不规范，结果不正确，作业整体格式混乱。

2

熟练运用拉压杆、轴、梁及组合构件等强度刚度设计准则，对机械领域复杂工程问题中的强度刚度安全设计问题，进行分析、计算和设计，分析过程合理，计算结果正确，设计可靠，作业整体美观。

运用拉压杆、轴、梁及组合构件等强度刚度设计准则，对机械领域复杂工程问题中的强度刚度安全设计问题，进行分析、计算和设计，分析过程基本合理，计算结果正确，设计可靠，作业整体较为美观。

基本掌握强度刚度设计准则，对机械领域复杂工程问题中的强度刚度安全设计问题，进行分析、计算和设计，分析过程基本合理，计算结果部分正确，作业整体美观性一般。

基本掌握强度刚度设计准则，对机械领域复杂工程问题中的强度刚度安全设计问题，进行分析、计算，分析过程基本合理，计算结果部分正确，作业整体美观性一般。

未掌握强度刚度设计准则，分析流程不清晰、思路混乱，结果明显错误，作业整体格式混乱。

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80～89

70～79

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2

针对布置的分析对象，能够甄别并选用恰当的知识，通过分析提出合理解决方案，结果可靠。

针对布置的分析对象，能够甄别并选用相关的知识，通过分析提出较合理的解决方案，结果较可靠。

针对布置的分析对象，能够甄别并选用部分知识，通过分析提出较合理的解决方案，大部分结果可靠。

针对布置的分析对象，能够甄别问题所在，并选用部分知识，通过分析提出较合理的解决方案，部分结果可靠。

不满足D要求。

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80～89

70～79

60～69

﹤60

1

按要求完成各章节基本概念、内力计算方法、内力图绘制方法、变形计算方法等基本理论知识进行归纳、分析和撰写，完成不少于3个思维导图，笔记结构条理清晰，重点突出。

按要求完成1-6章节所涉及的基本概念、内力计算方法、内力图绘制方法、变形计算方法等基本理论知识分析和撰写，完成不少于3个思维导图，笔记结构条理清晰，重点较突出。

按要求完成1-6章节所涉及的基本概念、内力计算方法、内力图绘制方法、变形计算方法等基本理论知识的撰写，笔记有思维导图，笔记结构条理较清晰，重点较突出。

按要求完成1-6章节所涉及的基本概念、内力计算方法、内力图绘制方法、变形计算方法等基本理论知识的撰写，无思维导图，笔记结构条理较清晰，重点较突出。

不满足要求D

2

按要求完成各章节所涉及的强度、刚度和稳定性设计等理论知识和方法进行归纳、分析与撰写，完成不少于3个思维导图，笔记结构条理清晰，重点突出。

按要求完成各章节所涉及的强度、刚度和稳定性设计等理论知识和方法进行分析与撰写，完成不少于3个思维导图，笔记结构条理清晰，重点较突出。

按要求完成各章节所涉及的强度、刚度和稳定性设计等理论知识和方法进行撰写，笔记有思维导图，笔记结构条理较清晰，重点较突出。

按要求完成各章节所涉及的强度、刚度和稳定性设计等理论知识和方法进行撰写，无思维导图，笔记结构条理较清晰，重点较突出。

不满足要求D

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﹤60

1

熟练掌握内力、变形、内力图、压杆等基本知识，答题正确率90%以上。

掌握内力、变形、内力图、压杆等基本知识，答题正确率80%以上，低于90%。

基本掌握内力、变形、内力图、压杆等基本知识，答题正确率70%以上，低于80%。

基本掌握内力、变形、内力图、压杆等基本知识，答题正确率60%以上，低于70%。

不能掌握基本知识，答题正确率低于60%。

2

熟练掌握强度刚度设计准则，答题正确率90%以上。

掌握强度刚度设计准则，答题正确率80%以上，低于90%。

基本掌握强度刚度设计准则，答题正确率70%以上，低于80%。

基本掌握强度刚度设计准则，答题正确率60%以上，低于70%。

不能掌握强度刚度设计准则，答题正确率低于60%。

90～100

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﹤60

1

实验结果正确、实验数据处理及分析严谨，实验报告撰写认真规范，有明确合理有效的实验结论。

实验结果正确、能对实验数据进行处理和分析，但分析的严谨性有待提升，实验报告撰写认真规范，有实验结论。

实验结果基本正确、能对实验数据进行处理和分析，能得出一定的实验结论，结论的客观性和全面性有待提升，实验报告撰写基本规范。

实验结果基本正确、但欠缺对实验数据的深入分析处理，结论不明确，实验报告撰写基本规范。

实验报告撰写不完整，没有对实验结果进行分析和总结。

90～100

80～89

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﹤60

1

掌握材料力学的基本理论，包括截面法、内力计算、内力图绘制等，并能将其应用于复杂工程问题的解决，卷面答题正确率90%以上。

掌握材料力学的基本理论，包括截面法、内力计算、内力图绘制等，并能将其应用于复杂工程问题的解决，卷面答题正确率80%以上，低于90%。

基本掌握材料力学的基本理论，包括截面法、内力计算、内力图绘制等，但将其应用于复杂工程问题的解决方案不够明确，卷面答题正确率70%以上，低于80%。

基本掌握材料力学的基本理论，包括截面法、内力计算、内力图绘制等，但不会将其应用于复杂工程问题的解决方案，卷面答题正确率60%以上，低于70%。

不能掌握相关基本理论，答题正确率低于60%。

2

熟练掌握拉压杆、轴、梁及组合构件等强度刚度设计准则，并能对机械领域复杂工程问题中的强度刚度安全设计问题，进行分析、计算和设计，卷面答题正确率90%以上。

掌握拉压杆、轴、梁及组合构件等强度刚度设计准则，并能对机械领域复杂工程问题中的强度刚度安全设计问题，进行分析、计算和设计，卷面答题正确率80%以上，低于90%。

基本掌握拉压杆、轴、梁及组合构件等强度刚度设计准则，并能对机械领域复杂工程问题中的强度刚度安全设计问题，进行分析、计算和设计，卷面答题正确率70%以上，低于80%。

基本掌握拉压杆、轴、梁及组合构件等强度刚度设计准则，并能对机械领域复杂工程问题中的强度刚度安全设计问题，进行分析、计算和设计，卷面答题正确率60%以上，低于70%。

未掌握强度刚度设计准则，不能对强度刚度安全设计问题进行分析、计算和设计，答题正确率低于60%。

1

考核对材料力学基本概念、基本方法的掌握，特别是截面法求内力和内力图绘制，能够正确识别工程构件的变形形式，并正确计算绘制内力图。

50%

简答、作图题和案例分析题

难度分为：容易、中等、较难三个等次，建议比例构成近似为：30:50:20

2

考核学生对拉压杆、圆轴、梁及其组合受力构件的强度、刚度问题的理解和掌握情况，能够根据强度和刚度知识对工程构件进行相关的计算与分析，并提出合理的力学设计方案。

50%

分析计算题、案例分析题

作业1：拉杆力学建模、轴力计算及轴力图绘制（支撑课程目标1）

掌握拉压杆基本理论知识，掌握拉压杆受力分析的基本方法，能够对拉压杆进行正确力学建模、轴力计算以及轴力图绘制。

拉压杆受力分析、轴力计算与轴力图绘制能力

作业2：拉压杆强度、刚度设计（支撑课程目标2）

掌握拉压杆的强度与刚度理论，能够对拉压杆进行强度校核、尺寸设计与载荷设计。

拉压杆强度计算的能力

作业3：圆轴力学建模、扭矩计算及扭矩图图绘制（支撑课程目标1）

熟识圆轴基本理论知识，掌握圆轴受力分析的基本方法，能够对圆轴进行正确力学建模、扭矩计算以及轴力图绘制。

圆轴受力分析、扭矩计算与扭矩图绘制能力

作业4：圆轴强度、刚度设计（支撑课程目标2）

掌握拉压杆的强度与刚度理论，能够对拉压杆进行强度校核、尺寸设计与载荷设计。

圆轴强度计算的能力

作业5：梁力学建模、梁内力计算及内力图绘制（支撑课程目标1）

熟识梁的基本理论知识，掌握梁受力分析的基本方法，能够对梁进行正确力学建模、内力计算以及内力图绘制。

梁受力分析、扭矩计算与扭矩图绘制能力

作业6：梁的强度、刚度设计（支撑课程目标2）

掌握梁的强度与刚度理论，能够对梁进行强度校核、尺寸设计与载荷设计。

梁强度计算的能力

作业7：应力分析与强度理论（支撑课程目标2）

掌握应力分析的基本方法和常用的强度理论，能进行正确的平面应力状态应力分析与计算。

平面应力分析与计算能力

作业8：组合变形（支撑课程目标2）

掌握典型组合变形受力构件的强度计算方法，能对组合受力构件进行正确的强度计算。

组合受力构件的应力计算能力

作业1：华龙一号中拉杆的力学作用分析（支撑课程目标2）

通过查阅“华龙一号”的相关资料，合理分析在其建造过程中钢丝绳的受力类型和变形形式，能结合拉压杆强度理论，能正确识别并判断提高钢丝绳强度的方法和措施，并进行合理阐述。

利用拉压杆强度理论识别、判断机械工程领域复杂工程问题中与拉杆相关的关键环节的能力。

作业2：浅析云岗石窟第十三窟托臂力士的力学作用（支撑课程目标2）

通过查阅云岗石窟第十三窟的相关资料，结合十三窟的尺寸、材料及结构特征，能够对其右臂的受力类型和变形形式进行正确识别和判断，能够构建其力学模型，并解释托臂力士的力学作用。

利用梁强度理论识别、判断复杂工程问题中与变形构件受力相关的关键环节的能力。

作业3：分析水稻倒伏的力学机理（支撑课程目标2）

通过查阅资料，掌握水稻倒伏的外在形式，结合不同倒伏形式，能合理分析其产生的力学原因与影响因素；通过正确识别、判断水稻的主要受力类型与变形形式，能提出预防水稻倒伏的合理措施。

培养学生利用压杆稳定知识和方法，正确解决农业实际问题中与压杆稳定性安全相关问题的能力。