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材料力学
第6次开课
开课时间: 2020年02月17日 ~ 2020年08月25日
学时安排: 4-6小时每周
当前开课已结束 已有 3763 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
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课程评价(18)
spContent=大千世界,力无处不在。工程中各种机器,建筑中的各个结构,生活中的日用品等各种物件都要符合它的强度、刚度、稳定性要求才能够安全、正常工作,这样就产生了材料力学这门学科,请跟着我们一起进入“材料力学”这个美妙的世界,一起去领略来自自然界、工程上、生活中的力学之美吧!
大千世界,力无处不在。工程中各种机器,建筑中的各个结构,生活中的日用品等各种物件都要符合它的强度、刚度、稳定性要求才能够安全、正常工作,这样就产生了材料力学这门学科,请跟着我们一起进入“材料力学”这个美妙的世界,一起去领略来自自然界、工程上、生活中的力学之美吧!
—— 课程团队
课程概述

材料力学是固体力学的一个分支,通过研究构件在各种外力作用下产生的应变、应力从而得到结构构件和机械零件的强度、刚度和稳定条件,材料力学是土木工程、机械工程、道路桥梁、航空航天工程、材料工程等专业必须掌握的知识。通过对本课程的学习、分析、讨论,掌握了工程结构中构件的承载能力分析和计算,为进一步学习后续其他学科基础课和专业课提供必要的理论基础,也为进一步提高分析问题和解决问题的能力奠定必要的力学基础。

课程的基本要求

知识:熟练绘制杆件四种基本变形的内力图,并进行杆件的应力和位移、强度和刚度的计算;掌握应力状态分析和强度理论,掌握组合变形下杆件的强度计算;熟悉能量法的基本原理,掌握用能量方法计算构件的位移;掌握简单超静定问题的求解方法;理解压杆的稳定性概念,掌握轴向受压杆件的临界力计算方法和压杆稳定性计算;掌握构件作等加速运动、匀速转动及受冲击作用时的应力和变形计算方法;了解疲劳破坏的特点和基本概念,疲劳极限与影响构件极限的主要因素。

能力:掌握工程结构中构件的承载能力分析计算方法,培养在工程设计中有关力学方面的分析计算能力、培养严谨的科学推理、严密的逻辑思维、正确的工程问题表达,掌握解决工程实际问题的一般方法;在力学与工程实际问题的结合中培养创新意识,提高分析问题和解决问题的能力;

       素质:通过课程的学习、分析、讨论、辩论等环节培养学生与工程技术人员沟通交流素质,提升对职业道德和责任感的理解,具备较强的专业团队合作精神;通过课外导学的模式,提升自主学习和终身学习的意识,形成不断学习和适应社会发展素质。





授课目标

通过对本课程的学习、分析、讨论,掌握了工程结构中构件的承载能力分析和计算,为进一步学习后续其他学科基础课和专业课提供必要的理论基础,也为进一步提高分析问题和解决问题的能力奠定必要的力学基础。

课程大纲
绪论
课时目标:理解材料力学的任务和基本概念
1.1 材料力学的任务
1.2 材料力学的基本概念和内容
第一讲单元测验
轴向拉伸压缩与剪切
课时目标:了解材料拉伸及压缩时的力学响应特征和力学性能指标,掌握轴向拉压杆的强度计算和变形计算方法。
2.1 轴向拉压的内力与应力
2.2 材料拉压力学性能
2.3 材料拉压力学性能及轴向拉压的强度计算
2.4 轴向拉伸压缩时的变形
2.5 拉压静不定问题
2.6 剪切
辅助资料1:低碳钢的轴向拉伸实验
辅助资料2:铸铁的轴向拉伸实验
辅助资料3:铸铁的轴向压缩实验
第二讲单元测试
第二讲单元作业
扭转
课时目标:理解扭转的概念,掌握圆轴扭转的应力和强度条件,以及圆轴扭转的变形和刚度条件。
3.1 圆轴扭转的内力
3.2 圆轴扭转的应力
3.3 圆轴扭转的强度条件和刚度条件
第三讲单元测验
第三讲单元作业
截面的几何性质
课时目标:掌握静矩、惯性矩、惯性积的计算和平行移轴公式的应用。
4.1 截面的几何性质1
4.2 截面的几何性质2
第四讲单元测验
第四讲单元作业
弯曲内力
课时目标:理解平面弯曲的概念,掌握弯曲内力计算方法、剪力-弯矩-载荷集度之间的关系、以及剪力图与弯矩图的绘制。
5.1 弯曲内力
5.2 剪力图和弯矩图1
5.3 剪力图和弯矩图2
5.4 连续梁、刚架、平面曲杆的内力图
第五讲单元测验
第五讲单元作业
弯曲应力
课时目标:掌握弯曲正应力公式和弯曲正应力强度条件;掌握弯曲切应力公式和弯曲切应力强度条件。
6.1 弯曲正应力
6.2 弯曲切应力
6.3 梁的弯曲强度条件
第六讲 单元测验
第六讲单元作业
弯曲变形
课时目标:理解挠度的概念,掌握梁的挠曲线近似微分方程、叠加法求梁的变形、以及简单超静定梁求解。
7.1 弯曲变形的概念与梁的挠曲线近似微分方程
7.2 积分法求弯曲变形
7.3 叠加法求弯曲变形
7.4 简单静不定梁
第七讲单元测验
第七讲单元作业
应力状态分析和强度理论
课时目标:理解应力状态基本概念,掌握平面应力状态分析的解析法及图解法、广义胡克定律、以及四种常用强度理论及其应用。
8.1 应力状态概述
8.2 平面应力状态分析-解析法
8.3 平面应力状态分析-图解法
8.4 三向应力状态
8.5 广义胡克定律
8.6 复杂应力状态下的应变能密度
8.7 强度理论
第八讲单元测验
第八讲单元作业
组合变形
课时目标:理解组合变形的概念,掌握组合变形下杆件的强度计算,了解截面核心的确定方法。
9.1 组合变形概述
9.2 斜弯曲
9.3 拉压和弯曲组合变形
9.4 偏心拉(压)和截面核心
9.5 扭转与弯曲组合变形
第九讲单元测验
第九讲单元作业
压杆稳定
课时目标:理解压杆稳定的概念,掌握细长压杆临界载荷的欧拉公式、压杆临界应力总图、以及压杆的稳定性计算,了解提高压杆稳定性的措施。
10.1 压杆稳定概述
10.2 细长压杆临界压力的欧拉公式
10.3 欧拉公式的适用范围及经验公式
10.4 压杆的稳定校核
10.5 提高压杆稳定性的措施
辅助材料4:压杆稳定实验
第十讲单元测验
第十讲单元作业
能量法
课时目标:理解杆件应变能的概念、功的互等定理和位移互等定理,掌握卡氏第二定理、单位载荷法与莫尔积分。
11.1 外力功与应变能
11.2 余能定理
11.3 卡氏第二定理
11.4 虚功原理
11.5 单位载荷法
11.6 莫尔积分
11.7 互等定理
第十一讲单元测验
第十一讲单元作业
静不定问题
课时目标:理解静不定结构的概念,掌握利用力法求解静不定问题的方法。
12.1 静不定结构概述
12.2 卡氏第二定理在求解静不定问题中的应用
12.3 莫尔积分在求解静不定问题中的应用
12.4 力法的正则方程
12.5 对称与反对称性质的应用
第十二讲单元测验
第十二讲单元作业
动载荷
课时目标:掌握构件作等加速运动和匀速转动时的应力计算,以及冲击时的应力和变形计算,了解提高构件抗冲击能力的措施。
13.1 动载荷概述
13.2 动静法在动载荷计算中的应用
13.3 能量法在冲击问题中的应用
第十三讲单元测验
第十三讲单元作业
交变应力与疲劳
课时目标:掌握材料疲劳的概念,了解材料的S-N曲线、材料的疲劳极限、以及影响构件疲劳极限的主要因素。
14.1 交变应力与疲劳失效
第十四讲单元测验
展开全部
预备知识

高等数学;理论力学

证书要求

对学员取得证书的要求如下:

1. 参加每讲单元作业,单元作业成绩占课程总成绩的10%;

2. 参加每讲单元测验,单元测验成绩占课程总成绩的30%;

3. 参加老师课堂交流区提出的讨论,占课程总成绩的20%;

4. 参加期末考试,成绩占课程总成绩的40%。  

总评成绩60-84分为合格,可申请合格证书;总评成绩85分及以上为优秀,可申请优秀证书。


注意:现在平台不再支持免费电子证书,需要申请才能获得纸质证书。

参考资料

1. 李东平主编. 材料力学. 武汉:武汉大学出版社. 2015年

2. 刘鸿文主编. 材料力学Ⅰ、Ⅱ(第5版). 北京:高等教育出版社. 2010年

3. 孙训方主编. 材料力学Ⅰ、Ⅱ(第5版). 北京:高等教育出版社. 2009年

4. James M.Gere著. Mechanics of Materials. 北京:机械工业出版社. 2004



中南大学
20 位授课老师
刘静

刘静

副教授

罗建阳

罗建阳

副教授

李东平

李东平

教授

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