材料力学(华东交通大学)
材料力学(华东交通大学)
1万+ 人选课
更新日期:2025/05/26
开课平台智慧树
开课高校华东交通大学
开课教师张豫黄永虎张桂英肖挺松
学科专业工学力学类
开课时间2025/01/21 - 2025/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
材料力学是研究构件承载力基本理论和计算方法的一门学科。材料力学既是工科专业中数学、物理等基础课的进一步延伸,又是学习后续专业课程和从事科学研究及专业技术工作的基础。因此,作为连接工科基础理论和专业知识的桥梁,材料力学的重要性是不言而喻的。华东交通大学力学教学团队在相关学科领域中积累了丰富的教学科研成果。在此,我们将从知识性和趣味性的视角讲授材料力学的基本概念、基础理论和计算方法。我们将秉持立足教学、助力科研、着眼发展的理念,致力于新材料、新能源和信息时代下新工科教育力学素养的提升。欢迎大家和我们一起:知材料之百态,晓力学之魅力。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
绪论及基本概念
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绪论
张豫
轴向拉伸与压缩
轴力和轴力图
张桂英
拉(压)杆的应力
张桂英
拉(压)杆的变形 胡克定律
张桂英
许用应力与强度条件
张桂英
材料在拉伸和压缩时的力学性能
材料在拉伸时的力学性能
张桂英
材料在压缩时的力学性能
张桂英
应力集中与圣维南原理
张桂英
扭转
薄壁圆筒的扭转
张桂英
扭矩和扭矩图
张桂英
圆轴扭转的应力
张桂英
扭转强度条件
张桂英
扭转变形和刚度条件
张桂英
截面图形的几何性质
静矩和形心
张豫
惯性矩、极惯性矩和惯性积
张豫
平行移轴定理
张豫
转轴公式和主惯性矩
张豫
弯曲内力
对称弯曲的概念
黄永虎
弯曲内力方程及内力图
黄永虎
剪力、弯矩与载荷集度间的关系
黄永虎
简易作图法及其应用
黄永虎
平面刚架和曲杆的内力图
黄永虎
弯曲应力
弯曲正应力
弯曲形式与纯弯曲假设
张豫
弯曲正应力公式
张豫
弯曲切应力
矩形截面梁的弯曲切应力
张豫
其它形状截面梁的弯曲切应力
张豫
梁的弯曲强度条件
张豫
提高梁强度的方法
张豫
弯曲变形
挠曲线近似微分方程
黄永虎
积分法计算梁的位移
积分法计算梁的位移
黄永虎
积分法计算实例解析
黄永虎
叠加法计算梁的位移
黄永虎
梁刚度校核及改善措施
黄永虎
简单超静定问题
超静定问题思路
肖挺松
拉压杆和扭转轴的超静定问题力法求解
肖挺松
弯曲梁超静定问题力法求解
肖挺松
拉压杆超静定问题位移法求解
肖挺松
应力状态和强度理论
应力状态分析和强度理论
张豫
平面应力状态的解析法
张豫
平面应力状态的图解法
张豫
空间应力状态
张豫
广义胡克定律
张豫
复杂应力状态应变能密度
张豫
强度理论的概念
张豫
常用的四个强度理论
张豫
强度理论的应用
张豫
组合变形
组合变形的概念
张豫
斜弯曲
张豫
轴向拉(压)与弯曲的组合
张豫
偏心拉伸(压缩)和截面核心
张豫
弯曲与扭转的组合
张豫
连接件的实用计算
张豫
压杆稳定
压杆稳定性的概念
黄永虎
临界荷载的欧拉公式
两端铰支压杆临界荷载
黄永虎
不同约束条件下压杆临界荷载
黄永虎
临界应力总图
黄永虎
压杠的稳定计算及改善措施
黄永虎
基础实验部分
拉伸实验
张豫
压缩实验
张豫
扭转实验
张豫
金属材料切变模量G的测定
张豫
弹性模量E和泊松比v的测定
张豫
梁的弯曲正应力实验
张豫
弯扭组合变形主应力的测定
张豫
偏心拉伸实验
张豫
  • 绪章绪论及基本概念

    本章主要介绍:《材料力学》课程的任务、研究对象、基本概念、基本内容和研究方法.帮助学生初步了解这门课程的轮廓。

  • 0.1绪论

    本节介绍了材料力学的任务,基本假设,杆件和杆件变形的基本形式。

  • 第一章轴向拉伸与压缩

    本章主要介绍:
    (1)杆件受拉伸、压缩时横截面上的内力和应力,应变的概念,单向应力状态的胡克定律。
    (2)金属材料的静力拉伸试验,低碳钢和铸铁的应力-应变曲线及其特征点。
    (3)拉伸、压缩的强度计算公式及其应用。

  • 1.1轴力和轴力图

    本节介绍:
    (1)内力的概念和用截面法求内力。
    (2)轴向拉(压)杆的内力-轴力,轴力的正负规定,轴力图的画法。

  • 1.2拉(压)杆的应力

    本节介绍:
    (1)轴向拉(压)杆横截面的应力。
    (2)轴向拉(压)杆斜截面的应力-正应力与切应力。

  • 1.3拉(压)杆的变形 胡克定律

    本节介绍了拉(压)杆的变形、胡克定律。

  • 1.4许用应力与强度条件

    本节介绍了强度条件、安全因数、许用应力。

  • 1.5材料在拉伸和压缩时的力学性能

    本节介绍了材料在拉伸和压缩时的力学性能。

  • 1.6应力集中与圣维南原理

    本节介绍应力集中的概念,反映应力集中程度的应力集中系数K,以及力的局部作用的圣维南原理。

  • 第二章扭转

    本章主要介绍:
    (1)扭矩的计算和扭矩图的绘制。
    (2)圆轴横截面上扭转剪应力的分布规律及其计算公式
    (3)圆轴扭转的强度和刚度计算。

  • 2.1薄壁圆筒的扭转

    本节介绍了薄壁圆筒的扭转切应力。

  • 2.2扭矩和扭矩图

    本节介绍了传动轴的外力偶矩计算,扭矩及扭矩图。

  • 2.3圆轴扭转的应力

    本节介绍好了等直圆杆扭转时的应力,扭转的强度条件。

  • 2.4扭转强度条件

    本节介绍了扭转的强度条件、计算。

  • 2.5扭转变形和刚度条件

    本节介绍:
    (1)圆轴扭转变形的相对扭转角公式与计算;
    (2)扭转刚度
    (3)扭转刚度条件与应用。

  • 第三章截面图形的几何性质

    本章主要介绍:
    (1)截面图形的静矩和形心的概念与计算
    (2)极惯性矩、惯性矩和惯性积的概念与性质
    (3)平行移轴公式,组合截面图形的惯性矩与惯性积的计算
    (4)转轴公式,主惯性轴与主惯性矩

  • 3.1静矩和形心

    本节主要给出了形心和静矩的概念及定义式,两者之间的关系,组合图形形心和静矩的计算方法:组合法和负面积法。

  • 3.2惯性矩、极惯性矩和惯性积

    本节介绍了极惯性矩、惯性矩、惯性积。

  • 3.3平行移轴定理

    本节介绍了平行移轴公式。

  • 3.4转轴公式和主惯性矩

    本节介绍了转轴公式 、主惯性轴 、主惯性矩的定义。

  • 第四章弯曲内力

    本章主要介绍:
    (1)梁的简化,剪力和弯矩的计算
    (2)剪力图和弯矩图的绘制
    (3)载荷集度,剪力和弯矩之间的微分关系及其应用
    (4)平面曲杆、平面刚架的内力计算

  • 4.1对称弯曲的概念

    本节介绍了对称弯曲的概念及梁的计算简图。

  • 4.2弯曲内力方程及内力图

    本节介绍了梁的剪力和弯矩,剪力图和弯矩图,剪力图和弯矩图的快速作图法。

  • 4.3剪力、弯矩与载荷集度间的关系

    本节介绍:
    (1)剪力、弯矩与荷载集度的微分关系及应用;
    (2)集中荷载、集中力偶与剪力、弯矩的关系;
    (3)剪力、弯矩图的快递(简易)画法;
    (4)剪力、弯矩图的特征。

  • 4.4简易作图法及其应用

    本节介绍了梁的剪力图、弯矩图的简易作图法。

  • 4.5平面刚架和曲杆的内力图

    本节介绍:
    (1)平面刚架和曲杆的定义;
    (2)平面刚架和曲杆的内力-轴力、剪力和弯矩;
    (3)平面刚架和曲杆的内力图的约定和画法。

  • 第五章弯曲应力

    本章主要介绍:
    (1)弯曲形式:横力弯曲与纯弯曲
    (2)纯弯曲的平面假设与单向受力假设
    (3)纯弯曲梁的正应力、最大正应力和纯弯曲正应力理论在横力弯曲梁推广
    (4)矩形和其它形状截面梁的弯曲切应力
    (5)梁弯曲时的强度条件
    (6)提高梁强度的方法和措施

  • 5.1弯曲正应力

    本节介绍:
    1)弯曲的形式-横力弯曲和纯弯曲的概念;
    2)纯弯曲的两个假设:平面假定和单向受力假定,弯曲的中性层和中性轴的概念;
    3)弯曲正应力计算公式,惯性矩和弯曲截面系数;
    4)横力弯曲的最大弯曲正应力。

  • 5.2弯曲切应力

    本节介绍:
    1)矩形截面梁的切应力计算公式以及最大弯曲切应力。
    2)对于工字形、圆形和薄壁圆环形三种截面梁,学习不同截面形式梁的弯曲切应力和最大弯曲切应力。

  • 5.3梁的弯曲强度条件

    本节介绍:
    1)梁危险点的应力状态分析。
    2)梁的强度条件建立和例题解答。

  • 5.4提高梁强度的方法

    本节介绍:
    1)如何合理配置荷载与支座。
    2)如何合理设计截面形状。
    3)采用变截面梁与等强度梁提高梁的强度以及材料的利用率。

  • 第六章弯曲变形

    本章主要介绍:
    (1)梁的变形位移的概念-挠度与转角;
    (2)梁的变形曲线方程(挠曲线方程)和转角方程;
    (3)挠曲线近似微分方程的定义;
    (4)积分法求挠曲线方程和转角方程;
    (5)边界条件-约束条件、连续条件和光滑条件;
    (6)叠加法求梁的最大挠度与最大转角;
    (7)梁的刚度条件,改善梁的刚度的措施。

  • 6.1挠曲线近似微分方程

    本节介绍了挠曲线近似微分方程。

  • 6.2积分法计算梁的位移

    本节介绍了梁的挠曲线近似微分方程及其积分,边界条件。

  • 6.3叠加法计算梁的位移

    本节介绍了叠加法计算挠度和转角。

  • 6.4梁刚度校核及改善措施

    本节介绍了梁的刚度校核和改善措施。

  • 第七章简单超静定问题

    本章主要介绍:
    (1)超静定问题的概念和求解思路。
    (2)学习简单的拉(压)、扭转超静定问题的求解方法。
    (3)学习简单超静定梁的求解方法。

  • 7.1超静定问题思路

    本节介绍了超静定问题的概念及其求解思路。

  • 7.2拉压杆和扭转轴的超静定问题力法求解

    本节介绍了拉压超静定和扭转超静定问题的力法。

  • 7.3弯曲梁超静定问题力法求解

    本节介绍了力法求解超静定梁的问题。

  • 7.4拉压杆超静定问题位移法求解

    本节介绍了拉压超静定问题的位移解法。

  • 第八章应力状态和强度理论

    本章主要介绍:
    (1)应力状态概念与分类。
    (2)用解析法(公式法)和图解法(应力圆)确定平面应力状态下的主应力、主平面和最大剪应力。
    (3)复杂应力状态下,各向同性材料的广义胡克定律。
    (4)复杂应力状态应变能密度。
    (5)强度理论的概念和四种典型的强度理论的应用。

  • 8.1应力状态分析和强度理论

    本节介绍:
    (1)应力状态的概念与分类;
    (2)单元体的概念,原始单元体和主单元体;
    (3)主应力的概念和性质。

  • 8.2平面应力状态的解析法

    本节介绍了平面应力状态的应力分析,主应力、主平面和最大切应力。

  • 8.3平面应力状态的图解法

    本节介绍了平面应力状态的应力分析,主应力、主平面和最大切应力。

  • 8.4空间应力状态

    本节介绍了空间应力状态分析。

  • 8.5广义胡克定律

    本节介绍了广义胡克定律。

  • 8.6复杂应力状态应变能密度

    本节介绍了空间应力状态下的应变能密度。

  • 8.7强度理论的概念

    本节介绍了材料破坏类型,强度理论的概念。

  • 8.8常用的四个强度理论

    本节介绍了四个经典强度理论、相当应力的概念。

  • 8.9强度理论的应用

    本节介绍了强度理论的应用。

  • 第九章组合变形

    本章主要介绍:
    (1)组合变形的概念。
    (2)建立斜弯曲、拉伸(压缩)与弯曲组合变形、偏心拉伸(压缩)、弯曲与扭转组合变形的强度条件,为这类构件的强度计算提供依据。
    (3)偏心拉伸(压缩)构件的截面核心概念与计算。
    (4)连接件和连接件的实用计算。

  • 9.1组合变形的概念

    本节介绍:
    (1)组合变形的概念,常见的组合变形形式;
    (2)组合变形的工程实例分析;
    (3)组合变形计算方法简介。

  • 9.2斜弯曲

    本节主要介绍了斜弯曲。

  • 9.3轴向拉(压)与弯曲的组合

    本节介绍了轴向拉伸(压缩)与弯曲组合变形。

  • 9.4偏心拉伸(压缩)和截面核心

    本节介绍偏心拉伸(压缩)的应力计算,截面核心的概念与应用。

  • 9.5弯曲与扭转的组合

    本节介绍弯曲与扭转组合变形的应力和强度计算。

  • 9.6连接件的实用计算

    本节介绍了连接件的实用计算法。

  • 第十章压杆稳定

    本章主要介绍:
    (1)压杆稳定性问题的实质,稳定性问题区别于强度、刚度问题在于平衡的不稳定性,而临界力就是判断平衛是否稳定的依据。
    (2)介绍临界力和临界应力的概念和欧拉公式的计算与适用条件。
    (3)通过学习临界应力总图学习压杆的分类,学习惯性半径和柔度等有关概念的意义和计算。
    (4)学习实际工程结构中的压杆如何简化为计算模型和长度系数的定义,掌握用安全系数法和折减系数法对连杆、活塞杆、容器支架之类的单根压杆进行稳定性校核。
    (5)了解提高压杆稳定性的基本原则。

  • 10.1压杆稳定性的概念

    本节介绍:
    (1)平衡稳定性的概念和压杆稳定性分析;
    (2)细长压杆的概念,临界平衡分析;
    (3)压杆失稳的概念。

  • 10.2临界荷载的欧拉公式

    本节介绍了两端铰接细长中心受压直杆临界力的欧拉公式。以及不同杆端约束下细长压杆临界力的欧拉公式.。

  • 10.3临界应力总图

    本节介绍了欧拉公式的应用范围,临界应力总图。

  • 10.4压杠的稳定计算及改善措施

    本节介绍了压杆的稳定计算和改善稳定性的措施。

  • 第十一章基础实验部分

    本节介绍:
    (1)低碳钢和铸铁的拉伸实验;
    (2)低碳钢和铸铁的压缩实验;
    (3)低碳钢和铸铁的扭转实验;
    (4)材料切变模量G的测定;
    (5)拉伸时材料弹性模量E和泊松比v的测定;
    (6)梁的弯曲正应力实验;
    (7)弯扭组合変形主应力的测定;
    (8)偏心拉伸实验。

  • 11.1拉伸实验

    本节介绍了低碳钢和铸铁的拉伸实验,拉伸曲线,拉伸的应力-应变曲线,低碳钢拉伸过程的四个阶段,屈服点和屈服极限,强度极限,低碳钢和铸铁拉伸断裂特征,低碳钢试件的延伸率和断面收缩率。

  • 11.2压缩实验

    本节介绍了低碳钢和铸铁的压缩实验,压缩曲线,压缩的应力-应变曲线,拉伸曲线与压缩曲线的区别与联系,低碳钢和铸铁压缩破坏特征。

  • 11.3扭转实验

    本节介绍:
    1)测定低碳钢的剪切屈服极限以及低碳钢和铸铁的剪切强度极限。
    2)观察低碳钢和铸铁两种材料在扭转过程中的变形规律和破坏特征。

  • 11.4金属材料切变模量G的测定

    本节介绍:
    1)通过扭角法验证相对扭转角计算公式。
    2)实验测定低碳钢的切变模量G的方法。

  • 11.5弹性模量E和泊松比v的测定

    本节介绍:
    1)电阻应变测量的原理和方法。
    2)应用电测法测定低碳钢拉伸时弹性模量和泊松比,验证胡克定律。

  • 11.6梁的弯曲正应力实验

    本节介绍:
    1)测定矩形截面梁在纯弯曲时横截面上正应力的大小及其分布规律,并与理论计算结果进行比较,以验证纯弯曲正应力公式的正确性。
    2)学习电测法,熟悉静态电阻应变仪的使用和半桥路接线方法。

  • 11.7弯扭组合变形主应力的测定

    本节介绍:
    1)如何测定平面应力状态下主应力的大小和方向,并与理论值进行比较。
    2)掌握电阻应变花的使用。

  • 11.8偏心拉伸实验

    本节介绍:
    1)测定偏心拉伸时的正应力,验证叠加原理的正确性。
    2)分别测定偏心拉伸时由拉力和弯矩所产生的应力σN和σM。
    3)测定偏心距e。

  • 开始学习
  • 绪章  作业测试
    绪章绪论及基本概念

    0.1 绪论

    视频数1
  • 第一章  作业测试
    第一章 轴向拉伸与压缩

    1.1 轴力和轴力图

    1.2 拉(压)杆的应力

    1.3 拉(压)杆的变形 胡克定律

    1.4 许用应力与强度条件

    1.5 材料在拉伸和压缩时的力学性能

    1.6 应力集中与圣维南原理

    视频数7
  • 第二章  作业测试
    第二章 扭转

    2.1 薄壁圆筒的扭转

    2.2 扭矩和扭矩图

    2.3 圆轴扭转的应力

    2.4 扭转强度条件

    2.5 扭转变形和刚度条件

    视频数5
  • 第三章  作业测试
    第三章 截面图形的几何性质

    3.1 静矩和形心

    3.2 惯性矩、极惯性矩和惯性积

    3.3 平行移轴定理

    3.4 转轴公式和主惯性矩

    视频数4
  • 第四章  作业测试
    第四章 弯曲内力

    4.1 对称弯曲的概念

    4.2 弯曲内力方程及内力图

    4.3 剪力、弯矩与载荷集度间的关系

    4.4 简易作图法及其应用

    4.5 平面刚架和曲杆的内力图

    视频数5
  • 第五章  作业测试
    第五章 弯曲应力

    5.1 弯曲正应力

    5.2 弯曲切应力

    5.3 梁的弯曲强度条件

    5.4 提高梁强度的方法

    视频数6
  • 第六章  作业测试
    第六章 弯曲变形

    6.1 挠曲线近似微分方程

    6.2 积分法计算梁的位移

    6.3 叠加法计算梁的位移

    6.4 梁刚度校核及改善措施

    视频数5
  • 第七章  作业测试
    第七章 简单超静定问题

    7.1 超静定问题思路

    7.2 拉压杆和扭转轴的超静定问题力法求解

    7.3 弯曲梁超静定问题力法求解

    7.4 拉压杆超静定问题位移法求解

    视频数4
  • 第八章  作业测试
    第八章 应力状态和强度理论

    8.1 应力状态分析和强度理论

    8.2 平面应力状态的解析法

    8.3 平面应力状态的图解法

    8.4 空间应力状态

    8.5 广义胡克定律

    8.6 复杂应力状态应变能密度

    8.7 强度理论的概念

    8.8 常用的四个强度理论

    8.9 强度理论的应用

    视频数9
  • 第九章  作业测试
    第九章 组合变形

    9.1 组合变形的概念

    9.2 斜弯曲

    9.3 轴向拉(压)与弯曲的组合

    9.4 偏心拉伸(压缩)和截面核心

    9.5 弯曲与扭转的组合

    9.6 连接件的实用计算

    视频数6
  • 第十章  作业测试
    第十章 压杆稳定

    10.1 压杆稳定性的概念

    10.2 临界荷载的欧拉公式

    10.3 临界应力总图

    10.4 压杠的稳定计算及改善措施

    视频数5
  • 第十一章  作业测试
    第十一章 基础实验部分

    11.1 拉伸实验

    11.2 压缩实验

    11.3 扭转实验

    11.4 金属材料切变模量G的测定

    11.5 弹性模量E和泊松比v的测定

    11.6 梁的弯曲正应力实验

    11.7 弯扭组合变形主应力的测定

    11.8 偏心拉伸实验

    视频数8
  • 期末考试