课程介绍
材料力学(Mechanics of Materials)是工程类专业技术基础课程,是和工程结构和材料相关的专业学生的一门必修课,是基础课和专业课之间的桥梁。本课程面向机械设计制造及其自动化、农业机械化及其自动化、车辆工程、交通工程、土木工程等专业开设,先修课程包括大学物理、理论力学等。材料力学是一门密切联系工程实际的学科,它的基本概念、基本理论和基本方法,不仅是学习后续课的基础,而且也可以用来解决工程实际问题。
通过本课程学习,要求学生能够从工程实际问题中归类、总结和抽象出力学模型,主要计算工程杆件的拉伸、压缩、扭转、弯曲问题以及各种受力形式的组合问题。通过对结构杆件的受力分析,正确理解构件的强度、刚度和稳定性等基本概念,以及静力平衡、变形几何、物理在求解材料力学问题时的重要作用。能熟练地应用力学基本原理和能量转换概念计算杆件的应力与变形以及分析其强度、刚度与稳定性的能力。课程理论体系完整,紧密结合工程实际,是培养学生工程应用能力和科研素养的重要课程。
1、主要教学内容
课程的任务是掌握工程结构中杆件的强度、刚度和稳定性的有关概念、理论和计算方法。主要教学内容包括:杆件的拉伸压缩变形和强度,应力和应变的定义;材料的力学性能;扭转的变形和强度,剪切强度;弯曲问题的变形,强度的计算;以及杆系的静不定问题和稳定性问题;应力状态分析、广义虎克定律和强度理论;组合变形时的强度及变形计算。实验课主要指导学生测试材料的常规材料力学性能和掌握电测技术测试方法,熟悉了解工程中结构的受力和变形测试技术的基本技能。通过实验课教学,培养学生具有一定的创新性、综合性的实验能力。
2、课程主要特点
课程在变形固体的基本假设的基础上,建立变形固体的力学模型。介绍常用的工程材料,主要是金属材料的力学性能试验和材料力学指标的测定。课程引入较多抽象的概念和概念群,各章内容相对独立。为使学生对本课程的工程应用背景有全面了解,将工程实际引入课堂教学,将抽象的概念用较简单的工程实例来阐明,使学生掌握基本理论和熟练的分析计算能力,为学生利用力学知识和概念分析、解决工程问题打下良好基础。
3、学习方式
本课程以学生为主体、教师为主导,充分利用多媒体和计算机网络技术等现代化教学手段,通过课堂讲授教学、分组实验、作业练习、课堂讨论、答疑辅导、测验考试等环节与学生进行充分交流,多种教学方法和教育技术的灵活使用,力求使教和学达到良好的互动。通过材料力学的学习,要求学生对构件的强度、刚度和稳定性问题有明确的基本概念,掌握必要的理论、比较熟练的计算能力、初步的实验能力和解决工程实际问题的能力,为学习后续课程和进一步提高分析和解决问题的能力奠定扎实的力学基础。
4、使用教材及主要教学参考书:
1)《材料力学(第5版)(I、II)》,刘鸿文,高等教育出版社,2011
2)《材料力学(第4版)(I、II)》,孙训方主编,高等教育出版社,2011
3)《材料力学》(Ⅰ、Ⅱ册),刘鸿文主编,2009年第5版,高等教育出版社
4)《材料力学》,(第5版)(影印版),(美)R.C.Hibbeler编著,高等教育出版社,2004
5)《材料力学》,范钦珊主编,高等教育出版社,2000
6)《材料力学》,苏翼林主编,天津大学出版社,2001
7)《材料力学》教程(第2版),单辉祖主编,高等教育出版社,2004
8)《Mechanics of materials》,Timoshenko J.Gere,2010年,高等教育出版社
9)《材料力学习题详解》,刘鸿文主编,华中科技大学出版社,2002
10)《材料力学学习指导书》,邱棣华等编,高等教育出版社,2003
11)《力学小问题及全国大学生力学竞赛试题》,高云峰等,清华大学出版社,2003