材料力学
材料力学
5000+ 人选课
更新日期:2026/04/01
开课平台学银在线
开课高校东北石油大学
开课教师唐友福彭惠芬徐艳邢海燕李治淼
学科专业工学材料类
开课时间2026/03/09 - 2026/07/05
课程周期17 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

这门课会讲什么?

  • 理论力学似乎让我们感到力学的枯燥和遥远,材料力学将会把神秘而复杂的理论力学带回实际生产和生活中。众所周知,所有的机械或结构物在运行或使用中,其构件都将受到一定的载荷作用,其形状和尺寸都要发生变化。但是构件所承受的载荷和变现都有一定的限制,如果载荷过大,构件就会发生断裂或产生塑性变形而失效,严重者将发生工程事故。如果变形过大,构件可能无法不保证正常工作。因此必须研究构件抵抗破坏和变形的能力,即进行强度和刚度的计算。此外,对工程中一类细长受压杆件,如活塞杆、连杆和千斤顶等,如果载荷超过某一数值但远小于强度的极限值时,压杆将突然由直线平衡形态变成曲线平衡形态,这种现象称之为压杆的失稳。失稳往往是突然发生而造成严重的工程事故,因此必须研究构件保持原来形态能力,即进行稳定性计算。综上所述,材料力学的任务就是研究构件在外力作用下变形、内部受力与破坏的规律,为合理设计构件提供强度、刚度与稳定性分析的基本理论与方法。

  • 材料力学是高等院校理工科专业的一门重要专业基础课,在工程教育中占有重要的地位,是基础课和专业课之间的桥梁,起着承上启下的作用。本课程主要内容包括为杆件的基本变形(拉压、弯、扭、剪)的内力分析、应力分析、变形分析与位移分析,材料的力学性能,强度分析与设计,刚度分析与设计,应力状态分析,强度理论,组合载荷,压杆的稳定性分析与设计,能量原理与应用和动荷载,疲劳失效分析等,覆盖理工科高等院校长学时课程的绝大部分内容。

  • 本课程体系完善、科学,能够做到理论联系实际,融知识传授、能力培养、素质教育于一体。与大学物理和理论力学研究质点和刚体不同,本课程首次以变形固体为研究对象,并引入内力、应力、应变、单元体等新概念,着力培养学生将具体工程问题抽象化、理想化,并建立正确的物理模型和数学模型的意识和能力,完善知识结构、拓宽眼界视野、培养科学思维、增强创新意识。

你将收获什么?

  • 通过学习本门课程,你将获得如下:

  1. 掌握变形体分析中最基本的概念、原理和公式等基础理论知识;

  2. 熟悉测定材料力学性能的仪器设备和原理方法,具备进行科学实验研究的动手能力;

  3. 具有综合应用材料力学理论知识和实验手段和数值计算工具解决复杂工程实际问题的能力;

  4. 具备科学思维、探索创新、自主学习、职业道德的工程师素质;

  5. 坚定“四个自信”,增强“五个认同”,学会担当国家和民族的未来;

  6. 学习课程后,参加考试的同学,成绩及格,可以获取精美的教师电子签名证书。

适合什么人学习?

  • 本课程适合高等院校机械工程、土木工程、航空航天工程、水利水电工程、材料科学工程、能源动力工程、车辆工程、工程力学、工程管理等相关专业的广大师生学生,从事装备或结构设计、制造、使用及维修的工程技术人员和感兴趣的社会人员。

课程大纲

课程章节

  • 第一章 绪论
  • 第二章 拉伸、压缩与剪切
  • 第三章 扭转
  • 第四章 弯曲内力
  • 附录
  • 第五章 弯曲应力
  • 第六章 弯曲变形
  • 第七章 应力和应变分析,强度理论
  • 第八章 组合变形
  • 第九章 压杆稳定
  • 第十章 动载荷
  • 第十一章 交变应力
  • 第十三章 能量法
  • 第十四章 超静定结构
  • 材料力学(项目制+课程思政)

第一章 绪论

1.1 课程简介

1.2 材料力学的任务

1.3 变形固体的基本假设

1.4 外力及其分类

1.5 内力和应力

1.6 变形和应变

1.7 杆件变形的基本形式

1.8 单元测验

第二章 拉伸、压缩与剪切

2.1 轴向拉压变形概述

2.2 轴向拉压的内力

2.3 横截面上的应力

2.4 斜截面上的应力

2.5 圣维南原理

2.6 材料拉伸的力学性能

2.7 材料压缩的力学性能

2.8 轴向拉压的强度计算

2.9 轴向拉压的变形计算

2.10 轴向拉压的应变能

2.11 轴向拉压超静定

2.12 温度应力和装配应力

2.13 应力集中的概念

2.14 剪切和挤压

2.15 剪切和挤压的例题

2.16 单元测验

第三章 扭转

3.1 扭转变形概述

3.2 扭转的内力

3.3 纯剪切

3.4 圆轴扭转的应力

3.5 圆轴扭转的变形

3.6 扭转的强度刚度计算

3.7 圆柱形密圈螺旋弹簧

3.8 非圆截面杆的扭转

3.9 单元测验

第四章 弯曲内力

4.1 弯曲变形概述

4.2 剪力和弯矩

4.3 剪力图和弯矩图

4.4 载荷集度和内力的关系

4.5 刚架和曲杆的内力

4.6 单元测验

附录

5.1 静矩和形心

5.2 惯性矩,惯性积和惯性半径

5.3 平行移轴公式

5.4 单元测验

第五章 弯曲应力

6.1 纯弯曲时的正应力

6.2 横力弯曲时的应力

6.3 弯曲变形的强度计算

6.4 单元测验

第六章 弯曲变形

7.1 挠曲线近似微分方程

7.2 积分法求弯曲变形

7.3 叠加法求弯曲变形

7.4 简单超静定梁

7.5 提高梁强度和刚度的措施

7.6 单元测验

第七章 应力和应变分析,强度理论

8.1 应力状态概述

8.2 平面应力状态分析的解析法

8.3 平面应力状态分析的图解法

8.4 空间应力状态分析

8.5 广义胡克定律

8.6 应变能密度

8.7 强度理论概述

8.8 四种常用强度理论

8.9 莫尔强度理论

8.10 单元测验

第八章 组合变形

9.1 组合变形概述

9.2 轴向拉压与弯曲组合

9.3 偏心压缩

9.4 转轴公式

9.5 偏心压缩时的截面核心

9.6 扭转与弯曲组合

9.7 斜弯曲

9.8 斜弯曲时的中性轴

9.9 单元测验

第九章 压杆稳定

10.1 压杆稳定概述

10.2 两端铰支的理想压杆

10.3 一端固定一端自由的理想压杆

10.4 两端固定的理想压杆

10.5 一端固定一端铰支的理想压杆

10.6 欧拉公式与经验公式

10.7 压杆的稳定校核

10.8 提高压杆稳定性的措施

10.9 单元测验

第十章 动载荷

11.1 动载荷概述

11.2 直线运动构件的动响应

11.3 转动构件的动响应

11.4 自由落体冲击的动响应

11.5 水平冲击的动响应

11.6 单元测验

第十一章 交变应力

12.1 交变应力概述

12.2 交变应力的基本参数

12.3 对称循环下的持久极限

12.4 影响持久极限的因素

12.5 对称循环下的疲劳强度计算

12.6 不对称循环下的持久极限

12.7 不对称循环下的疲劳强度计算

12.8 弯扭组合交变应力的强度计算

12.9 提高构件疲劳强度的措施

12.10 单元测验

第十三章 能量法

13.1 能量方法概述

13.2 杆件应变能的计算

13.3 克拉贝依隆原理

13.4 互等定理

13.5 卡氏第一定理

13.6 卡氏第二定理

13.7 虚功原理

13.8 单位载荷法

13.9 莫尔积分法

13.10 图乘法

13.11 单元测验

第十四章 超静定结构

14.1 超静定结构概述

14.2 用力法解超静定结构

14.3 对称及反对称性质的利用

14.4 连续梁及三弯矩方程

14.5 单元测验

材料力学(项目制+课程思政)

15.1 课程说明

15.2 项目1 生活中的材料力学性能调研

15.3 项目2 金属拉伸试验

15.4 项目3 大坝设计、 制作与加载

15.5 项目4 金属扭转试验

15.6 项目5 梁的弯曲正应力实验

15.7 项目6 桥梁模型设计、制作与加载

15.8 项目7 观光塔设计、3D打印与加载

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