材料力学
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spContent=材料力学以高等数学和理论力学为基础,是结构力学、弹性力学和机械设计等其它技术基础课和专业课的基础。在材料力学课程的教学过程中,主要教授学生求解杆件的强度、刚度和稳定性等力学问题的技能,培养学生将工程实际问题提炼成力学问题(即力学建模)的能力。
—— 课程团队
课程概述

        材料力学主要研究材料的力学性能和杆件在外力作用下的强度、刚度和稳定性问题。课程的任务是使学生掌握受力构件变形及其变形过程中构件内部应力分析和计算的方法,掌握构件的强度、刚度和稳定性分析理论在工程设计、事故分析等方面的作用,为经济合理地设计构件提供必要的理论基础和计算方法。通过材料力学的学习,要求学生对杆件的强度、刚度和稳定性问题有明确的基本概念、必要的基础知识、比较熟练的计算能力、一定的分析能力和初步的实验能力,并为学好有关的后续课程机械设计、结构分析、有限元方法等打好必要的基础。

授课目标

教学目标1:掌握基本变形的概念和分析方法,并能对杆件进行强度计算和刚度计算; 

教学目标2:掌握组合变形强度计算的理论基础,并能对组合变形杆件进行强度计算; 

教学目标3:掌握压杆稳定性分析的概念和方法,并能进行压杆稳定性校核; 

教学目标4:熟悉材料力学实验设备,通过实验对材料特性进行研究和实验验证; 

教学目标5:具备对工程问题进行力学建模、分析计算的能力。

课程大纲

课程教学内容

(一)基本变形

材料力学的任务;变形固体的基本假设;杆件变形的四种基本形式;强度计算;刚度计算;平面图形的几何性质;应力集中的概念。

   1)基本要求

(1) 了解材料力学的任务、变形固体的基本假设;

(2) 熟练掌握杆件在基本变形下的内力(绘制内力图)、应力、变形计算;

(3) 掌握平面图形的几何性质的计算;

(4) 掌握实验测量材料的力学性能;

(5) 掌握简单静不定问题的求解;

(6) 了解应力集中的概念。

   2)重点、难点

重点:杆件的内力、应力和变形分析。

难点:推导应力分布规律的实验分析方法。

3)作业及课外学习要求:

每次课堂教学后有课外作业,要求独立完成。

(二)应力状态分析

应力状态的概念;主应力、主平面;应力状态的分类;解析法、图解法;广义胡克定律;变形比能;强度理论。

   1)基本要求

(1) 了解应力状态、主应力、主平面的概念;三向应力状态下的最大剪应力;复杂应力状态下的变形比能;

(2) 掌握广义胡克定律分析应力和应变;

(3) 熟练掌握解析法、图解法(应力圆);四种常用的强度理论。

   2)重点、难点

重点:平面应力状态下的主平面、主应力、强度理论的应用。

难点:主平面的确定。

3)作业及课外学习要求:

每次课堂教学后有课外作业,要求独立完成。

(三) 组合变形

组合变形的概念;叠加原理;组合应力;拉()与弯曲的组合;扭转与弯曲的组合。

   1)基本要求

(1) 了解组合变形的概念、叠加原理;了解杆件在两种组合变形下的强度分析;

(2) 熟练掌握杆件在拉()与弯曲、扭转与弯曲组合下的强度计算。

   2)重点、难点

重点:拉()与弯曲的组合、扭转与弯曲的组合。

难点:危险截面、危险点的确定。

3)作业及课外学习要求

    每次课堂教学后有课外作业,要求独立完成。

(四) 压杆稳定

压杆稳定、临界压力、柔度的概念;欧拉公式;长度系数;经验公式;稳定校核。

   1)基本要求

(1) 了解压杆稳定、临界压力的概念;熟练掌握柔度的计算;

(2) 熟练掌握细长压杆的临界压力(应力)计算的欧拉公式;

(3) 掌握中长压杆的临界压力(应力)计算的经验公式;

(4) 了解提高压杆稳定性的措施;熟练掌握压杆的稳定计算。

   2)重点、难点

重点:柔度、临界压力的计算。

难点:压杆稳定的概念。

3)作业及课外学习要求

每次课堂教学后有课外作业,要求独立完成。


预备知识

高等数学、理论力学

证书要求

完成视频学习

完成随堂测试

期中期末测试100分

60分~85分发放合格证书

85分~100分发放优秀证书

参考资料

教材:

材料力学》(第五版),刘鸿文编,高等教育出版社,2010

参考书目:

简明材料力学,刘鸿文编,高等教育出版社,1995

材料力学 第二版. 单辉祖编北京:高等教育出版社,2004

材料力学学习指导》,陈乃立编,北京:高等教育出版社,2004

材料力学闫晓鹏. 武瑛编,清华大学出版社,2013