材料力学
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课程评价
spContent=人类生活的世界由形态万千的材料组成,材料力学首先回答了构件的承载力和安全性问题。本课程通过严密的数理逻辑和丰富的工程案例,用最简单的杆件模型,探索工程构件安全设计之奥妙。通过揭示杆件强度、刚度、稳定性等知识发生和发展过程以及在现代科学技术中应用,培养科学思维、工程素养和创新能力。
—— 课程团队
课程概述

       人类历史有多久,力学的历史就有多久。“力”是人类对自然的省悟。我国第一位桥梁学家隋代李春设计了当今世界上现存最早、跨径最大、保存最完善的古代敞肩石拱桥-赵州桥。北宋李戒在《营造法式》中就曾提到“凡梁之大小,各随其广,分为三分,以二分为厚“。山西应县木塔结构卯榫结合,刚柔相济,耗能减震作用的设计,甚至超过现代建筑学的科技水平,与意大利比萨斜塔、巴黎埃菲尔铁塔并称“世界三大奇塔”。北京天坛祈年殿28根金丝楠木大柱造就了巧夺天工的梁柱结构。国家体育场鸟巢形态如同孕育生命的“巢”和摇篮,寄托着人类对未来的希望,节点复杂多变的杆系网状架构令人叹为观止。这些人类文明积累的成果催生和发展了材料力学。

       材料力学是固体力学中具有入门性质的分支,是最基础的变形体力学。它将工程结构和机械中的简单构件简化为一维杆件,定量的研究构件内部在各类变形形式下的力学规律,以便于选择适当的材料,确定恰当的形状尺寸,在保证能够承受预定的荷载的前提下设计出安全而经济的构件。本课程包含杆件四种基本变形(拉压、剪切、扭转、弯曲)、应力状态与强度理论、组合变形、压杆稳定、能量方法、材料力学实验等基本内容以及薄壁杆件的自由扭转、动载荷和疲劳、弯曲的几个补充问题、超静定结构等四个专题。覆盖理工科高等院校长学时课程的教学内容。此外,为加深对内容的理解,我们还专门录制了15个单元,共计460分钟的习题讲解。课程教学内容完全满足后续专业课程学习、从事专业工作、新项目研究、开发和继续学习的要求。本课程教学资源可适用于中等或长学时的材料力学课程以及考研复习课程。

授课目标

1. 知识目标:掌握变形体力学的基本概念以及进行杆件内力、应力、变形分布规律分析的基本原理和方法;能结合材料力学的基本理论,进行构件强度、刚度和稳定性问题的计算分析。

 2. 能力目标:能够针对简单工程问题设计试验,并综合理论计算和实验结果,进行构件安全性分析;能够建立实际工程问题的力学模型,并对结构承载能力进行定性与定量分析;能够正确设计满足工程需求的构件;具备一定的科学思维、工程素养和创新能力。

3.育人目标:形成一定的科学思维方法;具备一定的探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感;形成良好的科学伦理和工程伦理;具备精益求精的大国工匠精神,以及科技报国的家国情怀和使命担当。


课程大纲
预备知识

学习本课程需先期具备高等数学和理论力学的相关知识。

参考资料

1. 刘鸿文主编. 材料力学(Ⅰ)(Ⅱ). 第6版. 北京:高等教育出版社,2017.

2. 单辉祖编著. 材料力学 (Ⅰ)(Ⅱ). 第4版.北京:高等教育出版社,2016.

3. 秦世伦,李晋川编著. 材料力学. 北京:高等教育出版社,2016.

4. 孙训方,方孝淑,关来泰编. 材料力学(Ⅰ)(Ⅱ). 第五版. 北京:高等教育出版社,2013.

5. 邓宗白,陶阳,吴永端编. 材料力学. 北京:科学出版社,2013.

6. James M. Gere, Barry J. Goodno, Mechanics of materials (英文影印版), 北京:机械工业出版社, 2011. 

7. R.C. Hibbeler, Mechanics of materials (英文影印版), 北京:高等教育出版社, 2004.

8. 赵增辉等主编. 材料力学实验与创新设计.北京:应急管理出版社,2022.


常见问题

材料力学课程有三多:概念多、公式多、计算多。但这并不代表材料力学内容很琐碎。恰恰相反,该课程的内容非常系统而且具有很强的规律性。大家在学习时,应注意掌握材料力学研究变形的基本方法,努力寻求各类公式的相互关联。在掌握基本概念和基本理论的同时,应加大作业和习题的训练量,并且善于在生活中发现材料力学问题并解决它。