《材料力学》课程是安阳工学院多年来建设的精品课程, 师资队伍具有丰富的授课经验,现与安阳师范学院、河南工学院共同组建材料力学教学团队。通过团队多年的教学研究、积极探索科学的教学方法、制作精美的教学课件、收集丰富的教学资源,竭力为大家提供一门教学内容丰富充实、理论推导清晰易懂、讲解方式深入浅出的在线课程,为从事机械、土建、航空航天等工程领域的学生及工作人员提供《材料力学》学习素材。
《材料力学》课程是一门用以培养学生在机械设计、土木建筑等工程领域中有关力学方面设计、计算能力的技术基础课,主要研究工程结构中构件的承载能力问题。通过对本课程的学习,能够对构件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念,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践能力。
材料力学内容:
材料力学的任务和研究对象;变形固体的基本假设;内力、截面法;应力的概念;线应变和切应变;杆件变形的基本形式。
计算杆件在轴向拉(压),扭转,剪切和平面弯曲的内力,画内力图;对轴向拉压,扭转和平面弯曲作应力计算;强度条件和刚度条件的建立与应用;一次超静定问题的解法。剪切和挤压的实用计算;综合应用拉(压),剪切和挤压强度条件对连接件作强度计算。
用解析法和图解法分析平面应力状态;求任一斜截面上的应力,主应力、主平面方位;画三向应力状态的应力圆,计算单元体上的最大剪应力;广义虎克定律及其应用;复杂应力状态下的比能;材料常见的两种破坏类型,四种常见的强度理论。
杆件在斜弯曲,拉(压)与弯曲组合及弯扭组合时的强度计算。
截面几何性质的概念及定义;平行移轴公式和转轴公式;组合截面静矩,形心位置,惯性矩,惯性积,形心主惯性轴及形心主惯性矩的计算。
计算杆件的变形能,用能量法解超静定问题。
压杆稳定平衡与不稳定平衡以及临界力的概念;四种常见的约束下细长压杆临界力的计算;临界应力及临界应力总图;欧拉公式的应力范围及经验公式;压杆稳定校核。
熟悉各种概念、原理和定律,掌握其计算与应用的方法。了解材料力学的基本理论、基本概念和基本分析方法。使学生能科学地辨认材料力学中的各种概念、原理、专业术语,使学生知道材料力学中各种构件的分类、受力过程和变化倾向。理解材料力学中杆件和梁的几种变形形式。使学生能用自己的语言对各种理论知识加以叙述、解释和归纳,并且能够指出各部分知识之间的内在联系和相互区别。
具体反映在:
1.对材料力学的基本理论、基本概念和基本分析方法有明确的认识。
2.掌握一般杆类零件和构件的受力与变形原理,具有绘出其合理的力学计算简图的初步能力。
3.能够熟练地分析与计算杆件在拉、压、剪、扭、弯时的内力,绘制相应的内力图。
4.能够熟练地分析与计算杆件在基本变形下的应力和变形,并进行相应的强度和刚度计算。
5.对应力状态理论与强度理论有明确的认识,并能够将其应用于组合变形情况下的强度计算。对应变状态有关概念有一定了解和认识。
6.熟练地掌握简单超静定问题的求解方法。
7.能够熟练地分析与计算理想中心受压杆件的临界荷载和临界应力,并对国家现行钢结构设计规范所规定工程压杆的稳定计算方法,有深入地了解和认识,并能够熟练地进行压杆的稳定性计算。
8.对杆件的应变能有关概念、基本原理和基本定理有一定认识和掌握,并能够熟练地用来计算简单梁、扭转圆轴和简单拉压杆结构的位移,进而计算简单超静定问题的内力。
9.对于常用材料的基本力学性能及其测试方法有初步认识。
10.对于电测实验应力分析的基本原理和方法有初步认识。
第一章 绪论
1.1 材料力学的任务和研究对象
1.2 材料力学的基本假设
1.3 外力与内力
1.4 应力与应变
1.5 杆件变形的基本形式
本章拓展知识
第一章单元测试
第二章 拉伸 压缩与剪切
2.1 轴力与轴力图
2.2 拉压杆的应力与圣维南原理
2.3 材料拉伸时的力学性能
2.4 材料压缩时的力学性能
2.5 轴向拉压杆的强度计算
2.6 轴向拉伸或压缩的变形
2.7 轴向拉伸或压缩时的应变能
2.8 拉伸、压缩超静定问题
2.9 应力集中
2.10 剪切与挤压的实用计算
本章拓展知识
拉伸实验
测材料的弹性模量和泊松比实验
电测法的基本原理
第二章单元测验
第三章 扭转
3.1 概述
3.2 外力偶矩的计算、扭矩及扭矩图
3.3 纯剪切
3.4 圆轴扭转时的应力及强度计算
3.5 圆轴扭转时的变形及刚度计算
3.6 圆柱形密圈螺旋弹簧的应力和变形
3.7 非圆截面杆件扭转的概述
本章拓展知识
第三章单元测验
第四章 弯曲内力
4.1 弯曲的概念及受弯杆件的简化
4.2 弯曲内力
4.3 剪力、弯矩与载荷集度的关系
4.4 平面刚架和曲杆的内力
章节拓展知识
剪力图和弯矩图绘制作业
第四章单元测验
第五章 弯曲应力
5.1 与应力分析有关的截面图形的几何量
5.2 纯弯曲时梁横截面上的正应力分析
5.3 弯曲切应力
5.4 梁弯曲时的强度计算及提高梁弯曲强度的措施
章节拓展知识
纯弯曲梁的正应力实验
第五章单元测试
第六章 弯曲刚度
6.1 积分法求梁的弯曲变形
6.2 叠加法求梁的弯曲变形
6.3 梁的弯曲刚度计算和提高弯曲刚度的措施
6.4 简单超静定梁
本章拓展知识
第六章单元测试
第七章 应力状态分析与强度理论
7.1 应力状态概述及二向和三向应力状态的实例
7.2 平面应力状态分析——解析法
7.3 平面应力状态分析——图解法及三向应力状态分析简介
7.4 广义胡克定律及复杂应力状态的应变能密度
7.5 强度理论
章节拓展知识
第七章单元测试
第八章 组合变形
8.1 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形
8.2 扭转与弯曲的组合变形
章节拓展知识
空心圆管在弯扭组合变形下的主应力测定
第八章单元测试
第九章 压杆稳定问题
9.1 压杆稳定的概念
9.2 细长压杆的临界载荷
9.3 欧拉公式的应用范围与临界应力总图
9.4 压杆稳定性校核及提高压杆稳定性的措施
章节拓展知识
第九章单元测试
高等数学、大学物理、理论力学
刘鸿文.《材料力学Ⅰ》第七版,高等教育出版社,2024.08
单辉祖.《材料力学》第四版,高等教育出版社,2016.01
赵卫兵.《材料力学》,机械工业出版社,2023.07
孙训方.《材料力学》第六版,高等教育出版社,2019.03
陈乃立.《刘鸿文材料力学学习指导书》,高等教育出版社,2012.02
《理论力学Ⅰ、Ⅱ》(第八版),哈尔滨工业大学力学教研室,2016.09