I.課程簡(jiǎn)介

一、內(nèi)容概述與總要求

材料力學(xué)主要研究桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性及材料的力學(xué)性質(zhì)，即分析和計(jì)算桿件在 基本變形(軸向拉伸或壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲)和組合變形情況下的內(nèi)力、應(yīng)力、應(yīng)變和變形， 在此基礎(chǔ)上建立桿件的強(qiáng)度條件、剛度條件和穩(wěn)定性條件，并運(yùn)用強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性條件 對(duì)桿件進(jìn)行校核、截面設(shè)計(jì)及載荷確定。

通過(guò)本課程學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，學(xué)生要掌握材料力學(xué)的基本概念和分析問(wèn)題的基本方法，能熟 練運(yùn)用公式進(jìn)行應(yīng)力和變形計(jì)算，能將簡(jiǎn)單的工程實(shí)際問(wèn)題提煉成力學(xué)模型進(jìn)行求解，為后 續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定必要的力學(xué)基礎(chǔ)。

二、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)

考試采用閉卷，筆試形式，全卷滿分為 150 分，考試時(shí)間 75 分鐘。

考試題型為計(jì)算題，要列出詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程。

II.知識(shí)要點(diǎn)與考核要求

一、緒論和基本概念

1.  知識(shí)范圍

材料力學(xué)的任務(wù)；可變形固體的概念；材料力學(xué)采用的基本假設(shè)； 內(nèi)力和應(yīng)力的概念； 位移和應(yīng)變的概念；桿件變形的基本形式。

2.  考核要求

( 1)  了解材料力學(xué)課程的任務(wù)，掌握強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的概念。

(2)  掌握可變形固體的概念及其基本假設(shè)。

(3)  掌握內(nèi)力和應(yīng)力、位移和應(yīng)變的概念。

(4)  掌握四種基本變形的受力和變形特征。

二、軸向拉伸和壓縮

1.  知識(shí)范圍

軸向拉伸和壓縮的概念；截面法；軸力和軸力圖；拉壓桿橫截面上的應(yīng)力；拉壓桿斜截 面上的應(yīng)力；拉壓桿的變形和胡克定律；材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能；拉壓桿的強(qiáng)度條 件及其應(yīng)用。

2.  考核要求

( 1)  掌握截面法確定軸力的方法和軸力圖的作法。

(2)  掌握拉壓桿橫(斜)截面上的正應(yīng)力計(jì)算公式，并能利用公式進(jìn)行計(jì)算。

(3)  掌握胡克定律及其在拉壓桿變形和位移計(jì)算中的應(yīng)用，能熟練計(jì)算桿件的變形和簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)位移。

(4)  掌握低碳鋼和鑄鐵材料在常溫靜載時(shí)拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能。

(5)  掌握拉壓桿的強(qiáng)度條件，能夠利用強(qiáng)度條件對(duì)拉壓桿進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。

三、剪切和扭轉(zhuǎn)

1.  知識(shí)范圍

剪切和擠壓實(shí)用計(jì)算；扭矩及扭矩圖；薄壁圓桿的扭轉(zhuǎn)；切應(yīng)力互等定理和剪切胡克定律；圓桿扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和強(qiáng)度條件；圓桿扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形和剛度條件。

2.  考核要求

( 1)  掌握連接件的實(shí)用計(jì)算方法。

(2)  掌握切應(yīng)力和切應(yīng)變的概念。

(3)  掌握扭轉(zhuǎn)內(nèi)力的計(jì)算，會(huì)畫(huà)扭矩圖。

(4)  掌握切應(yīng)力互等定理和剪切胡克定律。

(5)  掌握?qǐng)A桿橫截面上的切應(yīng)力計(jì)算公式，能夠利用強(qiáng)度條件進(jìn)行扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算。

(6)  掌握?qǐng)A桿扭轉(zhuǎn)變形的計(jì)算公式，能夠利用剛度條件進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算。

四、梁的內(nèi)力

1.  知識(shí)范圍

平面彎曲的概念；梁的支座反力計(jì)算；梁的內(nèi)力的概念及其計(jì)算；利用內(nèi)力方程畫(huà)梁的 內(nèi)力圖；利用彎矩、剪力和荷載集度間的關(guān)系畫(huà)梁的內(nèi)力圖。

2.  考核要求

( 1)  掌握平面彎曲的概念。

(2)  掌握截面法，會(huì)求梁任一橫截面上的內(nèi)力。

(3)  掌握利用內(nèi)力方程畫(huà)內(nèi)力圖；掌握利用彎矩、剪力和荷載集度間的關(guān)系畫(huà)梁的內(nèi)力 圖方法。

五、截面的幾何性質(zhì)

1.  知識(shí)范圍

靜矩和形心；慣性矩和慣性積；平行移軸公式；主軸和主慣性矩；組合截面慣性矩和慣 性積的計(jì)算。

2.  考核要求

( 1)  掌握截面的靜矩和形心的概念及計(jì)算方法。

(2)  掌握截面的慣性矩和慣性積的概念和計(jì)算方法。

(3)  掌握平行移軸公式和組合截面的慣性矩和慣性積的計(jì)算方法。

(4)  掌握主軸、主慣性矩、形心主軸和形心主慣性矩的概念。

六、梁的應(yīng)力

1.  知識(shí)范圍

梁橫截面上的正應(yīng)力及正應(yīng)力強(qiáng)度條件；梁橫截面上的切應(yīng)力及切應(yīng)力強(qiáng)度條件；梁的 合理設(shè)計(jì)。

2.  考核要求

( 1)  掌握梁橫截面上正應(yīng)力的計(jì)算公式和切應(yīng)力的計(jì)算公式，能利用正應(yīng)力強(qiáng)度條件和 切應(yīng)力強(qiáng)度條件對(duì)梁進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。

(2)  了解提高梁承載能力的措施，能對(duì)梁進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

七、梁的變形

1.  知識(shí)范圍

梁的撓度和轉(zhuǎn)角；梁撓曲線的近似微分方程；積分法計(jì)算梁的變形；疊加法計(jì)算梁的變形；梁的剛度校核；超靜定梁的計(jì)算。

2.  考核要求

( 1)  了解梁撓曲線的近似微分方程。

(2)  掌握梁變形計(jì)算的積分方法和疊加法。

(3)  掌握梁的剛度條件，能夠利用剛度條件進(jìn)行梁的剛度計(jì)算。

(4)  掌握超靜定梁的分析方法，能求解簡(jiǎn)單超靜定梁?jiǎn)栴}。

八、應(yīng)力狀態(tài)分析和強(qiáng)度理論

1.  知識(shí)范圍

應(yīng)力狀態(tài)的概念和研究方法；平面應(yīng)力狀態(tài)下任意斜截面上的應(yīng)力；主應(yīng)力及主平面方位，極值切應(yīng)力；空間應(yīng)力狀態(tài)的概念；廣義胡克定律；強(qiáng)度理論及其相當(dāng)應(yīng)力。

2.  考核要求

( 1)  掌握應(yīng)力狀態(tài)的概念和應(yīng)力狀態(tài)的研究方法。

(2)  掌握平面應(yīng)力狀態(tài)分析的解析法，能熟練利用公式計(jì)算平面應(yīng)力狀態(tài)下任意斜截面上的應(yīng)力、主應(yīng)力、主平面方位。

(3)  了解空間應(yīng)力狀態(tài)的概念。

(4)  掌握廣義胡克定律及其應(yīng)用。

(5)  掌握四個(gè)古典強(qiáng)度理論及其應(yīng)用。

九、組合變形

1.  知識(shí)范圍

組合變形的概念；斜彎曲；拉伸(壓縮)與彎曲的組合變形；偏心拉伸(壓縮)；扭轉(zhuǎn)與彎 曲的組合變形；拉伸(壓縮) 、扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合變形。

2.  考核要求

( 1)  掌握斜彎曲的應(yīng)力計(jì)算、強(qiáng)度條件和強(qiáng)度計(jì)算。

(2)  掌握拉伸(壓縮)與彎曲組合變形的應(yīng)力計(jì)算、強(qiáng)度條件和強(qiáng)度計(jì)算。

(3)  掌握偏心拉伸(壓縮)的應(yīng)力計(jì)算、強(qiáng)度條件和強(qiáng)度計(jì)算。

(4)  掌握扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合變形的應(yīng)力計(jì)算、強(qiáng)度條件和強(qiáng)度計(jì)算。

十、壓桿穩(wěn)定

1.  知識(shí)范圍

壓桿穩(wěn)定的概念；各種支承約束條件下等截面細(xì)長(zhǎng)壓桿臨界力的歐拉公式；臨界應(yīng)力和 歐拉公式的應(yīng)用范圍；壓桿的穩(wěn)定計(jì)算，提高壓桿穩(wěn)定性的措施。

2.  考核要求

( 1)  掌握壓桿穩(wěn)定的基本概念。

(2)  掌握細(xì)長(zhǎng)壓桿臨界力的歐拉公式，能利用歐拉公式熟練計(jì)算細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界力。

(3)  掌握柔度、臨界應(yīng)力的概念，掌握歐拉公式適用范圍，能根據(jù)壓桿的柔度值對(duì)壓桿 進(jìn)行分類，掌握壓桿臨界力計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式，能利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算非細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界力。

(4)  掌握壓桿穩(wěn)定計(jì)算的安全因數(shù)法，了解壓桿穩(wěn)定計(jì)算的穩(wěn)定因數(shù)法(又稱折減因數(shù)法。

(5)  掌握提高壓桿穩(wěn)定性的基本措施。