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材料力学
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spContent=本课程研究如何在满足强度、刚度、稳定性的要求下,以最经济的代价,为构件确定合理的形状和尺寸,选择适宜材料,提供必要的理论基础和计算方法。材料力学与航空、兵器、造船、机械、建筑、水利、铁道、桥梁、石油、化工、冶金、采矿等领域均有着紧密的联系,并起着十分重要的作用。
—— 课程团队
课程概述

《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。

授课目标

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。


课程大纲
预备知识

   高等数学、大学物理、理论力学

参考资料

范钦珊.《材料力学》第三版,清华大学出版社,2015.01

刘鸿文.《材料力学》第六版,高等教育出版社,2016.09

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》,电子科技大学出版社,2016.07

孙训方.《材料力学》第五版,高等教育出版社,2009.07

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