材料力学
材料力学
1000+ 人选课
更新日期:2025/05/20
开课时间2025/01/21 - 2025/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
日常生活结构及实际工程结构随处可见。它们在使用过程中能一直安全可靠地工作吗?会不会发生因断裂、压溃、大变形等而影响正常使用呢?这是每一位使用者所关心的问题。作为未来的工程师,如何合理地设计构件、保证这些结构安全可靠地使用呢?这就是材料力学这门课的主要任务。通过本课程的学习,你会了解构件的变形、破坏与受力之间的关系。通过合理地受力分析及严密地数学推导,从而建立能够保证构件安全使用的强度、刚度及稳定性条件;以最经济的代价为构件确定合理的形状和尺寸、选择适宜的材料,而提供必要的理论基础和计算方法。相信热爱思考和探索的你一定会喜欢这门课的!
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
绪论
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材料力学的任务
孙双双
变形固体的基本假设 外力及其分类
孙双双
内力、截面法和应力
孙双双
变形与应变 杆件变形的基本形式
孙双双
轴向拉伸与剪切
轴向拉伸或压缩时的内力
朱惠华
轴向拉伸或压缩时的应力
朱惠华
材料拉伸和压缩时的力学性能
朱惠华
杆件拉伸和压缩时的强度条件
朱惠华
轴向拉伸或压缩时的变形
朱惠华
轴向拉伸或压缩时的应变能 拉伸、压缩超静定问题
朱惠华
温度应力和装配应力 应力集中的概念
朱惠华
剪切和挤压
朱惠华
扭转
扭转的概念 外力偶矩的计算 扭矩和扭矩图
李剑光
纯剪切
李剑光
圆轴扭转时的应力
李剑光
圆轴扭转时的变形
李剑光
等直圆轴扭转超静定问题
李剑光
弯曲内力
弯曲的概念和实例
孙双双
受弯杆件的简化
孙双双
剪力和弯矩
孙双双
剪力方程和弯矩方程 ·剪力图和弯矩图
孙双双
载荷集度、剪力和弯矩间关系的推导
孙双双
简易作图法应用举例
孙双双
按叠加原理作弯矩图
孙双双
平面刚架和曲杆的弯曲内力
孙双双
弯曲应力
引言
孙双双
纯弯曲时的正应力
孙双双
横力弯曲时的正应力及弯曲正应力强度条件
孙双双
弯曲正应力强度计算举例
孙双双
弯曲切应力
孙双双
提高弯曲强度的措施
孙双双
弯曲变形
工程中的弯曲变形问题 挠曲线的微分方程
孙双双
用积分法求弯曲变形
孙双双
用叠加法求弯曲变形
孙双双
简单超静定梁 提高弯曲刚度的措施
孙双双
应力和应变分析 强度理论
应力状态概述
李剑光
二向和三向应力状态的实例
李剑光
二向应力状态分析——解析法
李剑光
二向应力状态分析——图解法
李剑光
三向应力状态
李剑光
广义胡克定律
李剑光
复杂应力状态的应变能密度
李剑光
强度理论概述和四种常用强度理论
李剑光
强度理论的应用
李剑光
组合变形
组合变形和叠加原理
刘文秀
拉伸(压缩)与弯曲的组合
刘文秀
扭转与弯曲的组合
刘文秀
弯扭组合变形例题
刘文秀
压杆稳定
压杆稳定的概念
袁向丽
细长压杆的临界压力
袁向丽
临界应力及欧拉公式的适用范围
袁向丽
压杆的稳定校核及提高稳定性的措施
袁向丽
能量方法
应变能的普遍表达式
张选利
互等定理
张选利
卡氏定理
张选利
莫尔积分(单位载荷法)
张选利
莫尔图乘法
张选利
超静定结构
力法正则方程
张选利
对称及反对称的利用
张选利
平面图形的几何性质
静矩和形心
朱惠华
惯性矩、极惯性矩和惯性积 平行移轴公式
朱惠华
转轴公式
朱惠华
  • 第一章绪论

    了解本课程的任务、研究对象;理解内力、应力、应变、变形等基本概念;掌握变形固体的四个基本假设;了解杆件变形的基本形式。

  • 1.1材料力学的任务

    了解材料力学的任务;掌握强度、刚度和稳定性的概念;了解构件的基本类型。

  • 1.2变形固体的基本假设 外力及其分类

    掌握变形固体四个基本假设的内容;了解四个假设在材料力学分析中的作用;了解外力的分类。

  • 1.3内力、截面法和应力

    掌握内力与应力的概念;掌握截面法求解内力的基本步骤。

  • 1.4变形与应变 杆件变形的基本形式

    理解线应变与切应变的概念,了解杆件变形的基本形式。

  • 第二章轴向拉伸与剪切

    理解轴向拉压和剪切变形的受力特点和变形特点,应力集中概念;材料的极限应力、安全系数和许用应力的概念;了解材料拉(压)时的机械性能;掌握轴向拉压杆件轴力的计算和轴力图的画法,横截面和斜面上的应力的计算,纵向、横向的变形与计算;强度条件的应用;超静定问题的计算等内容。

  • 2.1轴向拉伸或压缩时的内力

    掌握轴力的求解步骤及符号规定;熟练绘制轴力图。

  • 2.2轴向拉伸或压缩时的应力

    掌握轴向拉压杆横截面的应力分布规律及计算公式、适用条件;掌握轴向拉压杆斜截面上应力的计算方法及不同面上应力分布特点。

  • 2.3材料拉伸和压缩时的力学性能

    掌握低碳钢和铸铁拉伸、压缩时力学性能的差异;掌握材料拉伸和压缩时应力-应变曲线的特点及相关力学性能参数。

  • 2.4杆件拉伸和压缩时的强度条件

    掌握轴向拉压的强度条件及强度计算的三方面;熟练掌握轴向拉压的强度计算方法。

  • 2.5轴向拉伸或压缩时的变形

    掌握轴向拉压杆变形的计算方法;了解轴向拉压胡克定律及适用条件。

  • 2.6轴向拉伸或压缩时的应变能 拉伸、压缩超静定问题

    了解轴向拉压杆应变能的计算;了解拉压超静定的基本概念;掌握拉压超静定的解题方法。

  • 2.7温度应力和装配应力 应力集中的概念

    理解温度应力和装配应力的基本概念;会求解包含温度应力或装配应力的超静定问题;了解应力集中的概念。

  • 2.8剪切和挤压

    掌握工程中各种常用连接件和连接方式的受力和变形分析;了解连接件强度的实用计算方法;掌握各种常用连接件和连接方式的强度校核。

  • 第三章扭转

    了解扭转变形的受力特点和变形特点,纯剪切的概念。掌握纯剪切,切应力互等定理,剪切胡克定律,外力偶矩的计算,扭矩和扭矩图;掌握圆轴扭转时横截面上切应力的计算和强度条件的应用,圆轴扭转时的变形和刚度校核问题。

  • 3.1扭转的概念 外力偶矩的计算 扭矩和扭矩图

    掌了解扭转变形的概念,掌握扭转轴外力偶矩的计算方法;掌握扭转的符号规定和计算;掌握扭矩图的绘制方法。

  • 3.2纯剪切

    掌握薄壁圆筒的应力分布规律及计算方法;理解切应力互等定理;掌握剪切胡克定律及适用条件。

  • 3.3圆轴扭转时的应力

    掌握圆轴扭转横截面切应力的推导方法;掌握切应力的分布规律及计算方法;熟练掌握扭转轴的强度校核方法。

  • 3.4圆轴扭转时的变形

    掌握扭转角的计算公式;掌握扭转轴的刚度校核方法。

  • 3.5等直圆轴扭转超静定问题

    了解扭转超静定问题的计算方法和计算步骤。

  • 第四章弯曲内力

    理解平面弯曲的基本概念,掌握梁的简化;掌握剪力和弯矩的求解及剪力图、弯矩图画法;掌握载荷集度、剪力和弯矩间的关系,并会利用这些关系作弯曲内力图;会用叠加法作弯矩图、会进行平面刚架和曲杆的弯曲内力的计算。

  • 4.1弯曲的概念和实例

    了解工程中的弯曲构件;掌握弯曲变形的受力特点和变形特点。

  • 4.2受弯杆件的简化

    掌握梁所受载荷及约束的简化问题,会对梁进行力学建模。

  • 4.3剪力和弯矩

    理解弯曲梁横截面上内力的类型;掌握剪力和弯矩的符号规定以及计算规律。

  • 4.4剪力方程和弯矩方程 ·剪力图和弯矩图

    会利用截面法列内力方程;掌握弯曲内力图的绘制方法。

  • 4.5载荷集度、剪力和弯矩间关系的推导

    了解载荷集度、剪力和弯矩之间的微分关系及推导过程;掌握载荷集度、剪力和弯矩之间的积分关系,会用这些微积分关系作弯曲内力图。

  • 4.6简易作图法应用举例

    通过具体例子说明如何利用载荷集度、剪力和弯矩之间的微积分关系直接作弯曲内力图。

  • 4.7按叠加原理作弯矩图

    理解叠加法的使用条件;掌握叠加法绘制弯曲内力图的步骤。

  • 4.8平面刚架和曲杆的弯曲内力

    理解平面刚架和曲杆的概念;掌握平面刚架和曲杆内力的计算,会绘制刚架的内力图。

  • 第五章弯曲应力

    理解纯弯曲、中性层、中性轴的概念和弯曲变形的两个假设;掌握纯弯曲正应力的推导过程以及弯曲时梁横截面上正应力的计算及强度校核;掌握弯曲切应力的计算公式;理解弯曲切应力的推导过程;会用弯曲切应力强度条件进行校核;掌握提高梁强度的措施。

  • 5.1引言

    掌握纯弯曲与横力弯曲的概念,了解弯曲变形的平面假设,理解中性层与中性轴的概念。

  • 5.2纯弯曲时的正应力

    了解弯曲正应力的推导方法,掌握弯曲正应力的计算公式及适用条件。

  • 5.3横力弯曲时的正应力及弯曲正应力强度条件

    理解横力弯曲梁正应力计算公式的使用条件;熟练掌握弯曲梁横截面上的正应力的计算;掌握弯曲正应力强度条件及三个方面的应用。

  • 5.4弯曲正应力强度计算举例

    通过具体例题掌握弯曲正应力的强度计算方法和计算过程。

  • 5.5弯曲切应力

    理解弯曲梁横截面切应力公式的推导过程;掌握矩形、工字型、圆形截面的切应力分布规律;掌握弯曲切应力的强度校核问题。

  • 5.6提高弯曲强度的措施

    掌握提高弯曲梁强度的主要措施;理解等强度梁的概念及设计方法。

  • 第六章弯曲变形

    理解挠曲线、挠度和转角的概念;掌握挠曲线微分方程的推导过程;掌握积分法求弯曲变形;掌握用叠加法求弯曲变形;掌握简单超静定梁的求解方法;了解提高弯曲刚度的一些措施。

  • 6.1工程中的弯曲变形问题 挠曲线的微分方程

    了解工程中的弯曲变形问题;掌握挠度和转角的概念;了解梁的挠曲线近似微分方程的推导过程。

  • 6.2用积分法求弯曲变形

    掌握边界条件和连续性条件的应用;熟练运用挠曲线的近似微分方程求解弯曲变形。

  • 6.3用叠加法求弯曲变形

    了解叠加法的使用条件;掌握载荷叠加的分解方法;掌握利用逐段刚化法求解弯曲变形。

  • 6.4简单超静定梁 提高弯曲刚度的措施

    理解超静定梁的概念;掌握梁的超静定问题的求解方法;掌握梁的刚度计算及提高梁弯曲刚度的主要措施。

  • 第七章应力和应变分析 强度理论

    理解一点应力状态的概念,研究一点应力状态的方法;熟练掌握单元体的画法,能推导并掌握平面应力状态分析的解析法;掌握平面应力状态分析的图解法;熟练掌握应力圆的画法;掌握三向应力状态分析的图解法;掌握广义胡克定律的表达形式;了解在复杂应力状态下构件的两种破坏形式;掌握四种常用强度理论的表达式及使用条件。

  • 7.1应力状态概述

    理解应力状态的概念;掌握一点应力状态单元体的提取方法;掌握主单元体和主应力的概念;理解应力状态的分类方法。

  • 7.2二向和三向应力状态的实例

    了解二向和三向应力状态的实例,掌握一点应力状态单元体的提取方法。

  • 7.3二向应力状态分析——解析法

    掌握任意斜截面上应力公式的推导过程;掌握主应力的求解方法及主平面方位的确定;掌握面内最大切应力的计算公式。

  • 7.4二向应力状态分析——图解法

    掌握应力圆的作图方法;掌握应力圆与单元体的对应关系;会利用应力圆进行应力状态分析。

  • 7.5三向应力状态

    理解三向应力状态单元体的特征;掌握三向应力状态应力圆的绘制;掌握特殊三向应力状态主应力的求解方法。

  • 7.6广义胡克定律

    理解运用叠加法推导广义胡克定律;掌握三向应力状态和平面应力状态广义胡克定律的计算公式及使用方法;了解体积应变、体积胡克定律等。

  • 7.7复杂应力状态的应变能密度

    理解应变能及应变能密度的定义;掌握复杂应力状态应变能密度的计算方法。

  • 7.8强度理论概述和四种常用强度理论

    理解强度理论的概念;掌握四个常用强度理论的内容及对应的强度条件;熟练掌握四个常用强度理论的相当应应力的计算公式。

  • 7.9强度理论的应用

    通过具体例题说明强度理论的应用及利用强度理论进行强度计算的步骤。

  • 第八章组合变形

    理解组合变形的概念及处理组合变形的方法;熟练掌握杆件发生拉压与弯曲的组合变形时,危险点的应力计算及强度校核问题;掌握弯扭组合时危险点的应力状态及弯扭组合变形的强度计算问题。

  • 8.1组合变形和叠加原理

    理解组合变形的基本概念;掌握利用叠加原理分析组合变形强度的步骤。

  • 8.2拉伸(压缩)与弯曲的组合

    掌握拉(压)与弯曲组合变形的受力特点;熟练掌握拉压与弯曲组合变形的强度校核方法。

  • 8.3扭转与弯曲的组合

    掌握弯扭组合变形的受力特点;熟练掌握弯扭组合变形的强度校核方法。

  • 8.4弯扭组合变形例题

    通过例题说明一个面内的弯曲与扭转组合及两个面内的弯曲与扭转组合变形强度计算过程。

  • 第九章压杆稳定

    理解稳定性的概念,掌握细长压杆临界力的计算和临界应力总图;掌握欧拉公式的使用范围;压杆的分类及临界力的计算;掌握压杆稳定性条件的应用;了解提高压杆稳定性的措施。

  • 9.1压杆稳定的概念

    理解稳定平衡和不稳定平衡的概念;掌握压杆稳定、临界压力的概念;了解压杆失稳的特点。

  • 9.2细长压杆的临界压力

    掌握两端铰支细长压杆临界力的计算公式推导方法;理解相当长度的含义;熟练掌握四种承条件下计算临界压力的欧拉公式普遍表达式。

  • 9.3临界应力及欧拉公式的适用范围

    掌握临界应力、柔度的概念及压杆的分类;掌握不同柔度压杆临界应力的计算方法。

  • 9.4压杆的稳定校核及提高稳定性的措施

    理解压杆的稳定性条件;熟练掌握不同压杆的稳定性校核方法;了解提高压杆稳定性的措施。

  • 第十章能量方法

    正确理解应变能的概念,能计算杆件在基本变形中的应变能;掌握功的互等定理、位移互等定理的推导方法及其应用。能熟练地应用功能原理求结构加力点的位移;掌握卡氏(第二)定理的推导方法及其应用;掌握莫尔积分(单位载荷法)的推导方法及其应用;能熟练地应用氏定理、莫尔积分求结构指定点的广义位移;掌握图乘法的基本原理、推导过程及应用。

  • 10.1应变能的普遍表达式

    理解功能原理;掌握基本变形和组合变形杆件应变能的计算方法;了解克拉贝隆原理的内容。

  • 10.2互等定理

    掌握功的互等定理和位移互等定理的内容、推导及应用。

  • 10.3卡氏定理

    理解卡氏定理的推导过程;掌握利用卡氏定理求位移的方法。

  • 10.4莫尔积分(单位载荷法)

    掌握莫尔积分(单位载荷法)的推导过程,熟练掌握使用单位载荷法求解位移。

  • 10.5莫尔图乘法

    理解图乘法计算位移的公式推导过程;熟练掌握利用图乘法求解杆件位移。

  • 第十一章超静定结构

    理解超静定结构中的一些基本概念,掌握静不定次数的判定;掌握力法的基本原理及力法正则方程的推导;熟练掌握用力法求解超静定结构;了解对称结构的对称变形与反对称变形基本概念,掌握对称结构的对称变形与反对称变形性质的利用。

  • 11.1力法正则方程

    理解力法正则方程;熟练应用力法正则方程求解超静定问题。

  • 11.2对称及反对称的利用

    掌握对称和反对称的定义;会利用对称性求解超静定问题。

  • 第十二章平面图形的几何性质

    熟练掌握静矩的概念和形心的计算方法;惯性矩、惯性积的定义和计算方法;掌握平行移轴公式和转轴公式。

  • 12.1静矩和形心

    掌握静矩概念;掌握利用静矩求解简单图形和组合图形形心的方法。

  • 12.2惯性矩、极惯性矩和惯性积 平行移轴公式

    掌握惯性矩、极惯性矩和惯性积的基本概念;掌握圆形和矩形截面惯性矩的计算方法;理解惯性半径的定义;理解平行移轴公式的推导方法及公式应用。

  • 12.3转轴公式

    理解转轴公式的推导过程;掌握主惯性轴、形心主惯性轴、主惯性矩和形心主惯性矩的基本概念;掌握形心主惯性矩的计算方法。

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 绪论

    1.1 材料力学的任务

    1.2 变形固体的基本假设 外力及其分类

    1.3 内力、截面法和应力

    1.4 变形与应变 杆件变形的基本形式

    视频数4
  • 第二章  作业测试
    第二章 轴向拉伸与剪切

    2.1 轴向拉伸或压缩时的内力

    2.2 轴向拉伸或压缩时的应力

    2.3 材料拉伸和压缩时的力学性能

    2.4 杆件拉伸和压缩时的强度条件

    2.5 轴向拉伸或压缩时的变形

    2.6 轴向拉伸或压缩时的应变能 拉伸、压缩超静定问题

    2.7 温度应力和装配应力 应力集中的概念

    2.8 剪切和挤压

    视频数8
  • 第三章  作业测试
    第三章 扭转

    3.1 扭转的概念 外力偶矩的计算 扭矩和扭矩图

    3.2 纯剪切

    3.3 圆轴扭转时的应力

    3.4 圆轴扭转时的变形

    3.5 等直圆轴扭转超静定问题

    视频数5
  • 第四章  作业测试
    第四章 弯曲内力

    4.1 弯曲的概念和实例

    4.2 受弯杆件的简化

    4.3 剪力和弯矩

    4.4 剪力方程和弯矩方程 ·剪力图和弯矩图

    4.5 载荷集度、剪力和弯矩间关系的推导

    4.6 简易作图法应用举例

    4.7 按叠加原理作弯矩图

    4.8 平面刚架和曲杆的弯曲内力

    视频数8
  • 第五章  作业测试
    第五章 弯曲应力

    5.1 引言

    5.2 纯弯曲时的正应力

    5.3 横力弯曲时的正应力及弯曲正应力强度条件

    5.4 弯曲正应力强度计算举例

    5.5 弯曲切应力

    5.6 提高弯曲强度的措施

    视频数6
  • 第六章  作业测试
    第六章 弯曲变形

    6.1 工程中的弯曲变形问题 挠曲线的微分方程

    6.2 用积分法求弯曲变形

    6.3 用叠加法求弯曲变形

    6.4 简单超静定梁 提高弯曲刚度的措施

    视频数4
  • 第七章  作业测试
    第七章 应力和应变分析 强度理论

    7.1 应力状态概述

    7.2 二向和三向应力状态的实例

    7.3 二向应力状态分析——解析法

    7.4 二向应力状态分析——图解法

    7.5 三向应力状态

    7.6 广义胡克定律

    7.7 复杂应力状态的应变能密度

    7.8 强度理论概述和四种常用强度理论

    7.9 强度理论的应用

    视频数9
  • 第八章  作业测试
    第八章 组合变形

    8.1 组合变形和叠加原理

    8.2 拉伸(压缩)与弯曲的组合

    8.3 扭转与弯曲的组合

    8.4 弯扭组合变形例题

    视频数4
  • 第九章  作业测试
    第九章 压杆稳定

    9.1 压杆稳定的概念

    9.2 细长压杆的临界压力

    9.3 临界应力及欧拉公式的适用范围

    9.4 压杆的稳定校核及提高稳定性的措施

    视频数4
  • 第十章  作业测试
    第十章 能量方法

    10.1 应变能的普遍表达式

    10.2 互等定理

    10.3 卡氏定理

    10.4 莫尔积分(单位载荷法)

    10.5 莫尔图乘法

    视频数5
  • 第十一章  作业测试
    第十一章 超静定结构

    11.1 力法正则方程

    11.2 对称及反对称的利用

    视频数2
  • 第十二章  作业测试
    第十二章 平面图形的几何性质

    12.1 静矩和形心

    12.2 惯性矩、极惯性矩和惯性积 平行移轴公式

    12.3 转轴公式

    视频数3
  • 期末考试