spContent=材料力学是机械、土木、材料、成型、车辆等专业的基础课程,在本科生培养体系中处于承上启下的位置:应用数学、物理等先修课程知识、理论,是为承上,为专业课的学习提供力学基础,此为启下。目前,本课程的教学普遍存在课时不足的问题,结合互联网加技术,能够延伸学习的宽度及广度,并为学生、教师搭建交流平台。
材料力学是机械、土木、材料、成型、车辆等专业的基础课程,在本科生培养体系中处于承上启下的位置:应用数学、物理等先修课程知识、理论,是为承上,为专业课的学习提供力学基础,此为启下。目前,本课程的教学普遍存在课时不足的问题,结合互联网加技术,能够延伸学习的宽度及广度,并为学生、教师搭建交流平台。
—— 课程团队
课程概述
材料力学(mechanics of materials)是研究杆件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。一般是机械、土木及金属材料工程等专业的大学生必须修读的课程,学习材料力学一般要求学生先修高等数学和理论力学。材料力学与理论力学、结构力学并称三大力学。材料力学的研究对象主要是棒状材料,如杆、梁、轴等。对于桁架结构的问题在结构力学中讨论,板壳结构的问题在弹性力学中讨论。
授课目标
1、专业目标:
通过本课程的理论教学和实验训练,使学生具备下列知识和能力:
课程目标1:培养学生掌握力学的基本概念、理论和方法。
课程目标2:培养学生掌握杆件的强度、刚度和稳定性的概念、必要的基础理论知识和较强的力学性能计算能力。
课程目标3:培养学生掌握力学一定的分析能力和实验能力。
课程目标4:培养学生从力学现象和工程实际中发现问题的能力,在建立基本概念的基础上使学生能够根据定律和公理,利用教学的分析方法建立力学和数学模型,得到有关的基本公式和定理的能力,为学习有关后继课程打好必要的基础。
2、德育目标:
勇于探索,追求真理,团队协作,勇攀科学高峰的责任感和使命感,体现马克思主义唯物辩证法的规律,培养学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的爱国情怀和使命担当。
课程大纲
第一章 绪论-4学时
课时目标:掌握材料力学的基本假定、研究对象以及内力、应力和应变等概念
第二章 轴向拉伸与压缩变形-10学时
课时目标:掌握拉压变形的强度及变形计算问题,能够利用相关方法、原理分析杆系内力、承载力和变形
1 轴力与轴力图
2 拉压应力
3 强度条件
4 杆件拉压变形计算
5 杆系拉压变形计算
6 拉压超静定
第三章 扭转变形-6学时
课时目标:掌握轴的强度、刚度条件和应力计算,能够设计圆截面轴
1 扭矩与扭矩图
2 扭转应力
3 强度条件
4 刚度条件
5 扭转超静定
第四章 弯曲变形-18学时
课时目标:掌握弯曲内力、应力和变形,进行梁的设计,解决简单超静定梁
1 剪力、弯矩方程与剪力、弯矩图
2 荷载集度、剪力、弯矩微分关系
3 荷载集度、剪力、弯矩微分关系的应用
4 弯曲正应力
5 截面形心与惯性矩
6 弯曲正应力强度条件
7 梁位移的积分法计算
8 弯曲变形叠加法A
9 弯曲变形叠加法B
10 简单超静定梁
第五章 应力状态分析-8学时
课时目标:掌握应力状态分析解析法和图解法,通过广义胡克定理进行应力、应变计算
1 应力状态概述
2 平面应力状态分析-解析法
3 平面应力状态分析-图解法
4 广义胡克定律
第六章 强度理论与组合变形-6学时
课时目标:掌握常用强度理论和常见组合变形
1 常用强度理论
2 弯扭(拉)组合变形
3 双向弯曲
第七章 压杆稳定-6学时
课时目标:掌握压杆临界应力总图
1 临界载荷的欧拉公式编辑教学内容
2 中、小柔度的临界应力编辑教学内容
3 压杆的稳定校核
第九章 能量方法-10学时
课时目标:掌握互等定理、卡氏定理和虚功原理,能够通过能量方法计算构件、简单结构变形
1 应变能及其计算
2 互等定理
3 卡氏定理
4 虚功原理
5 莫尔积分
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预备知识
1. 高等数学微积分相关知识;
2. 静力学平面任意力系平衡条件;
3. 动力学机械能、达朗贝尔原理
参考资料
刘鸿文 材料力学(第六版)高等教育出版社
孙训方 方孝淑 关来泰 材料力学 (第六版) 高等教育出版社
Hibbeler R. C. Mechanics of materials (Fifth edition) Pretice Hall.
常见问题
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