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1
绪论
2
拉伸、压缩与剪切
4
3
扭转
弯曲内力
6
5
弯曲应力
弯曲变形
7
应力和应变分析强度理论
8
组合变形
9
压杆稳定
10
动载荷
11
交变应力
12
平面图形的几何性质
13
能量法
14
总复习
五、考核方式与成绩核定办法
1.考核方式:
期末笔试+平时考核
2.成绩核定办法:
笔试占70%,平时占30%
六、授课方案
第一章绪论
1.教学要求
了解材料力学的任务,了解杆件变形基本形式。
掌握可变形固体的性质及其基本假设,熟练掌握应力、应变概念,
2.教学重点与难点
重点:
变形固体的性质及其基本假设、切应变。
难点:
切应变概念。
3.教学策略
多媒体加板书讲授、课堂提问、练习,注意受力分析多采用板书讲授为好
4.参考书目:
1、胡增强编《材料力学学习指导》高等教育出版社
2、顾志荣、吴永生编《材料力学学习方法及解题指导》同济大学出版社
3、苟文选主编《材料力学导学、导教、导考(上、下册)》西北工业大学出版社
5.教学内容:
1.1材料力学的任务
为保证工程结构或机械的正常工作,构件应有足够的能力负担起应当承受的载荷。
因此,它应当满足以下要求
(1):
强度要求
(2):
刚度要求(3):
稳定性要求
1.2变形固体的基本假设
(1)连续性假设、
(2)均匀性假设、(3)各向同性假设
1.3外力及其分类
1.4内力、截面法和应力的概念
1.5变形与应变
1.6杆件变形的基本形式
(1)拉伸或压缩、
(2)剪切、(3)扭转、(4)弯曲
第二章拉伸、压缩与剪切
了解轴向拉(压)的基本概念及应变能的计算,掌握轴力图的作法及横截面、截面的应力,能熟练利用虎克定律计算杆件的变形,掌握材料拉伸和压缩的力学性能,掌握简单的拉(压)超静定问题的分析。
横截面、斜截面的应力、杆件的变形计算。
拉(压)超静定问题的分析:
板书讲授、课堂提问、练习。
§
2.1轴向拉伸与压缩的概念和实例
2.2轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力
2.3直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力
1.横截面上的正应力
2.斜截面上的应力
2.4材料拉伸时的力学性能
材料在外力作用下表现出变形及破坏的特性。
材料的宏观力学性能主要依靠实验方法测定。
如材料的比例极限
,弹性极限
,屈服极限
,延伸率
,断面收缩率ψ,弹性模量E,横向变形因数(泊松比)μ等。
常温、静载下拉伸试验是确立材料力学性能的最基本试验。
试验设备:
万能材料试验机。
标准试件:
圆截面l=5d或l=10d
以低碳钢(含碳量低于0.3%的碳素钢)为例介绍拉伸试验。
一、低碳钢(Q235)拉伸时的力学性能
清除尺寸影响作σ~ε曲线,根据曲线特征大致分为四个阶段研究材料力学性能。
1.弹性阶段(Ob)
2.屈服阶段(bc)
3.强化阶段(ce)
4.局部变形阶段(颈缩)(ef)
5.延伸率和断面收缩率
6.卸载定律及冷作硬化
二、其他塑性材料拉伸时的力学性能
其他塑性材料:
中碳钢、高碳钢、合金钢、铝合金、青铜、黄铜。
2.5材料压缩时的力学性能
2.7失效、安全因数和强度计算
一.失效:
工程中将构件不能正常工作称为失效。
二.破坏准则:
就强度而言
三.安全因数:
四.强度条件
2.8轴向拉伸或压缩时的变形
2.9轴向拉伸或压缩的应变能
1.变形能(应变能)
固体受外功作用而变形,在变形过程中,外力所作的功转变为储存于固体内的能量,固体在外力作用下,因变形而储存能量称为变形能或应变能。
变形能有弹性变形能与塑性变形能。
当外力逐渐减小,变形逐渐减小,固体会释放出部分能量而作功,这部分能量为弹性变形能。
2.轴向拉(压)时的应变能
3.应变能密度(比能)
2.10拉伸、压缩超静定问题
一.超静定问题
利用静力平衡方程,不能确定全部未知力的问题,称为超静定问题。
未知力的数与独立平衡数目之差数称为超静定次数。
二.
超静定问题解法
(1)建立足够的补充方程
(a)静力学方面——平衡方程
(b)几何学方面——变形协调条件
(c)物理学方面——物理条件
(b)(c)补充方程。
(2)变形协调条件
(3)物理条件
2.11温度应力和装配应力
一.温度应力
二.装配应力
2.12应力集中的概念
2.13剪切和挤压的实用计算
1.
剪切的实用计算
(1)连接件:
铆钉、销钉、螺栓、键等都是受剪构件。
(2)切应力
(3)强度条件
2.
挤压的实用计算
(1)挤压:
在外力作用下,在连接件和被连接件之间,必须在接触面上相互压紧,这种现象称为挤压。
(2)挤压应力
(3)挤压面面积:
(4)强度条件:
第三章扭转
了解薄壁圆筒扭转时的应力分析过程,了解等直圆杆扭转时的应变能及扭转超静定问题,掌握扭矩图的作法,掌握等直圆杆扭转时的强度和刚度条件。
等直圆杆扭转时的强度和刚度条件。
超静定问题的分析:
3.1扭转的概念与实例
3.2外力偶矩的计算,扭矩和扭矩图
2.扭矩和扭矩图
(1)截面法、平衡方程
(2)扭矩符号规定:
为无论用部分I或部分II求出的同一截面上的扭矩不但数值相同且符号相同、扭矩用右手螺旋定则确定正负号。
(3)扭矩图
3.3纯剪切
1.薄壁圆筒扭转时的切应力
2.切应力互等定理
3.切应变剪切胡克定律
4.三个弹性常数之间的关系
5.剪切应变能
3.4圆轴扭转时的应力
3.5圆轴扭转时的变形
3.6圆柱形密圈螺旋弹簧的应力和变形
3.7非圆截面杆扭转的概念
第四章弯曲内力
了解梁的计算简图及剪力和弯矩的概念,掌握运用内力方程作内力图的方法,了解叠加原理作内力图,掌握弯矩、剪力和分布荷载集度的微分关系,并能熟练运用。
内力图,弯矩、剪力和分布荷载集度三者的微分关系。
作内力图。
板书讲授、课堂提问、练习,作内力图应详细分步讲授分析过程。
4.1弯曲的概念与实例
4.2受弯杆件的简化
4.3剪力和弯矩
一般说,在梁的截面上都有剪力FS和弯矩M,在数值上,剪力FS等于截面以左所有外力在梁轴线的垂线(y轴)上投影的代数和;
弯矩M等于截面以左所有外力对截面形心取力矩的代数和,
4.4剪力方程和弯矩方程剪力图和弯矩图
一般情况下,梁横截面上的剪力和弯矩随截面位置不同而变化,剪力和弯矩为截面位置坐标x的函数。
上面函数表达式称为剪力方程和弯矩方程,根据剪力方程和弯矩方程,可以描出剪力和弯矩随截面位置变化规律的图线称为剪力图和弯矩图。
4.5载荷集度、剪力和弯矩间的关系
4.6静定刚架平面曲杆的弯曲内力
1.静定刚架
2.平面曲杆(平面曲梁)
第五章弯曲应力
了解纯弯曲梁横截面的正应力,熟练掌握横力弯曲梁的正应力和切应力强度条件,了
解梁的荷载、支座对梁截面的影响。
横力弯曲梁的正应力和切应力强度条件。
横力弯曲梁的正应力和切应力强度条件应用。
5.1纯弯曲
5.2纯弯曲时的正应力
5-3横力弯曲时的正应力
1.纯弯曲正应力公式推广应用于横力弯曲
2.最大正应力
3.强度条件
4.强度计算
5.4弯曲切应力
5.6提高弯曲强度的措施
弯曲正应力为控制梁的主要因素。
由梁的强度条件
合理安排梁的受力情况,降低Mmax。
采用合理截面形状,提高WZ
1.合理安排梁的受力情况,降低Mmax
2.梁的合理截面,提高WZ
3.等强度梁的设计
(1)等截面梁是按最大弯矩设计
(2)等强度梁是按变截面设计
第六章弯曲变形
熟练掌握直接积分法,掌握按叠加法求梁的挠度和转角,掌握简单超静定梁的求解。
直接积分法,叠加法。
简单超静定梁的分析。
6.1工程中的弯曲变形问题
6.2挠曲线的微分方程
①挠度:
梁的任一截面形心的竖直位移称为挠度。
②挠曲线的方程式:
w=f(x)
③转角:
弯曲变形中,梁的横截面对其原来位置转过的角度θ,称为截面转角。
根据平面假设,梁的横截面变形前,垂直于轴线,变形后垂直于挠曲线。
6.3用积分法求弯曲变形
1.
挠曲线的近似微分方程
对等直梁而言,EI为常量,于是上式可写成
积分可得转角方程,再积分可得挠
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