一、课程性质与教学目的
本课程是土木、水利专业的一门主要的专业技术基础课。目的是使学生对杆件的强度、刚度和稳定性问题有明确的基本概念、必要的基础知识、一定的计算能力以及初步的分析能力和实验能力。为后续课程(钢结构等)打下基础。
通过教学,培养学生辩证法思维、哲学精神和综合运用知识解决问题的能力。
二、基本要求
(1)对本课程地基本概念和基本分析方法有明确的认识。
(2)具有将构件简化为计算简图的初步能力。
(3)正确分析杆件在常见荷载作用下的变形形式,熟练地分析杆件的内力、绘制相应的内力图。
(4)能分析杆件的应力、变形,进行强度、刚度和稳定性计算 。
(5)对应力状态理论和强度理论有一定的认识,能进行组合变形下的强度计算。
(6)能计算简单压杆的临界荷载和临界应力,并进行稳定校核。
(7)了解常用材料的基本力学性能,对起测试方法有初步认识。
(8)初步掌握电测法的基本原理和方法。
三、教学内容
1、 绪论及基本概念
料力学的任务;变形固体的性质及基本假设;杆件变形基本形式。
2、轴向拉伸和压缩
轴向拉伸和压缩的概念;内力、截面法、轴力及轴力图;横截面及斜截面上的应力;拉(压)的杆变形、胡克定律、应变能;材料在拉伸和压缩的力学性能;强度条件、安全系数、许用应力;应力几种的概念。
3、 扭转转
的概念和实例;扭矩图;薄壁圆筒扭转; 圆杆扭转应力、极惯性矩、抗扭截面模量、强度条件;等直圆杆扭转变形、刚度条件、应变能;非圆截面杆扭转计算。
4、弯曲内力
平面弯曲的概念,梁的计算简图;剪力和弯矩;剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图;弯矩、剪力与荷载集度间的关系;按叠加原理作弯矩图。
5、弯曲应力
弯曲时梁横截面上的正应力、抗弯截面模量;横力弯曲、梁的正应力强度条件; 梁横截面上的剪应力、剪应力强度条件;梁的合理设计。
6、 梁弯曲时的位移计算
挠曲线近似微分方程极其积分;按叠加原理计算梁的挠度和转角;梁的刚度计算、应变能。
7、应力状态和强度理论
应力状态的概念;平面应力状态的研究;梁的主应力、主应力迹线的概念;复杂应力状态的概念;平面应力状态下的应变能;应力与应变力态间的关;强度理论的概念;四个强度理论及相当应力;各种强度理论的适用范围及应用举例。
8、组合变形及连接件计算概
述,斜弯曲;弯曲与扭转;拉伸(压缩)与弯曲; 偏心拉伸(压缩);连接件的实用计算;铆钉连接的计算;截面核心。
9、压杆稳定
压杆稳定性的概念;细长中心受压直杆临界力的欧拉公式;不同杆端约束下细长压杆临界力的欧拉公式、压杆的长 度系数; 欧拉公式的应用范围;压杆的临界应力总图、压杆稳定因数;压杆的稳定计算、合理截面。
10、附录Ⅰ截面的几何性质截面的静矩和形心;极惯性矩;惯性矩;惯性积;平行移轴公式;组合截面的静矩;转轴公式;主惯性轴;主惯性矩。
四、实验(上机)内容
实验安排:
拉伸(压缩)实验;扭转实验;弯曲正应力实验。
五、前修课程
理论力学
六、学分及学时分配
学分:4
学时:72
序号 | 内 容 | 学 时 |
课内 | 课外 |
1 | 绪论及基本概念 | 2 | 4 |
2 | 轴向拉伸和压缩(7.5) | 9 | 10 |
3 | 扭转 | 6 | 10 |
4 | 弯曲内力 | 8 | 14 |
5 | 弯曲应力 | 8 | 12 |
6 | 梁弯曲时的位移计算 | 4 | 10 |
7 | 应力状态与强度理论 | 10 | 10 |
8 | 组合变形与连接件的计算 | 8 | 8 |
9 | 压杆稳定 | 6 | 16 |
10 | 附录 | 5 | 12 |
11 | 实验 | 6 | 8 |
| | | |
| 小计 | 72 | |
七、参考书目
1.(美)S.P铁木辛哥 J.M.格尔 著,材料力学(上、下)
2.刘鸿文 编,材料力学(上、下)
3.刘鸿文 编,高等材料力学
4.苏翼林 编,材料力学(上、下)
5.清华大学材料力学教研室 编,材料力学解题指导及习题集