上海交通大学材料力学大纲 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/6/16 18:12:50星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

上海交通大学《材料力学A》课程本科教学大纲

(仅供参加研究生考试者参考)

一、课程基本信息 1.课程代码:EM202

2.课程名称:材料力学(A类)/Mechanics of materials 3.学时/学分:90/5

4.先修课程:《刚体静力学》 5.面向对象:工程力学专业

6.开课院(系)、教研室:船舶海洋与建筑工程学院,固体力学教研室 7.教材、教学参考书:

①《材料力学讲义》孙国钧、赵社戌编著 ②《材料力学》铁摩辛柯、盖尔 ③《材料力学》金忠谋 ④《材料力学》刘鸿文

⑤《材料力学》(上下)单辉祖 ⑥《材料力学》范钦珊

⑦《An Introduction to the Mechanics of Solids》 Crandall,Dahl,Lardner 二、课程性质和任务

材料力学是工程力学专业的主干技术基础课程,通过材料力学的学习,要求学生掌握变形体力学的基础知识,初步学会应用变形体力学理论分析解决问题的基本方法,对杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念,必要的材料的力学性能知识,比较熟练的计算能力,一定的分析能力和初步的实验能力。 三、本课程的教学内容和基本要求 (一)绪论

材料力学的任务及研究对象,变形固体的基本假设。常见的承力构件,载荷的形式,支座和约束反力。力系的平衡条件,分离体和分离体图。内力和截面法。应力、变形与应变。静定与不静定。

(二)静定系统的内力

截面上的内力,内力方程,内力图。内力的微分关系。奇异函数。平面刚架的内力。曲杆的内力。

(三)应力与应变

应力分析。平面应力。斜截面上的应力。主应力和主平面。平面应力的莫尔圆。静定应力问题。三向应力圆。空间任意斜截面上的应力。应变分析。平面应变,应变与位移的关系。平面应变的坐标变换。应变圆与主应变。应变的测量。 (四)应力应变关系

低碳钢拉伸试验。其他材料拉伸性能。压缩时材料性能。广义胡克定律。热应变。复合 材料的应力应变关系。复杂应力下的应变能。弹性理论基本方程。 (五)轴向受力杆件

拉压杆的应力与变形。轴力的平衡微分方程。应力集中。拉压杆的强度条件。连接件强 度设计。简单桁架的节点位移。拉压静不定问题。温度应力和装配应力。拉压变形能。 (六)强度理论

一般应力状态的强度条件。脆性断裂的强度理论。塑性屈服的强度理论。塑性屈服面。

三种典型应力状态下的强度条件。 (七)扭转

圆轴扭转的应力,扭矩和扭转率。圆轴扭转的强度条件,圆轴扭转的刚度条件。圆柱型 密圈螺旋弹簧。矩形截面杆的扭转。薄壁杆件的扭转。扭转静不定问题。扭转变形能。 (八)梁的弯曲应力

截面的几何性质(静矩,惯性矩、极惯矩和惯性积,平行移轴公式;转轴公式,形心主 轴,形心主惯性矩)。对称梁纯弯曲。剪切弯曲的应力。复合梁的弯曲。梁弯曲的强度条件。 组合变形的强计算。非对称弯曲。薄壁截面的剪切中心。 (九)弯曲变形

梁挠曲线的近似微分方程,积分法计算量的挠度和转角,叠加法计算梁的挠度和转角, 梁的刚度条件。简单超静定梁的解法。 (十)压杆稳定

弹性平衡稳定性。细长压杆的临界力。压杆的临界应力。压杆稳定条件。折减系数法。 (十一)能量法

外力功与应变能的计算。互等定理。卡氏定理。虚功原理。单位荷载法。力法解不静定 问题。连续梁和三弯矩方程。冲击荷载问题。 (十二)构件的疲劳

交变应力及其循环特征。疲劳破坏,材料的疲劳极限。影响疲劳极限的因素。对称循环下构件疲劳强度的计算,非对称循环条件下构件的疲劳强度的计算。 四、试验内容和基本要求 (一)试验内容

1.拉伸与压缩 2.扭转与测G 3.工字型梁弯曲 4.组合应力 5.压杆稳定实验 6.动荷系数测定 (二)基本要求

对常用材料的基本力学性能及其测试方法有初步认识,对电测应力法有初步了解。 五、对学生能力的培养

1.掌握内力分析,应力和应变分析,应力应变关系,变形体力学三个基本原理等固体力学基础知识。

2.熟练掌握杆件在基本变形时其强度、刚度和稳定性问题的提出与解决方法,初步学会处理变形体力学的基本方法。

3.具有将一般零件,构件简化为力学简图的分析能力。

4.能够正确计算杆件在基本变形和组合变形时的内力、应力、应变合并位移,并能熟练的做出内力图。

5.熟练掌握和应用强度、刚度和稳定性的公式对杆件进行设计。具有一定的计算与设计能力。 6.理解能量法并能使用能量法进行有关的计算。会求解具有一定难度的静不定问题。 7.对金属材料的力学性能有所了解,学会应力测试基本方法。

上海交通大学《材料力学》硕士研究生入学考试大纲

一、教材参考书目

[1]金忠谋材料力学 [2]刘鸿文等材料力学 [3]孙训芳材料力学

[4]S.铁摩辛柯、J.盖尔著,李青亮译材料力学 [5]范钦珊材料力学教程 二、基本内容 (一)绪论

材料力学的任务及研究对象。变形固体的基本假设。内力、截面法与应力的概念。线变形和角变形。杆件变形的基本形式。

(二)轴向拉伸与压缩及材料的力学性质 轴向拉伸与压缩的概念与实例。直杆横截面及斜截面上的内力和应力。安全系数与许用应力。拉(压)杆件的强度设计。轴向拉(压)杆件的变形。应力集中的概念。金属材料拉(压)时的力学性质。简单拉(压)超静定问题。热应力与预应力。拉(压)变性能。 (三)联接件的强度

概念与实例。剪切和挤压时的实用计算。 (四)扭转

扭转的概念与实例。功率、转速与外力偶的关系。扭矩与扭矩图。圆轴扭转时横截面的应力与应变分析。圆轴扭转时的强度条件和刚度条件。扭转破坏分析。扭转超静定问题。扭转变形能。

(五)截面的几何性质

静矩、惯性矩、极惯矩和惯性积。平行移轴公式及转轴公式,形心主轴和形心主惯性矩。 (六)弯曲内力

平面弯曲。剪力和弯矩。梁的剪力图和弯矩图。剪力、弯矩和分布载荷集度的微分关系。 平面刚架的内力图。 (七)弯曲应力

纯弯曲时的正应力公式及其推导。横力弯曲时的正应力及强度条件。弯曲剪应力及强度条件。开口薄壁截面的弯曲中心。提高弯曲强度的措施。横力弯曲时梁的变形能。 (八)弯曲变形

梁挠曲线的近似微分方程。积分法和叠加法计算梁的挠度和转角,刚度条件。提高粱弯曲刚度的措施。简单超静定梁的解法。 (九)应力状态及强度理论 应力状态的概念。平面应力状态分析(解析法和图解法),三向应力圆。广义胡克定律。 复杂应力状态下的弹性变形能。平面应变状态的应变分析,应变圆。第一、二、三、四强度 理论。

(十)组合变形

拉(压)弯组合变形,斜弯曲,截面核心,偏心拉(压),弯扭组合。 (十一)能量法与超静定系统

卡氏定理,莫尔定理,图形互乘法,功、位移互等定理。能量法求解超静定问题。 (十二)动载荷

等加速运动构件的应力计算,惯性力法。构件受冲击时的应力和变形的计算,冲击韧度。 (十三)交变应力