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武汉理工大学材料力学视频共88讲
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课程介绍

       《材料力学》是土木工程专业基础课。它的主要任务是研究构件强度、刚度和稳定性;在保证构件既安全适用又经济的前提下,为构件选择合适的材料,确定合理的截面形状和尺寸,提供必要的计算方法和实验技术。 

       其培养目标为:掌握材料力学的基本概念为学习结构力学、弹性力学、混凝土结构和钢结构等后续课程奠定基础;培养学生运用力学概念和理论分析方法解决实际工程问题,并为培养未来注册结构师打下基础。

      学生在学习本课程时,应多思考、多联系、多与身边的工程实际相联系,真正做到学以致用。 

      教材: 材料力学,张流芳主编,中国武汉,武汉理工大学出版社,2002年。

 

一、基本要求

  1.绪论
  熟悉材料力学的任务及研究对象。掌握变形固体的基本假设,内力、截面法与应力的概念。线变形和角变形。杆件变形的基本形式。

  2.内力及内力图
  了解轴心拉压杆、扭转轴、平面弯曲梁、组和变形构件、斜梁、折梁、曲梁的受力特点;熟悉截面法、内力正负号的规定及荷载与内力之间的微分关系;掌握各种构件在均布荷载、集中力、集中力偶下指定截面内力的计算和内力图的绘制。

  3.截面的几何参数
  掌握简单图形形心和惯性矩的求法;理解面积矩、惯性矩、惯性半径的定义及其相互关系。

  4.应力和变形
  熟悉应力、应变、变形、位移、危险截面、危险点的基本概念;应力和应变正负号的规定;掌握轴心拉压杆、扭转轴、平面弯曲梁的应力分布特点、应力计算和变形计算。

  5.应力状态分析
  理解应力状态,主应力和主平面的概念。掌握平面应力状态分析的解析法、图解法。掌握三向应力圆的作法。理解广义虎克定律。简单了解平面应变分析。

  6.强度计算
  掌握金属材料拉伸和压缩时的力学性能。了解非金属材料拉伸和压缩时的力学性能。理解强度理论的概念,材料破坏形式分析,掌握第一、二、三、四强度理论及其近代解释;掌握轴心拉压杆、扭转轴、平面弯曲梁和组和变形构件的强度条件及其应用。

  7.刚度计算
  熟悉刚度的基本概念和三种基本变形构件对应的刚度;掌握轴心拉压杆、扭转轴、平面弯曲梁的刚度条件及其应用。

  8.轴心压杆的稳定性计算
  理解压杆弹性平衡稳定性的概念;掌握细长压杆的临界载荷-欧拉公式、超过比例极限时压杆的临界力—经验公式,临界应力总图;掌握压杆稳定性设计的步骤、提高压杆稳定性的措施。

  9.能量法和简单超静定问题
  了解莫尔强度理论和卡氏第二理论;掌握简单超静定问题的求解方法和解题步骤。

  10.动荷载下的动应力计算
  理解动荷载和交变应力的概念;掌握各种情况下动荷载动力系数的求法;材料疲劳破坏的基本概念。

 

二、教学内容

  1.绪论
  材料力学的任务和研究对象;作用和效应;杆件变形的基本形式:轴向拉压、剪切、扭转和弯曲。变形固体的基本假设:连续、均匀和各向同性。

  2.内力及内力图
  轴心拉压杆、扭转轴、平面弯曲梁、组和变形构件、斜梁、折梁、曲梁的内力计算及其在各种荷载作用下的内力图绘制。

  3.截面的几何参数
  截面形心的计算方法;面积矩、惯性矩(轴惯性矩和极惯性矩)、惯性积和惯性半径的计算;平行移轴公式;形心主惯性轴和主惯性矩的概念。

  4.应力和变形
  轴心拉压杆、扭转轴、平面弯曲梁的应力计算;轴心拉压杆、扭转轴、平面弯曲梁的变形特点及其计算;组和变形构件的应力计算。

  5.应力状态分析
  一点应力状态的基本概念;平面应力状态分析的数解法和图解法;三向应力状态的特点;平面应力状态下的应变分析;广义胡克定律的基本概念。

  6.强度计算
  材料的基本力学性能、破坏特征、强度理论和强度条件;轴心拉压杆、扭转轴、平面弯曲梁和组合变形结构的强度计算。

  7.刚度计算
  刚度的基本概念;扭转轴和平面弯曲梁的刚度计算。

  8.轴心压杆的稳定性计算
  轴心压杆稳定性的概念;欧拉公式和抛物线公式的特点;压杆的稳定性校核。

  9.能量法和简单超静定问题
  变形体的功;莫尔定理和卡氏第二定律的基本概念;简单的超静定问题。

  10.动荷载下的动应力计算
  动荷载的基本概念;构件匀加速上升或下降时和受竖直方向冲击时的动应力计算;交变应力与疲劳强度的基本概念。

 

、学时分配
  
  本课程的教学时数为54学时,课内外学时比例为1:2,课内学时分配如下表:

 

 

四、其它教学环节和考核方式
  
  教学外还应有4学时的实验教学。

  1.拉伸试验
  
  测定低碳钢的强度性能指标:屈服应力和抗拉强度。

  测定低碳钢的塑性性能指标:伸长率和断面收缩率。
  
  测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标:抗拉强度。
  
  绘制低碳钢和灰铸铁的应力应变曲线图图,比较低碳钢与灰铸铁在拉伸时的力学性能和破坏形式。

  2.矩形截面梁的纯弯曲实验
  
  熟悉电测法的基本原理和静态电阻应变仪的使用方法;
  
  测量矩形截面梁在纯弯曲时横截面上正应力的分布规律;
  
  比较正应力的实验测量值与理论计算值的差别。

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