《材料力学》是一门引入变形概念和变形体的力学,主要研究材料在拉伸与压缩、扭转、弯曲、剪切等外载荷作用下,产生的变形、应变、内力、应力、强度、应力应变关系、刚度、应变能、稳定性等等。
《材料力学》具有非常悠久的历史,1638年,伽利略《关于两门新科学的对话》一书的出版,标志着《材料力学》成为一门独立学科。随着17世纪末蒸汽机的发明和使用,大量的机械与结构需要鉴定材料强度,《材料力学》得到快速发展,《材料力学》中的几个经典问题例如轴向拉伸问题、梁的弯曲问题等得到初步解决。
《材料力学》具有十分广泛的工程背景,几乎涉及到所有工程领域。通过本门课程的学习,同学们将对工程中材料的强度、刚度和稳定性问题具有清晰的概念,了解并掌握构件在载荷作用下受力、变形如何分析研究、如何建立模型。同时结合课程的特点,培养学生正确的思维方法、能源及相关工程问题的抽象与建模能力,使学生在逻辑思维、抽象简化、图形表述、计算能力、人文素养等方面得到培养和提高。
本课程的主讲教师一直为中国矿业大学(北京)工程力学、采矿工程、土木工程、机械工程等专业的本科生授课。授课以板书为主,突出人文因素和矿业工程背景,培养工科学生的力学素养与思辨能力,打造力学素养的基础环节。
本课程旨在通过变形体讲解,使学生对工程中材料的强度、刚度和稳定性问题具有明确的概念,了解并掌握构件在载荷作用下受力、变形的规律及其实用计算方法,为工程设计和学习后继课程打下必要的基础。同时,结合本课程的特点,培养学生正确的思维方法、能源及相关工程问题的抽象与建模能力,使学生在逻辑思维、抽象简化、文字与图形表述、计算能力、力学人文素养等方面得到培养和提高。通过本课程的教学,达到以下课程目标:
(1) 具有将常见的一般构件简化为力学简图的初步能力。
(2) 会分析计算杆件在基本变形下的内力,并画出相应的内力图。
(3) 熟练掌握杆件在基本变形下的应力和变形计算。
(4) 能够正确运用强度、刚度条件对构件进行校核和截面选择。
(5) 正确理解应力状态和强度理论,掌握组合变形下杆件的强度计算。
(6) 掌握简单超静定问题的求解方法。
(7) 了解能量法的基本原理,掌握一种计算位移的能量方法。
(8) 理解压杆稳定性概念,能够正确运用稳定性条件进行稳定性计算。
(9) 了解低碳钢和灰口铸铁的基本力学性能及其测试方法。
(10) 对材料力学处理问题的基本方法有明确的了解。
高等数学,理论力学
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1.孙训方、方孝淑、关来泰. 材料力学(I)(第5版)[M]. 北京:高等教育出版社,2009.7.
2.孙训方、方孝淑、关来泰. 材料力学(II)(第5版)[M]. 北京:高等教育出版社,2009.9.