本课程线下授课面向同济大学智能建造、土木工程、工程力学、机械工程等工科专业本科生。有人说,数学是力学人的内功,力学是工程人才的内功。材料力学是与工程实际联系最为紧密的基础力学,是工程教育的启蒙,是成就行业顶尖高手的必修之功。另外,力学源于工程问题,也服务于工程问题,材料力学的概念、思路和科学方法贯穿于工程问题的解决和学科发展,对学生后续专业课的学习和职业发展至关重要。材料力学的研究对象主要是杆件,主要任务是为安全、经济地设计构件提供基础分析理论、实用计算方法。通过本课程的学习,学生能掌握安全、经济的设计工程结构构件的计算方法和原理,掌握材料的基本力学性能和基本的材料力学实验方法,初步学会应用基本概念、基本理论和基本分析方法分析解决问题,同时结合本课程的特点培养学生发现问题、解决问题的科学方法和一般思路,激发学生养成主动思考、审辩思维的习惯,分析、解决工程实际问题的能力,提高学生的综合素质。本课程主讲教师们数十年为同济大学土木工程专业本科生授课,为同济大学培养的顶尖土木工程专业人才奠定了坚实的力学基础。材料力学是同济大学土木工程研究生入学考试科目之一。另外,同济大学拥有国家级力学虚拟仿真实验教学中心,本课程包含的材料拉伸、压缩实验、圆轴扭转实验、梁弯曲正应力、弯扭组合、压杆稳定实验,皆可通过这一国家级力学虚拟仿真实验教学中心平台在线学习。
第一章 绪论
课程内容、性质和特点
课程任务
变形固体的基本假设和构件的几何特征
内力、应力、变形、应变
杆件变形的基本形式
第二章 轴向拉压
轴向拉压的介绍及杆件内力
轴向拉压杆的应力
轴向拉压杆的变形
材料轴向拉伸、压缩时的力学性能
强度条件、刚度条件
超静定问题-1
超静定问题-2
应力集中
轴向拉压杆章节作业
第三章 剪切和挤压
工程应用、剪切的实用计算
挤压的实用计算
剪切作业
第四章 扭转
扭转的概念、工程应用及内力
圆截面杆扭转应力
圆截面杆扭转强度计算
圆截面杆扭转变形和刚度计算
扭转超静定
非圆截面杆扭转
薄壁杆件扭转
扭转作业
附录A 平面图形的几何性质
静矩和形心
惯性矩和惯性积
平行移轴公式
转轴公式
主轴和形心主惯性矩
附录A-截面几何
第五章弯曲内力
弯曲的概念
弯曲内力-截面法
利用微分关系画内力图
平面刚架和曲杆内力
叠加法
梁的内力作业
第六章弯曲应力
弯曲应力的概念
弯曲正应力
弯曲切应力
弯曲切应力的进一步分析
提高梁强度的措施
弯曲应力作业
第七章弯曲变形
弯曲变形的基本概念
挠曲线近似微分方程
积分法计算弯曲变形
叠加法计算弯曲变形
梁的刚度条件及提高梁刚度的方法
简单超静定梁
弯曲变形作业
弯曲单元测验
第八章应力分析和强度理论
应力状态的概念
平面应力状态分析-解析法
平面应力状态分析-图解法
空间应力状态
广义胡克定律
强度理论
应力分析和强度理论单元测试
第九章组合变形
弯扭组合变形
组合变形的概念和求解方法
斜弯曲
拉压和弯曲的组合 偏心拉压
截面核心
作业
第十章压杆稳定
压杆的稳定概念
细长压杆临界压力的欧拉公式
欧拉公式的使用范围 临界应力总图
压杆的稳定计算,提高压杆稳定性的措施
压杆稳定作业
第十一章能量法
能量法概念
应变能和余能
互等定理
卡氏定理
单位载荷法
卡氏定理解超静定问题
能量法作业
第十二章 冲击载荷
冲击载荷概念
弹簧的竖向和水平冲击
弹性体的冲击
提高冲击承载力的措施
冲击测验