理论力学似乎让我们感到力学的枯燥和遥远,材料力学将会把神秘而复杂的理论力学带回实际生产和生活中。众所周知,所有的机械或结构物在运行或使用中,其构件都将受到一定的载荷作用,其形状和尺寸都要发生变化。但是构件所承受的载荷和变现都有一定的限制,如果载荷过大,构件就会发生断裂或产生塑性变形而失效,严重者将发生工程事故。如果变形过大,构件可能无法不保证正常工作。因此必须研究构件抵抗破坏和变形的能力,即进行强度和刚度的计算。此外,对工程中一类细长受压杆件,如活塞杆、连杆和千斤顶等,如果载荷超过某一数值但远小于强度的极限值时,压杆将突然由直线平衡形态变成曲线平衡形态,这种现象称之为压杆的失稳。失稳往往是突然发生而造成严重的工程事故,因此必须研究构件保持原来形态能力,即进行稳定性计算。综上所述,材料力学的任务就是研究构件在外力作用下变形、内部受力与破坏的规律,为合理设计构件提供强度、刚度与稳定性分析的基本理论与方法。
材料力学是高等院校理工科专业的一门重要专业基础课,在工程教育中占有重要的地位,是基础课和专业课之间的桥梁,起着承上启下的作用。本课程主要内容包括为杆件的基本变形(拉压、弯、扭、剪)的内力分析、应力分析、变形分析与位移分析,材料的力学性能,强度分析与设计,刚度分析与设计,应力状态分析,强度理论,组合载荷,压杆的稳定性分析与设计,能量原理与应用和动荷载,疲劳失效分析等,覆盖理工科高等院校长学时课程的绝大部分内容。
本课程体系完善、科学,能够做到理论联系实际,融知识传授、能力培养、素质教育于一体。与大学物理和理论力学研究质点和刚体不同,本课程首次以变形固体为研究对象,并引入内力、应力、应变、单元体等新概念,着力培养学生将具体工程问题抽象化、理想化,并建立正确的物理模型和数学模型的意识和能力,完善知识结构、拓宽眼界视野、培养科学思维、增强创新意识。