《材料力学》课程实行研究型的教与学,其理念是:传授知识,养成能力,激发智慧,培育英才。具体思路:针对那些对力学课程要求高的学生,通过研究型的教与学过程( Why—What—How),传授学生科学研究的思维范式,通过老师的引导使得学生研究性习得每一个知识点的前世今生。为培养学生的自主学习能力,研发 “材料力学自主学习系统”,涵盖“认知+深度(+能力测试)+扩展+再认知(+水平测试)”四阶段,学生课下即可完成基本知识点的学习。为进一步加强对重难点知识的理解应用并激发学生的科研创新潜力,开设基于学生小组的深度研讨环节,问题包括教学内容的深度与广度分析、举一反三的理论推导与分析、正误辨析与反问题、工程综合问题、学生自己提出问题等。唯有学以致用、知行并进才能将知识学深悟透、融会贯通。作为一门基于实验建立的理论课程,要求学生不仅能够设计出满足工程需要的真实构件并能够对其力学性能进行测试。
本课程的特色与亮点有:
在教学体系方面,三校合作编写了高水平的教材,通过“旧概念新解释、旧原理新方法、旧内容新体系”重塑了高阶性的教学体系,围绕三位一体培养人才:学科历史铸魂、工程案例固本、科学前沿引路。
在教学理念方面,从知识学习的三个层次进行创新:从解题到分析问题的本质内涵,从公式训练到力学建模,从重定量计算到重力学概念综合运用的定性分析;从能力培养的三个阶段进行创新:自主学习能力、深度研讨能力、实验创新能力;从价值观塑造的三个高度进行创新:从眼中无力到满眼力学,从事不关己到使命担当,从力学卓越到拔尖创新。
在教学方法方面,着眼于教学模式改革:线上线下混合、自主学习+深度研讨、研究型教与学;重视教学全过程的设计:开篇之说问题设计、重难点知识引入方法设计、课堂研讨渐进引导与课程思政隐性融入设计;探索学习方式全过程的革新:课前自学自测、课中动手动脑、课后组队研讨。
第零讲 2022随堂课件与教学要求
教学基本要求(材料力学多学时)
第1章 材料力学导论
第2章 内力分析与内力图
第3章 轴向载荷作用下杆件的材料力学问题
第一讲 材料力学导论
第一节 什么是材料力学
第二节 为什么要学习材料力学
第三节 学好材料力学从基本概念开始
第四节 学好材料力学要掌握材料力学的分析方法
第一讲 材料力学导论
第一讲 材料力学导论
第二讲 内力分析与内力图
第一节 基本概念
第二节 轴力图与扭矩图
第三节 剪力图与弯矩图
第四节 刚架的内力图
第二讲 内力分析与内力图
第二讲 内力分析与内力图
第三讲 轴向载荷作用下杆件的材料力学问题
第一节 拉压杆基本概念
第二节 拉压杆的应力分析与计算
第三节 拉压杆的变形位移分析与计算
第四节 轴向载荷作用下杆件的失效与失效判据
第五节 拉压杆的强度设计
第六节 简单的拉压静不定
第三讲 轴向载荷作用下杆件的材料力学问题
第三讲 轴向载荷作用下杆件的材料力学问题
第四讲 截面图形的几何性质
第一节 为什么要研究截面图形的几何性质
第二节 静矩、形心及其相互关系
第三节 惯性矩、惯性积及惯性半径
第四节 平行移轴定理与转轴定理
第五节 组合图形的形心主轴与形心主矩
第四讲 截面图形的几何性质
第四讲 截面图形的几何性质
第五讲 一般情形下的正应力分析
第一节 基本概念
第二节 应力分析的一般过程
第三节 两种分析方法
第四节 正应力的通用公式
第五节 正应力通用公式应用中的关键和细节
第六节 正应力通用公式应用之平面弯曲
第七节 正应力通用公式应用之斜弯曲
第七节 正应力通用公式应用之轴弯组合
第五讲 一般情形下的正应力分析
第五讲 一般情形下的正应力分析
第六讲 基于最大正应力的强度设计
第一节 基于最大正应力的弯曲强度设计准则
第二节 平面弯曲强度设计案例
第三节 斜弯曲、拉(压)弯强度设计案例
第六讲 基于最大正应力的强度设计
第六讲 基于最大正应力的强度设计
第七讲 切应力分析
第一节 基本概念
第二节 弯曲切应力分析
第三节 弯曲切应力公式应用
第四节 薄壁截面杆件的弯曲中心及结合面剪力流
第五节 工程中的圆轴
第六节 圆轴扭转切应力分析
第七节 圆轴扭转时的强度刚度设计
第八节 连接件的剪切与挤压计算
第七讲 切应力分析
第七讲 切应力分析
第八讲 应力状态与应变状态分析
第一节 基本概念
第二节 应力状态分析之原因及方案
第三节 平面应力状态分析之解析法
第四节 平面应力状态分析之极值应力
第五节 应力状态分析之应力圆
第六节 承受内压薄壁容器的应力分析
第七节 广义胡克定律
第八节 应变能与应变能密度
第八讲 应力状态与应变状态分析
第八讲 应力状态与应变状态分析
第九讲 一般应力状态下的强度设计准则及其工程应用
第一节 强度设计的新问题
第二节 关于断裂的强度设计准则
第三节 关于屈服的强度设计准则
第四节 一般情形下弯曲构件的强度设计
第五节 圆轴的静载强度设计
第六节 圆柱形薄壁容器强度设计简述
第九讲 一般应力状态下的强度设计准则及其工程应用
第九讲 一般应力状态下的强度设计准则及其工程应用
第十讲 梁的位移分析与刚度设计
第一节 基本概念
第二节 小挠度微分方程及其积分
第三节 工程中的叠加法
第四节 梁的刚度设计
第五节 简单的静不定梁
第十讲 梁的位移分析与刚度设计
第十讲 梁的位移分析与刚度设计
第十一讲 压杆(柱)的稳定性分析与稳定性设计
第一节 基本概念
第二节 细长压杆临界点的平衡稳定性及其实验验证
第三节 两端铰支压杆的临界载荷 欧拉公式
第四节 不同刚性支承对细长压杆临界载荷的影响
第五节 临界应力与临界应力总图
第六节 压杆稳定性设计的安全因数法
第十一讲 压杆(柱)的稳定性分析与稳定性设计
第十一讲 压杆(柱)的稳定性分析与稳定性设计
第十二讲 弹性杆件的能量原理
第一节 基本概念
第二节 应用于弹性杆件的虚位移原理
第三节 由虚位移原理导出卡氏第一定理
第四节 势能驻值定理与最小势能定理
第五节 虚力与虚力原理
第六节 卡氏第二定理
第七节 单位虚力法与莫尔法
第八节 图乘法
第十二讲 弹性杆件的能量原理
第十二讲 弹性杆件的能量原理
第十三讲 简单的静不定系统
第一节 基本概念
第二节 力法正则方程
第三节 对称性与反对称性分析
第十三讲 简单的静不定系统
第十三讲 简单的静不定系统
第十四讲 动载荷与动应力概述
第一节 基于达朗贝尔原理的动应力计算
第二节 构件上的冲击载荷与冲击应力计算
第十四讲 动载荷与动应力概述
第十四讲 动载荷与动应力概述