spContent=单手劈砖需要多大的力？
为何麦杆和竹子都是空心的？
为何强度好的钢尺一压就弯？
竹子的硬节除了生长需要还有别的用处吗？
为何冬天自来水管被冻裂而里面的冰却不会？
为何石材铺成的地面和混凝土制成的房屋经常开裂？
材料力学和你一同探索自然和工程中的奥秘！！！
单手劈砖需要多大的力？
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—— 课程团队
课程概述
材料力学是机械工程和土木工程以及相关专业的大学生的必修课。其先修课程有高等数学和理论力学。
材料力学的主要目的之一在于合理地设计结构构件和机械零件，为实现既安全又经济的设计提供理论依据和计算方法。
为此需要学习材料的力学性能，结构的力学性能，以及材料和结构不在同应用下的力学性能。要熟悉各种具体应用，比如：
单手劈砖需要多大的力？
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材料力学不仅有着完整的课程理论体系，同时也直接面对着工程实际的直接应用，吸收了由工程实际总结而来的经验和便捷措施。
学习材料力学除了系统理论外，还需要拥抱众多的千姿百态的具体应用。在理论想象和现实应用间建立联系。
学习材料力学要学习将实际工况简化为理论模型，对理论模型进行计算分析后，再回到工程实际中。
学习材料力学对初学者并不容易，但也因此充满了趣味和吸引力！
课程大纲
序论和引言
课时目标：1. 了解什么是材料力学？学习材料力学干什么？2. 明确材料力学的任务、研究内容，理解材料力学中的基本假设和受力、变形特征。3. 能初步判断工程结构的强度、刚度和稳定性问题，掌握杆件变形的分类方法。
轴向拉伸和压缩
课时目标：1. 掌握内力概念、截面法、轴力图画法等，理解平截面假设和轴向应力公式；能熟练求解轴力、画轴力图、计算拉压杆横截面/斜截面上的应力。2. 理解变形、应变、位移的概念及其区别和联系，掌握轴向拉压杆的变形计算方法。能熟练应用胡克定律求解杆件的变形；能熟练运用小变形放大法分析杆系的变形协调条件。3. 掌握塑性材料与脆性材料在拉伸与压缩时的力学性能，理解结构中的应力集中现象，熟悉强度条件的内涵。能熟练运用强度条件进行拉压杆的强度校核、截面设计和载荷设计。4. 掌握连接部分的强度、拉压超静定问题、热应力和初应力的计算方法。通过理解材料力学的研究主线，能熟练解决工程中拉压杆的超静定问题。
1. 截面法、轴力及轴力图；
2. 应力拉压杆的应力；
3. 拉压杆的变形胡克定律；
4. 材料在拉伸与压缩时的力学性能；
5. 安全因数、许用应力、强度条件；
6. 连接部分的强度计算；
7. 拉压超静定问题；
8. 热应力、初应力
扭转
课时目标：1. 认识扭转变形的基本特征，掌握利用功率计算扭矩的方法， 学会绘制扭矩图，熟悉薄壁圆轴的扭转切应力公式推导思路。能熟练地绘制扭转时的内力图，能通过薄壁圆筒的扭转变形和受力分析，能利用切应力互等定理分析薄壁圆筒扭转时横截面、纵截面 上的应力特点。2. 掌握圆轴扭转时截面上的应力分布规律，熟悉圆轴扭转时的应力和转角计算方法，掌握圆轴扭转时的强度和刚度分析方法。能熟练利用强度条件和刚度条件进行圆轴的相关校核和设计。
1. 传动轴的动力传递 扭矩；
2. 薄壁圆轴的扭转 切应力互等定理；
3. 圆轴扭转时的应力、强度条件；
4. 圆轴扭转时的变形、刚度条件
弯曲强度
课时目标：1. 理解弯曲变形、平面弯曲的基本概念，掌握梁弯曲对应的内 力（剪力和弯矩）的求解方法；能熟练运用列方程法、叠加法绘制弯曲内力图。2. 掌握梁弯曲时剪力、弯矩和分布载荷集度间的微分关系。能熟练运用微分关系、控制点法绘制弯曲内力图。3. 熟悉梁弯曲正应力的研究思路和计算公式，掌握梁横截面上 弯曲正应力的分布规律；能利用静力学关系、几何关系、物理关系自主研究和分析梁 的弯曲正应力，并能快速确定最大正应力的位置。4. 熟悉梁弯曲切应力的研究思路和计算公式，掌握梁横截面上 弯曲切应力的分布规律。能利用静力学关系、几何关系、物理关系自主研究和分析梁的弯曲切应力，并能快速确定最大切应力的位置。5. 掌握梁弯曲变形时的强度计算和设计方法。能准确判断梁弯曲时的危险截面、危险点，并能熟练运用强度条件来进行相关的强度校核和设计。
1. 平面弯曲梁的内力；
2. 弯曲正应力；
3. 弯曲切应力；
4. 梁的强度条件与合理强度设计
弯曲变形
课时目标：1. 理解挠度、转角的定义；掌握梁弯曲变形的积分求解方法， 掌握积分常数的确定方法。能熟练运用积分法、叠加法计算梁的弯曲变形问题。2. 掌握梁刚度计算方法，了解提高梁刚度的主要思路，掌握超静 定梁的分析方法。能熟练运用刚度条件求解和分析工程梁结构的刚度问题。
1. 挠度和转角、挠曲线方程
2. 叠加法求梁的变形。
3. 梁的刚度条件、合理刚度设计
应力状态与强度理论
课时目标：1. 理解应力状态、主应力、主平面的概念；掌握平面应力状态的分析方法；熟悉平面应力状态分析的主要结论。能熟练分析平面应力状态，找到主应力、主平面。2. 了解三向应力圆，掌握简单的三向应力状态分析方法；掌握 广义胡克定律及其推导思路；了解平面应力状态下应变分析方法，了解应变片测量原理。能熟练分析三向应力状态及其主平面和主应力；能运用广义胡克定律分析复杂的组合变形问题。3. 掌握应变能密度的求解公式；掌握应变能密度的分解方法， 理解畸变能密度的概念；掌握典型的强度理论及其适用范围。能熟练运用强度理论计算复杂应力状态的相关问题。
1. 应力状态、主应力；
2. 平面应力状态；
3. 三向应力圆简介；
4. 广义胡克定律；
5. 平面应力状态下的应变分析
6. 应变能密度、畸变能密度；
7. 强度理论、相当应力。
组合变形杆的强度
课时目标：1. 理解组合变形的基本形式，掌握求解杆件组合变形的方法； 理解偏心压缩、中性轴和截面核心的概念。能熟练计算弯曲与拉伸（压缩）组合变形的应力问题。2. 掌握求解杆件弯扭组合变形的分析方法，理解斜弯曲、非对 称弯曲的概念。能熟练计算弯扭组合的强度计算，能初步分析非对称弯曲变 形的应力问题。3. 理解开口薄壁梁切应力的分布规律，掌握剪切中心的概念， 熟悉复合梁强度的分析方法。能较熟练计算开口薄壁梁横截面上的切应力，能利用转换截 面法分析复合梁的应力和强度问题。
1. 弯曲与拉伸（压缩）的组合（截面核心）；
2. 弯曲与扭转的组合；
3. 非对称弯曲；
4. 开口薄壁梁的切应力剪切中心；
5. 复合梁的强度。
能量法
课时目标：1. 理解外力功、应变能和能量守恒基本概念，掌握杆件产生基本变形时应变能的计算方法；掌握应变能的普遍表达式---克拉贝隆原理。2. 理解广义力、广义位移基本概念，掌握利用卡氏第二定理计算杆件位移的方法；理解附加载荷法、功的互等定理和位移互等定理。3. 理解虚位移、虚功和虚应变能的概念，以及变形体虚功原理及其适用范围；了解最小势能原理，以及如何应用里兹法求结构的位移。4. 理解单位力法、莫尔积分和图乘法的相互联系和区别；掌握用单位力法（摩尔积分、图乘法）求解结构上任意一点的位移。5. 加深对超静定结构、静不定次数和静定基的理解；掌握用力法求解超静定问题。6. 掌握自由落体对线性弹性体冲击的实用分析方法；掌握水平冲击问题的分析方法；掌握紧急制动时结构应力的分析方法。
1. 杆件的应变能、克拉贝隆原理；
2. 卡氏定理、互等定理；
3. 虚功原理、里兹法；
4. 单位力法、图乘法；
5. 超静定问题、力法正则方程；
6. 冲击应力。
压杆稳定
课时目标：1. 理解稳定性的概念，认识到压杆稳定性在工程中的重要意义2. 熟悉细长压杆欧拉临界载荷公式的推导过程；熟悉中柔度杆、小柔度杆的临界应力计算公式3. 掌握稳定性校核和设计基本方法；了解提高压杆稳定性的常见措施。
1. 细长压杆的欧拉临界压力（其他杆端约束）；
2. 中、小柔度压杆的临界应力；
3. 压杆的稳定条件；
4. 压杆的合理设计。
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