材料力学IMOOC(15期 2025春夏)
材料力学IMOOC(15期 2025春夏)
1万+ 人选课
更新日期:2026/02/26
开课时间2025/08/27 - 2026/01/23
课程周期22 周
开课状态已结课
每周学时-
课程简介

这门课会讲什么?

       人类历史有多久,力学的历史就有多久。“力”是人类对自然的省悟。我国第一位桥梁学家隋代李春设计了当今世界上现存最早、跨径最大、保存最完善的古代敞肩石拱桥-赵州桥。北宋李戒在《营造法式》中就曾提到“凡梁之大小,各随其广,分为三分,以二分为厚“。山西应县木塔结构卯榫结合,刚柔相济,耗能减震作用的设计,甚至超过现代建筑学的科技水平,与意大利比萨斜塔、巴黎埃菲尔铁塔并称“世界三大奇塔”。北京天坛祈年殿28根金丝楠木大柱造就了巧夺天工的梁柱结构。国家体育场鸟巢形态如同孕育生命的“巢”和摇篮,寄托着人类对未来的希望,节点复杂多变的杆系网状架构令人叹为观止。正是这些人类文明积累的成果催生和发展了材料力学。                                                           

       材料力学是固体力学中具有入门性质的分支,是最基础的变形体力学。它将工程结构和机械中的简单构件简化为一维杆件,定量的研究构件内部在各类变形形式下的力学规律,以便于选择适当的材料,确定恰当的形状尺寸,在保证能够承受预定的荷载的前提下设计出安全而经济的构件。课程具体内容包括杆件在轴向拉压、剪切、扭转、弯曲四个基本变形和组合变形下的外力、内力、应力、强度分析与设计、变形及刚度分析,压杆的稳定性分析与设计,专题内容包括薄壁截面直杆的自由扭转、动荷载与疲劳失效分析、弯曲的补充问题、能量原理与超静定问题,覆盖理工科高等院校长学时课程的教学内容。为加深对内容的理解,我们还专门录制了15个单元,共计460分钟的习题讲解。课程教学内容完全满足后续专业课程学习、从事专业工作、新项目研究、开发和继续学习的要求。此外,为适应数智化时代学习需求,课程开发了知识图谱和专属AI助教,搭建了AI工作台,方便学生利用人工智能技术开展个性化学习。

适合什么人学习?

 本课程适合于力学、机械设计制造及其自动化、机械电子工程、土木工程、车辆工程、材料成型与控制、过程装备与控制工程、采矿工程、水利水电工程、交通工程、工业工程、金属材料工程、城市地下空间等相关专业的高等院校本科生及工程技术人员。

课程大纲

课程章节

  • 绪论
  • 轴向拉伸与压缩
  • 剪切和挤压的实用计算
  • 扭转
  • 弯曲内力
  • 截面的几何性质
  • 弯曲应力
  • 弯曲变形
  • 应力状态与强度理论
  • 组合变形
  • 压杆稳定
  • 动载荷
  • 交变应力
  • 弯曲的几个补充问题
  • 能量方法
  • 超静定结构
  • 材料力学实验

绪论

1.1 课程简介和平台使用说明

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1.2 材料力学的任务和研究对象

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1.3 变形固体的基本假设

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1.4 外力、内力与应力

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1.5 位移与形变

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1.6 本单元内容小结

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1.7 单元测验

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轴向拉伸与压缩

2.1 知识结构与育人目标

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2.2 工程中的轴向拉压问题

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2.3 轴向拉(压)的内力

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2.4 轴向拉(压)的应力

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2.5 材料拉伸(压缩)时的力学性能

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2.6 圣维南原理与应力集中

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2.7 轴向拉(压)的强度计算

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2.8 轴向拉(压)的变形计算

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2.9 轴向拉(压)超静定问题

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2.10 温度应力和装配应力

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2.11 单元小结与习题讲解

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2.12 单元测验

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剪切和挤压的实用计算

3.1 知识结构与育人目标

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3.2 工程中的剪切问题

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3.3 剪切和挤压的实用计算

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3.4 单元小结与习题讲解

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3.5 单元测验

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扭转

4.1 知识结构与育人目标

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4.2 工程中的扭转问题

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4.3 扭转内力

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4.4 纯剪切

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4.5 圆轴扭转时的应力

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4.6 圆轴扭转时的变形

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4.7 圆柱形密圈螺旋弹簧的扭转

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4.8 非圆截面杆扭转

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4.9 薄壁杆件的自由扭转

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4.10 单元小结与习题讲解

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4.11 单元测验

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弯曲内力

5.1 知识结构与育人目标

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5.2 工程中的弯曲问题

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5.3 弯曲内力分析

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5.4 内力图-方程法

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5.5 内力图-微、积分关系

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5.6 内力图-叠加法

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5.7 平面钢架和曲杆的弯曲内力

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5.8 单元小结与习题讲解

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5.9 单元测验

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截面的几何性质

6.1 知识结构与育人目标

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6.2 静矩和形心

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6.3 惯性矩和惯性积

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6.4 平行移轴公式

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6.5 转轴公式、主惯性轴

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6.6 单元小结与习题讲解

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6.7 单元测验

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弯曲应力

7.1 知识结构与育人目标

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7.2 纯弯曲梁横截面上的正应力

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7.3 横力弯曲梁横截面上的正应力

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7.4 弯曲切应力

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7.5 弯曲梁的强度条件

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7.6 提高梁的弯曲强度的措施

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7.7 单元小结与习题讲解

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7.8 单元测验

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弯曲变形

8.1 知识结构与育人目标

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8.2 工程中的弯曲变形问题

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8.3 挠曲线的近似微分方程

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8.4 用积分法求弯曲变形

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8.5 用叠加法求弯曲变形

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8.6 简单超静定梁

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8.7 梁的弯曲刚度和提高弯曲刚度的措施

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8.8 单元小结与习题讲解

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8.9 单元测验

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应力状态与强度理论

9.1 知识结构与育人目标

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9.2 应力状态概述

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9.3 一点应力状态的描述方法

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9.4 平面应力状态分析-解析法

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9.5 平面应力状态分析-图解法

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9.6 三向应力状态分析

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9.7 广义胡克定律

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9.8 复杂应力状态的应变能密度

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9.9 强度理论

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9.10 单元小结与习题讲解

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9.11 单元测验

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组合变形

10.1 知识结构与育人目标

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10.2 工程中的组合变形问题

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10.3 拉伸(压缩)与弯曲的组合

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10.4 偏心压缩和截面核心

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10.5 扭转与弯曲的组合

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10.6 单元小结与习题讲解

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10.7 单元测验

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压杆稳定

11.1 知识结构与育人目标

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11.2 压杆稳定的概念

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11.3 四种支座条件下细长压杆的临界压力

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11.4 欧拉公式的适用范围,经验公式

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11.5 压杆的稳定性校核

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11.6 提高压杆稳定性的措施

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11.7 单元小结与习题讲解

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11.8 单元测验

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动载荷

12.1 知识结构与育人目标

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12.2 工程中的动载荷问题

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12.3 达朗贝尔原理的应用

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12.4 构件受冲击时的应力和变形

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12.5 单元小结与习题讲解

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12.6 单元测验

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交变应力

13.1 知识结构与育人目标

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13.2 工程中的交变应力与疲劳失效问题

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13.3 交变应力的特征描述与持久极限

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13.4 持久极限的影响因素及对称循环的疲劳强度计算

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13.5 持久极限曲线及非对称循环的疲劳强度计算

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13.6 单元小结与习题讲解

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13.7 单元测验

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弯曲的几个补充问题

14.1 知识结构与育人目标

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14.2 非对称弯曲

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14.3 弯曲中心

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14.4 单元小结与习题讲解

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14.5 单元测验

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能量方法

15.1 知识结构与育人目标

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15.2 功能原理及杆件应变能的计算

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15.3 应变能的普遍表达及互等定理

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15.4 卡氏定理

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15.5 虚功原理和单位载荷法

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15.6 计算莫尔积分的图乘法

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15.7 单元小结与习题讲解

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15.8 单元测验

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超静定结构

16.1 知识结构与育人目标

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16.2 超静定结构概述

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16.3 用力法求解超静定结构

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16.4 对称与反对称性质的利用

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16.5 单元小结与习题讲解

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16.6 单元测验

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材料力学实验

17.1 低碳钢和铸铁的拉伸试验

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17.2 低碳钢和铸铁的的压缩实验

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17.3 低碳钢和铸铁的的扭转实验

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17.4 矩形截面梁的纯弯曲实验

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17.5 弯扭组合变形的主应力测定实验

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