材料力学范文1
1、连续性假设：组成固体的物质内毫无空隙地充满了固体的体积；
2、均匀性假设：在固体内任何部分力学性能完全一样；
3、各向同性假设：材料沿各个不同方向力学性能均相同。
材料力学是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。它与理论力学、结构力学并称三大力学。
材料力学范文2
关键词：材料 强度 塑性
金属材料力学性能概述
金属材料的力学性能指标表征金属抵抗各种损伤作用的能力的大小。它是判定金属力学性能的依据，是评定金属材料质量的判据，同时也是设计选材和进行强度计算的主要依据。金属材料的力学性能包括常温下的强度、塑性、韧性，例如屈服点或屈服强度σs（σ0.2）、抗拉强度σb、伸长率δ、断面收缩率φ、冲击韧度ak、疲劳极限、断裂力学性能等。
金属力学性能试验是测定金属力学性能指标所进行的试验。包括拉伸试验、弯曲试验、剪切试验、冲击试验、硬度试验、蠕变试验、应力松弛试验、疲劳试验、断裂韧度试验、磨损试验等。
一、金属材料强度指标
1.屈服强度
材料在拉伸过程中，当载荷达到某一值时，载荷不变而试样仍继续伸长的现象，称为屈服。材料开始发生屈服时所对应的应力，称为屈服点、屈服强度或屈服极限，用σs表示。我国规定σs取钢材的下屈服点值。
除退火或热轧的低碳钢和中碳钢等有屈服现象外，多数工程材料的屈服点不明显或没有屈服点，此时规定以产生0.2%残余伸长的应力作为屈服强度，用σ0.2表示。
2.抗拉强度
试样拉伸时，在拉断前所承受的最大载荷与试样原始截面之比，称为强度极限或抗拉强度，用σb表示。
零件设计选材时，一般应以σs或σ0.2为主要依据。但σb的测定比较方便精确，因此也有直接用σb作为设计依据的，从安全方面考虑，用σb作为设计依据采用较大的安全系数。由于脆性材料无屈服现象，则必须以σb作为设计依据。
3.持久极限
持久极限又称为持久强度，是指材料在规定温度下达到规定时间而不断裂的最大应力。常用符号为σb带有一个或两个指数来表示。例如σ700b/1000，表示在试验温度为700℃时，持久时间为1000h的应力，即所谓高温持久极限。
4.蠕变极限
蠕变极限又称蠕变强度，是在规定温度下，引起试样在一定时间内蠕变总伸长率或恒定蠕变速率不超过规定值的最大应力。蠕变极限一般有两种表示方法：一种是在给定温度T下，使试样承受规定蠕变速度的应力值，以符号σTε表示，其中ε为蠕变速度，%/h。例如，σ6001X10-5即表示在试验温度为600℃时，蠕变速度为1X10-5%/h的蠕变极限；另一种是在给定温度（T，℃）下和规定试验时间（t，h）内，使试样产生一定蠕变变形量（δ，%）的应力值，以符号σTδ/t表示。
二、金属材料塑性指标
1.延伸率δ5
金属材料在拉伸试验时，试样拉断后，其标距部分的总伸长ΔL与原标距长度L0之比的百分比，称为伸长率，也称延伸率，用δ表示。按试样长度的不同，有长试样与短试样之分。其对应的断后伸长率分别以δ10和δ5表示。在容器用钢中，通常以δ5来表示材料的伸长率。
2.断面收缩率φ
金属试样在拉断后，其颈缩处横截面面积的最大缩减量与原横截面面积的百分比，称为断面收缩率，用φ表示。塑性材料的断面收缩率较大，脆性材料的断面收缩率较小。
3.冷弯性能
金属材料在常温下承受弯曲而不破裂的能力，称为冷弯性能。冷弯试验用以考核材料弯曲变形的能力并且能使存在的缺陷显示出来，在一定程度上模拟了压力容器制造时卷板机的工艺情况。冷弯性能是容器用钢材与焊接接头力学性能考核的重要指标。
出现裂纹前能承受的弯曲程度愈大，则材料的冷弯性能愈好。弯曲程度一般用弯曲角度或弯芯直径d对材料厚度a的比值来表示。
三、属材料韧性指标
1.冲击韧度
金属材料在使用过程中除要求有足够的强度和塑性外，还要求有足够的韧性。材料的韧性与加载速率、应力状态及温度等有很大关系。试样在冲击试验力一次作用下折断时所吸收的功称为冲击吸收功。冲击试样缺口底部单位横截面面积上的冲击吸收功称为冲击韧度。冲击韧度是评定金属材料在动载荷下承受冲击抗力的机械性能指标，用ak表示，单位为J/cm2。
我国压力容器材料及焊接接头冲击试样规定采用夏比V型缺口，冲击试验有许多种，例如常温冲击试验、低温冲击试验、高温冲击试验、应变时效冲击试验等。采用标准试样进行试验得到的冲击吸收功来检验材料化学成分、金相组织、和加工工艺对其韧性的影响，冲击值为Akv（J）。
ak是早先工程技术上习惯用来作为材料韧脆程度度量及材料承受冲击载荷的抗力指标，后来发现这是不适宜的。因为ak是单位面积的冲击吸收功，与试样形状、截面尺寸、缺口形状和尺寸无关。而实际上由试样截面尺寸和缺口形状及其尺寸的改变所引起的冲击吸收功ak的变化，与缺口处净截面积并不成线性关系。所以截面尺寸不同，所得ak也不同。另一方面，试样断裂时伴随着试样部分体积的严重塑性变形，也就是说，冲击吸收功消耗于产生两个新的自由表面和一部分体积的塑性变形上，因此，定义ak为单位面积的冲击吸收功，并没有反映出冲击吸收功的实质。
目前，国际上通用以冲击功吸收Ak为冲断试样消耗的总功，只要试样符合标准，就不会出错，应用也方便。但是进一步研究发现，用Ak表示也存在问题，因为Ak值也不能完全代表试样断裂前所吸收的总功。冲断试样消耗的总功可分为两部分，其一消耗于试样的变形和断裂；其二消耗于试样掷出及机座本身振动。因此，所吸收的总功Ak为：Ak=试样断裂吸收的能量+试样掷出功+机座振动+…。由于一般情况下，后几项功很小，因此Ak作为试样断裂所吸收的能量误差很小，有足够精度。但对很脆的材料必须注意，不能用大能量摆锤进行试验，因为此时第一项较小，而后几项相对较大，因此会引起较大测量误差。
2.断裂韧度
断裂韧度是反映材料抵抗裂纹临界扩展的一种能力，它是材料固有的力学性能参数。大量的试验表明，它一方面取决于材料的成分、组织和结构等内在因素，另一方面又受到加载速率、温度和试样厚度（即应力状态）等外在条件的影响。
相对材料的其他力学性能来说，材料的断裂韧度是一个比较敏感的力学性能指标，它对于材料研究、应用、制造工艺的选择以及零部件的失效分析有重要的意义。
评价材料断裂韧度最常用的指标是临界应力强度因子K1c和裂纹张开位移COD。
1.临界应力强度因子K1c。按照应力强度因子的一般表达式，应力强度因子K1与裂纹尺寸的平方根及垂直于裂纹的应力成正比。当裂纹尺寸或应力增加时，K1随之增加。当K1达到某一临界值K1c时，裂纹处于临界状态，若K1再增加，裂纹将会失稳扩展。因此，裂纹失稳扩展的临界条件为：K1=K1c
式中K1c表示材料对裂纹扩展的抵抗能力，称为I型受力时的临界应力强度因子，又称为平面应变断裂韧度。K1c是在裂纹尖端平面应变条件下的裂纹扩展阻力。
在传统的强度计算中，强度指标σs和σb与塑性指标δ和φ之间是相互分割的，且塑性指标在强度计算中并不定量反映。而K1c既反映了材料的强度性能，又反映了材料的塑性性能。
断裂韧度K1c的测试方法可按照ASTM E399《金属材料平面应变断裂韧度标准试验方法》、GB/T4161《金属材料 平面应变断裂韧度K1c试验方法》方法和GB/T7732《金属板材表面裂纹断裂韧度K1c试验方法》进行。
2.裂纹张开位移COD。当裂纹尖端超过小范围屈服而进入大范围屈服时，以应力场的强弱来描述受力的大小已没有实际意义，因此断裂失稳扩展临界条件K1=K1c也失效了。在弹性断裂力学中，以裂纹张开位移法即COD法应用最广。研究表明，不同厚度试样在破坏时的临界张开位移基本相同。因此可用裂纹张开位移作为断裂判断依据参量。
采用裂纹张开位移法即COD法的断裂判据为：δ≤δc
式中：δ—外力所产生的裂纹张开位移，mmδc—裂纹张开位移临界值，与线弹性断裂力学中的断裂韧度K1c相似，它反映材料对裂纹开裂的抗力，mm。
四、结语
压力容器设计是一门知识量要求涵盖各个学科的复杂工种，任何知识的缺失都会对设计产品的质量产生影响从而对国家人品生活造成影响。以上简单对压力容器中材料最基本的力学性能及其指标进行了介绍。
参考文献
[1] 王从曾，材料性能学，北京：北京工业大学出版社，2001.
[2] 匡震邦等，材料的力学行为，北京：高等教育出版社，1998.
材料力学范文3
关键词:材料力学 教育 改革 发展
一、材料力学教育的改革
1.增加适应教学的实验设备:由于材料力学具有公式多、符号多、概念多的特点,理论性也很强,只有让学生在实验的辅助下,才能更好地学习和理解。由于以前的教育体制下,各个学校对实验设备的投资也很有限,导致试验设施都很落后,有的只能知道实验的方式和方法,但是不能够让学生自己动手,来通过实验的过程,认知材料力学的各种理论,有的实验设备干脆一点都不能用。所以,在未来的教育体制中,必须加大各个学校对实验设备的投入,而且要有专人来维护。只有这样才能保证学生在学习的过程中能够让理论和实践相结合,能够更好地来学习。
2.灵活的教学方式:在材料力学中的每一种基本变形都必须要利用试验现象找到变形特征和基本的假设来推导应力公式,但是现有的教学内容都很普遍地偏重理论分析,减少了对试验方法、手段、规范等的实践,感性的认识很不强,学生明显地感觉到推导的过程是很枯燥无味的,很难以接受得出来的各种结论,所以只好来生搬硬套,非常影响学生本人创新能力的正常发挥。没引入反映现代科技结果的新材料、新概念、新理论和新方法,以致使学生的知识结构不能够迅速地适应现代建设的需要。计算方法还停留在手算的基础之上,不能与现代的计算方法、计算软件接轨,难以处理实践中的比较复杂的计算问题,影响了教学在实际应用中的深度。
二、材料力学的发展
多增加学生的实践经验:不仅要让学生在一些传统的材料力学试验上做试验,比如学生自己动手做材料的拉伸试验、弯曲试验、压缩试验、剪切试验、剥离试验、撕裂试验、扭转试验、冲击试验、压杆失稳试验等基本的变形试验,让学生很好地体会基本的变性特征,综合分析一下各种变形之间的差异,让学生在实际中对理论上的东西有一个很感性的认识。另外还要增加一些在特定条件下,材料的综合性变化,比如热变形试验、热融指数试、流变试验等一些复杂性的试验。更好地对材料力学的各种形态有一个很广泛的认识和认知。这样能通过灵活多样的教学内容让学生能够抓住主要的学习方向,又能够在举一反三的学习中很深刻地理解和消化基本的概念,又能够结合实际,多多的增长实践经验和突破常规的约束,培养学生的席位的流畅性、变通性和独立思考,在创新思维中,进行着创新性的学习。
材料力学本身是有着一套系统完整的内容体系,很不容易让教师本人在长期的教学实践过程中不自觉地变成了一个很机械的教学方式,不能给予学生很多的思维空间,在未来材料力学的发展中必须利用计算机对抽象的理论和复杂计算进行数值模拟和仿真,避免了很枯燥乏味的教学方式。可以让理论联系实际地对经典的基本内容进行着深入的讲解,在保持了原来教学方式的完整,也节约了授课的实践,让剩余的教学实践多用来及时地引进现代化的科学技术来补充和完善内容,让古板的材料力学教育也充满了新的时代气息。比如,在结合材料的力学性质的一节中,课本上讨论的最多的是金属材料,但是在实际的应用中,随着人们的认识能力的提高和检测手段的现代化,材料的应用科学已经很迅速地发展了,金属材料本身也发展了,而随着使用要求的不断提高和加工工艺的不断成熟,金属材料的本身性能已经很大程度的得到了提高,而现在的工业发展中也越来越多地利用新型的材料来代替金属材料,因为金属材料本身的缺点很明显。
所以我们应该结合实际的情况,多通过给学生介绍一些新型的材料,介绍新型材料独特的性质,这样不仅能够加深对经典材料力学性质的认识,也能够用发展的眼光看待新型材料和新型的工艺。这种创新的教学理念对培养材料科学技术的发展、对讲点材料力学理论提出了一个新的课题。
三、总结
在材料力学教学的改革和发展方面,我们要保证与时俱进,理论结合实际,这也是我们改革和发展的一个最基本的理论。
参考文献:
1.魏增菊,张清枝.《材料力学》精品课程建设与实践[N].新乡学院学报.自然科学版,2009(4)
材料力学范文4
【关键词】材料力学 教学方法 工科院校
【基金项目】本文系长沙理工大学教研教改项目（项目编号：JG1452）的研究成果。
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）09-0226-01
一、引言
材料力学是工科类专业的重要基础课，并且与工程实际密切结合，课程内容与后续其它专业课程联系紧密，具有很强的实用性[1]。因此，该课程的教学效果影响工科专业学生的专业课理论学习和毕业后的工程实际应用。在科技日新月异发展的今天，在精简课程学时的同时，必须改进教学方法才能更大程度培养学生的创新能力，以适应新时期的发展和要求。
二、材料力学教与学的现状分析
1.普通工科院校教学内容和体系分析
现有工科院校材料力学体系在内容安排上主要分为两大类型：传统一类按杆件的四类基本变形为主线展开，不同基本变形分别按照“内力应力与强度变形与刚度”形成各自章节[2]。这一体系适用于多学时材料力学的教学，而目前普通工科院校除极少数专业外，大部分工科专业都减少到40-80学时间;非传统的材料力学课程体系则是“杆件内力应力与强度计算变形与刚度计算能量方法与超静定问题压杆稳定”为主线展开[3]，减少了内容和方法的重复讲解，更适用于现有少学时材料力学的教学。
2.材料力学教学与学习现状
在材料力学教学过程中，我们发现，随着工科院校的连续扩招，学生接受能力及基础知识参差不齐，应用力学知识分析和解决与工程实际结合的问题的能力相对较弱。且不少学生反映：材料力学的知识内容较多，不能系统理解;公式较为复杂且枯燥，推导过程也难以掌握;在学习中容易产生畏惧心理，甚至失去信心进而放弃学习。
因而当前每一个材料力学教师都面对着这一挑战，就是如何在少学时材料力学的教学中将内容精要传授给学生，同时提高学生的创新和独立思考的能力。
三、教学方法的改进
目前我校工科专业统一适用新的材料力学课程体系[3]，学时的减少以及教学内容的改变要求我们的教学方法必须有相应的改变。在原有教学体会和实践的基础上，我们探讨了材料力学教学过程中常用教学方法的改进。
1.系统式教学方法
在调查中很大一部分学生反映材料力学的知识点很多而且复杂，把握不住学习的脉络。系统式教学方法可以用来解决学生的这一困惑：系统分析研究事物的内在联系并把握整体结构的性质特点，对知识进行系统归纳、分析和综合。近年我校在新的课程体系下，对基本变形按照“杆件内力应力与强度计算变形与刚度计算”这一主线进行讲解分析，学生自然而然在学习过程中也按照这条主线系统掌握知识要点，不再觉得材料力学知识点多复杂，从而头绪不清，把握不到重点。这种系统式教学方法在对知识进行组合综合分析的过程中，加深了学生对现有知识的理解，又能从对知识的排列组合中培养解决实际问题的能力和创新能力。
2.离散式教学方法
将复杂的事物分解为简单部分，然后再加以组合，这是离散式教学的核心思想。材料力学讲解组合变形时，使用这一教学方法一方面可以使组合变形的求解变得简单，另一方面学生也容易理解。组合变形指的是构件同时发生的两种及以上的基本变形的组合。采用离散式教学方法讲授时，可先将外载荷进行分解或作等效变换，使得每一在和分别对应一种基本变形，求得每一基本变形时的应力和变形，再进行叠加。通过这种离散式思维，无论多复杂的组合变形，都可将其解决。这种离散思维方式能给学生提供一个宽广的思考平台，有助于提高他们的创新能力以及独立解决问题的能力。
3.启发式教学方法
学生反映材料力学中繁琐和枯燥的公式推导过程，使得学习变得枯燥无味。在材料力学的教学中加入采用启发式教学方法，能充分调动学生的主动学习的积极性，进而引导学生进行积极探索和独立思考。例如讲解压杆稳定问题时，可使用有限元软件分析两种实验现象，为什么截面面积相同的杆件，杆长不一样，其承载力相差几十倍呢？这样提问很容易就吸引到学生的注意力。接着可因势利导引入压杆稳定的概念，启发学生进行思考：为什么承载力会不同，那怎么才能提高承载力？这种提出问题的启发式教学不但有助于调动学生的学习积极性，并且能其激发他们创新的欲望。
4.联想式教学方法
联想思维不仅能拓展学生固有的思维能力，还有助于冲破不同学科和专业之间的界限，培养学生的创新能力。在应力圆讲解中，可引导学生对正应力和切应力计算公式进行一定的变化，联想到数学中圆的方程，从而通过和数学上的联想类比得到――应力圆。并比较应力圆和单元体的应力状态之间的不同，得到它们之间“点面对应，倍角关系，转向一致”这一类比关系。联想式教学方法能够让学生积累更多的知识，也能培养学生更强的创新能力。
四、结束语
高等工科院校材料力学教学学时的大幅减少已成事实。在少学时材料力学教学中，应结合学科特点，通过改进多种教学方法将材料力学的精华传授给学生，并重点培养学生的创新能力，提高他们的科学素质，为培养既具创新能力又具备工程实践经验的高素质人才打下良好基础。
参考文献：
[1]胡玮军.材料力学教学改革探讨.科技信息： 学术研究 2007（8）： 45-46.
[2]刘鸿文.材料力学（第五版）[M]. 高等教育出版社， 2011.
[3]李学罡， 蔡明兮.材料力学[M]. 吉林： 吉林科技出版社， 2005.
材料力学范文5
关键词 材料力学 教学方法 研究
中图分类号：G642.0 文献标识码：A
为了全面提升教育教学水平和人才实践能力的培养，各高校都开展了“精品课程”、“特色专业”和“教学团队”等质量工程建设，这对高等学校教学质量的提高和人才培养的促进起到了决定性作用。加强对学生创新能力的培养成为当今高等教育的主要任务。课堂教学的好坏直接关系到质量工程的建设，只有抓好课堂教学建设。才能真正抓好质量工程，建设高水平特色的大学。
“材料力学”是高等本科院校机械工程专业的核心基础课程，相对于其它专业课来说知识比较抽象，其理论性较强。它担负着将“理论力学”和“结构力学”两门重要课程有机衔接起来，起着承上启下的关键作用，具有很强的工程实践性。课程内容紧紧围绕工程中常见的杆件拉伸、扭转、弯曲以及组合变形等应力应变问题展开研究。因此，在“材料力学”的学习过程中，学生要脱离刚体概念的束缚，引入构件变形的思想。课程涉及的公式推导较多，其理论性较强。并且，课程中很多抽象概念难以用语言或文字简单表达，学生对概念认识模糊。为了适应新形势培养创造型人才的需要，这就对材料力学课堂教学方法提出了更高的要求。本文对“材料力学”的课堂教学方法进行了研究与探讨，构建了材料力学教学改革的新框架，期望达到理想的教学效果。
1多种教学方法在课堂教学中的应用，激发学生学习兴趣
1.1利用直观图形化“无形”为可见
教师授课时仅仅依靠文字讲授课堂内容，容易给学生带来枯燥乏味感。上课时，教师应根据课堂的教学内容结合较直观形象的图形表达出来，增加学生对繁琐的教学内容的感知程度。例如，在讲述“荷载集度、剪力和弯矩间的微分关系”一节时，教材中给出文字性的表述关于绘制剪力图和弯矩图的结论。这些总结性的结论比较枯燥，学生往往难以理解和记忆。如果在课堂教学中采用图像化的方式就可以形象地表现剪力图和弯矩图的特点，如表1所示。因此，学生对教材中的结论加深了理解，从而强化了记忆。
1.2利用类比法增强教学生动、形象性
在材料力学的理论体系中，材料力学中的公式推导过程较复杂。例如：讨论横截面为圆形的直杆受扭时的应力，需要综合研究变形几何、物理和静力三方面的关系。研究纯弯曲时正应力，也是从综合考虑变形几何、物理和静力三方面的关系。学生理解起来感到困难，往往采用填鸭式教学，一味的灌输，严重阻碍学生独立学习能力的发展。学会运用类比方法分析事物，对于我们的思维和研究将会有重大的突破。将横截面为圆形的直杆受扭时的应力与扭转切应力类比，首先得到横截面上的截面内力（扭矩和弯矩），然后利用物理关系（推出应力的分布规律）和变形几何关系（得到应变的分布规律）与静力平衡方程联立，求解圆轴扭转时截面的切应力或纯弯曲时正应力。
2采用多媒体教学手段，坚持理论与工程实例相融合的方法，提高课堂教学效果
随着计算机技术的迅速发展，以计算机为主的多媒体技术正在各大高校教学中得到广泛应用。多媒体教学对于改革传统的教学模式，培养学生的创新能力，都起到了很大的推动作用。使课堂教学变得生动、形象、新颖，激发学生学习兴趣，调动学习积极性。材料力学课程是一门技术基础课，它有很强的工程背景。建议课堂教学可以利用计算机多媒体课件，从工程实例出发，引出要讲的知识点，然后再将理论应用于生产实践，使整个讲解都围绕实际工程进行。不仅增加了课堂内容，提供了更多的知识信息，也有效增强学生对材料力学的感性认识，最大程度地激发学生的学习兴趣。培养学生解决实际问题的能力。如：在介绍等截面直杆受轴向拉伸和压缩时横截面上的应力计算公式时，可结合工程实际情况，介绍一些有切口、切槽、油孔、螺纹和轴肩等的拉压零件。让学生了解这些零件的应力分布特征，加深由于截面尺寸变化引起应力集中问题的认识，举例说明工程实际中曾多次出现由于应力集中及压杆失稳而造成的重大事故。笔者引入了2000年8月台湾南部高屏大桥由于失稳倒塌的工程实例。由于采沙过度大桥弦杆受压失稳，大桥中间下陷长达100米，造成17辆车坠河，22人受伤的惨剧。在讲扭转这一章时，可以将汽车传动轴引入进来，利用多媒体课件演示汽车传动轴结构，说明空心轴的合理性，让学生了解传动轴是传递扭矩的，它同时解决了各连接部件不同心的问题以及它们之间距离不断变化的问题。要求学生掌握外力偶矩及横截面上内力的计算，并学会扭矩图的绘制。使学生加深化对扭转剪应力分布规律、扭转强度、扭转刚度的理解。
3坚持理论与实验相融合的上课理念，增强学生的动手能力
材料力学中的理论和实验一直是相辅相成、互相融合的，实验是理论的来源，而理论又需要实验去验证。因此，材料力学的学习应该更加突出实验的重要性，重点理论知识应该与相关的实验相结合。但是，长期以来，材料力学实验教学被束缚在一种固定的模式中，教师讲解实验内容，学生根据教师的讲解按步骤做实验、测量数据，记录实验数据，最后提交实验报告。在这种教学模式下，容易忽略学生对工程实践能力的培养。为此，笔者根据多年的实践与体会，将材料力学实验教学内容进行改革，提出材料力学实验教学内容分为4个层面。
3.1基础性实验
根据材料力学中杆件变形的4种基本形式：拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲，基础性实验教学内容应包括金属材料的拉伸实验、压缩实验、低碳钢剪切弹性模量测定实验及扭转破坏实验。此类实验要求学生能独立操作完成整个实验过程，并掌握仪器设备的使用性能，在实验过程中巩固深化理论知识。
3.2综合性、设计性实验
综合性、 设计性实验的主要目的是培养学生的动手能力和创新能力。为此，我们以现场工程实际情况为背景设计了两个综合性、设计性实验。
（1）偏心拉伸实验、弯扭组合变形主应力的测定实验。通过该实验让学生掌握如何利用电测技术解决结构强度问题，学会应变片测量应力的原理和方法，进一步强化学生对理论知识的理解和应用。
（2）钢桁架结构杆件受力及变形研究。学生可以根据实际的桁架桥，缩小比例，作出相应的桁架模型。并对钢桁架挠度、杆件内力等进行测试，把理论数据和试验数据进行对比，分析数据。使学生初步掌握电测技术在工程测试中的应用。
3.3创新性实验
围绕全国大学生创新设计大赛，让学生展开探索与研究。例如：拱形桥梁的设计，通过对稳定性的分析，计算静载加载砝码对桥梁产生的弯矩，采用多层梁组合作为抗拉系统，确定受力构件核心部分为支架梁的类型。整个实验过程由学生亲自动手完成，在实验进行过程中培养学生们的创新能力和团队合作能力。
4采用计算机软件与理论-实验相融合的思想，提高学生力学建模和数学分析能力
材料力学作为一门经典的基础力学课程，是一个实践性较强的学科，解决问题靠的是实验分析和理论研究相结合。但是由于受实验条件及学时压缩等因素的制约，大多数学校所开的实验项目较少。因此，为了适应形势，在原有的课程体系中融合新的计算技术和引进新的计算软件，从而提高教学质量，加强学生的建模和计算能力，拓宽学生的知识面，培养学生的创新思维。如材料力学的教学课堂中引入Matlab软件中的Simulink仿真工具箱，利用工具箱模拟各种力学对象的力学变形形为。也可选用Matlab软件作为辅助教学软件绘图。首先，分别计算出各简单载荷作用下梁的内力，然后应用叠加法得到任意载荷下梁的内力。然后，利用跳跃函数列出一个适用于全梁的剪力方程和弯矩方程。最后，数据的处理及数据的可视化输出。例如：一外伸梁AB，如图1所示，q=2KN/m，M=4 KN・m，P=40KN，利用Matlab软件绘制剪力图和弯矩图，如图2所示。
同样，将ANSYS软件也可以应用到“材料力学”的教学环境中，活跃课堂气氛，拓宽学生知识面，使“材料力学”课程中一些难点变得形象生动。例如：材料拉伸时的力学性能，搅拌摩擦焊拼焊板拉伸试样，弹性模量为206MPa，泊松比为0.3，当试样的左右两边受到均布力（集度为l0kN/m）作用时，便会观察到X向、Y向正应力分布图（如图3和图4所示）。
5结语
目前，为了适应时代的需要，材料力学课堂教学方法的改革，需要打破传统“黑板式”和“填鸭式”的教学方法，要求力学教师在实际工作中就要做到与时俱进，不断的提高创新工作的能力。利用多媒体教学工具结合现代化教学模式，引导学生独立思考，诱发兴趣使学生爱学，启发思维使学生会学。这样才能真正激发学生学习趣，提高教学效果。
基金项目：武汉东湖学院2015 年度教学研究项目，项目编号 2015DH-25。
参考文献
[1] 刘鸿文.材料力学[M].北京：高等教育出版社，2004.
[2] 李军强.材料力学课程课堂教学方法探讨[J].高等函授学报（自然科学版）， 2012.25（5）：54-57.
[3] 赵丽霞.材料力学课堂教学方法的研究[J].大学教育，2013（12）：58-59.
[4] 胡玮军，陈梦迁.Matlab：工程力学辅助教学辅助新工具[J].中国电力教育， 2008（10）：71-73.
材料力学范文6
关键字：多媒体教学；启发式教学；教师主导作用；学生主体作用
【中图分类号】G640
材料力学是工科院校本科毕业生学习的重要基础课，它不仅是为后续课程的学习奠定一定的基础，而且与工程实际应用密切相关，具有很强的实用性。然而，许多学生在学习材料力学时认为内容多而抽象，不易掌握，特别是由于不能清楚的理解材料力学特有的处理问题的方法而导致解题过程中困难重重，这在一定程度上削弱了学生学习材料力学的积极性。为了调动学生学习材料力学的积极性，对其课堂教学内容与教学方法的改革极其必要，有助于培养出兼具理论知识与实践技能的较全面的高技术人才，为社会与经济的发展而服务，具有突出的社会现实意义[1]。
本文主要从课堂教学内容与教学方法两个方面探讨改善材料力学教学效果的新途径。
1、改善材料力学教学内容
（1）改善理论教学内容
材料力学内容抽象，推导与计算繁琐，这势必影响学生学习的积极性。在课堂教学过程中结合工程实例可以让学生更加清楚的知道所学的知识的具体用途。如在讲解强度概念时，引入重庆綦江彩虹桥破坏实例更加形象的说明强度是构件抵御破坏能力；讲解稳定性问题时，引入毁坏的高压电线塔实例使学生更加清楚的理解稳定性是描述构件保持原有平衡状态的能力。
在讲解轴向拉伸或压缩时，轴力正负的判断是教学重点也是学生理解的难点。在理论力学中所学的判断受力正负的方法在这里已经不再适用，然而学生长时间学习形成的思维定势阻碍了其对轴力正负的理解。如下图所示沿m-m截面将一段轴分为两部分，初学材料力学的学生以左右两部分为研究对象得到的轴力的正负往往不同，这就需要教师在讲解时重点强调轴力正负的判断不能沿用理论力学的判断方法，要向学生明确轴力的正负要看轴力是否
指向截面的外法线方向相同，相同为正，相反为负。材料力学中像这样重点与难点的知识点比较多，教师应该深入思考每个知识点，用独特的让学生容易理解的方式讲授每个知识点，这样不仅调动学生的学习积极性，而且使课堂教学取得良好的效果。
（2）加强实验教学
实验是材料力学课程的重要组成部分，通过实验教学可以帮助学生更好的理解材料力学的基本概念和理论，培养学生的实际动手能力以及运用理论与实验手段解决实际问题的能力。材料力学中的许多知识点只有配合实验教学才能取得良好的教学效果，例如：在讲解低碳钢拉伸的力学性能时，如果结合实验教学可以使学生更形象看到试件在各个拉伸阶段的变形特征，如：在拉应力超过屈服极限时，试件上会出现明显的滑移现象；在拉应力超过强度极限时，试件上会出现缩颈现象，这些比单纯的给学生灌输理论知识让学生在大脑中想象各个阶段杆件的变形特征要好些，会激发学生学习的积极性，取得良好的教学效果。实验教学使得材料力学一些抽象的、较难理解的知识点变得的更加形象化，增强了学生对知识的理解和学习。
2、合理选择教学手段与方法
（1）合理运用多媒体教学
随着科技的发展，多媒体已经成为高校教师课堂教学的手段之一，其所具有的图文并茂，有声有色等特点全面的刺激学生的感觉器官，调动学生学习的积极性，从而改变传统课堂教学所导致的枯燥课堂、知识点难于理解以及学习积极性下降的恶性后果。然而，多媒体教学有其缺点，教师应该针对不同的教学内容予以选择，并与传统教学有机结合，这样才能收到良好的教学效果。如在讲解工程构件需要满足“强度、刚度、稳定性”三个基本概念时，通过多媒体教学为学生展示具体的工程问题，使学生更形象的里解这三个基本概念，这比单纯的口授教学效果更好。又如在讲解杆件基本变形时，采用多媒体动画演示可以使学生更形象直观的观察杆件在变形前后的不同，进而总结杆件变形的基本规律。在推导杆件拉伸、扭转变形的计算规律时，教师在播放动画之后应采用板书教学一步步引导学生掌握每一个推导过程，最终得出结论。
（2）合理有效的运用启发式教学法
所谓的启发式教学是指在教学过程中发挥教师的主导作用与学生的主体作用，实现师生的双向互动，使学生轻松学习和掌握课堂知识，进而培养学生的创造性思维和创新能力[2]。在《材料力学》教学中改变传统的教师灌输式的教学方法，充分发挥教师的主导作用与学生的主体作用，引导学生掌握正确的学习方法，培养学生分析问题解决问题的能力。如在讲解圆轴扭转破坏时，给学生举出身边常见的破坏实例以及相应的破坏形式，发挥学生的主体作用，必要时予以配合实验教学，让学生去找产生相应破坏形式的原因，最后由老师进行总结讲授，取得良好的教学效果。
总之，材料力学课程教学改革要将学生主体，使其掌握理论知识的同时培养其创新思维与创新能力。为提高教学效果，教师在改革教学内容的同时，应该充分发挥教师的主导作用，特别是学生的主体作用。只有这样才能培养出兼具理论与实践能力的双向人才，为社会乃至国家的建设服务。
参考文献：
