大連理工大學考研專業課材料力學大綱

2022-09-10 16:12:09 字數 2498 閱讀 3570

《材料力學》教學大綱

(4.5 學分,72 學時。課堂教學64學時,實驗教學8學時)

適用專業:過程裝備與控制工程(必修)

一、課程的性質和任務

材料力學是過程裝備與控制工程專業(即專業目錄修訂前的化工裝置與機械專業)的一門重要技術基礎課。它是機械設計、過程機械、成套裝備優化設計、壓力容器安全評估、典型過程裝置設計等各門後續專業課程的基礎,並在許多任務程技術領域中有著廣泛的應用。本課程的任務是使學生掌握材料力學的基本概念、基本知識;訓練學生對基本變形問題進行力學建模和基本計算的能力;使學生熟悉材料力學分析問題的思路和方法;培養學生自覺運用力學觀點看待工程和日常生活中實際事物的意識。

目的在於為學習本專業相關後繼課程打好力學基礎。

二、課程內容、基本要求與學時分配

1.引言。材料力學基本概念、教學任務、研究方法以及背景知識介紹。(2學時)

2.軸向拉伸和壓縮。熟練掌握軸向拉伸與壓縮的內力計算,截面法,軸力,軸力圖。軸向拉伸(壓縮)時橫截面及斜截面上的應力。

拉(壓)杆的變形計算,胡克定律,疊加原理,杆繫結點的位移計算。了解拉壓杆的應變能及應變能密度的概念,材料在拉伸和壓縮時的力學性質,掌握拉(壓)杆的強度條件。(6學時)

3.剪下。熟練掌握剪下胡克定律,學會畫剪力圖。掌握用剪下強度和擠壓強度條件進行簡單設計和實用計算。(3學時)

4. 扭轉。熟練掌握薄壁圓筒的扭轉,外力偶矩,扭矩,扭矩圖,等直圓杆扭轉時橫截面上的應力,切應力互等定理,等直圓杆扭轉時的變形計算,了解斜截面上的應力及應變能計算,掌握強度條件和剛度條件的建立。

(4學時)

5.彎曲內力。熟練掌握平面彎曲的概念,指定截面的剪力和彎矩計算,剪力方程和彎矩方程,剪力圖和彎矩圖,剪力-彎矩與分布荷載之間的微分關係,疊加法做彎矩圖。(4學時)

6. 彎曲應力。純彎曲及橫力彎曲,梁橫截面上正應力和切應力的計算。正應力強度條件和切應力強度條件,提高梁彎曲強度的措施。(5學時)

7. 截面幾何性質計算。掌握截面的靜矩,形心的位置,慣性矩和慣性積及它們的平行移軸公式,轉軸公式。

組合截面的慣性矩、慣性積計算,截面的形心主慣性軸和形心主慣性矩的計算。(2學時)

8.彎曲變形。熟練掌握梁的撓曲線近似微分方程,積分法計算撓度和轉角,撓曲線大致形狀的確定,疊加法計算撓度和轉角,了解梁的剛度校核,提高梁剛度的措施,梁的彎曲應變能的計算。(7學時)

9.應力狀態分析、強度理論。熟練掌握應力狀態的概念,平面應力狀態下應力分析解析法、應力圓,主應力、主平面、極值切應力,空間應力狀態下最大正應力和最大切應力,廣義胡克定律;了解體積應變,各向同性材料三個彈性常數之間的關係,空間應力狀態下應變能密度,形狀改變能密度。掌握強度理論的概念,常用的四個強度理論及其相當應力,各種強度理論的應用。

(6學時)

10.組合變形。熟練掌握組合變形問題的分析方法,斜彎曲,拉壓與彎曲的組合,偏心拉壓,截面核心,彎曲與扭轉的組合,連線件的剪下和擠壓的實用強度計算。(4學時)

11.壓桿穩定。熟練掌握壓桿穩定的概念,細長中心受壓直杆臨界力的尤拉公式,不同杆端約束對臨界力的影響。尤拉公式的應用範圍,臨界應力,柔度,穩定因數,壓桿的穩定計算,了解壓桿的合理截面設計。

(5學時)

12.能量法。外力功與應變能,卡氏定理,虛功原理,單位載荷法,互等定理。(7學時)

13.靜不定結構。靜不定結構分類,力法及其正則方程,對稱性的利用。(3學時)

14. 動載荷問題分析。動載荷的概念,衝擊應力和變形,衝擊韌度。(3學時)

15. 疲勞分析。交變應力,持久極限,對稱迴圈構件的疲勞強度,提高疲勞強度的措施。(3學時)

三、 課程的其它教學環節

實驗內容與基本要求:

(一)材料軸向拉伸與壓縮實驗:了解材料力學效能測試的實驗技術和一般方法,並觀察和掌握材料在拉伸和壓縮過程中的力學性質、破壞特徵等。本實驗有計算機輔助教學實驗系統,實際操作前需先通過網路或單機cai考核。

(2小時)

(二)彈性模量和泊松比測定實驗:了解材料常數的測量方法,掌握資料處理。(2小時)

(三)梁彎曲正應力電測實驗:了解梁的正應力測試方法,驗證正應力沿梁截面的變化規律。(2小時)

(四)應變花電測實驗:熟悉應變片測量技術,掌握應力應變關係。本實驗有計算機輔助教學實驗系統,實際操作前需先通過網路或單機cai考核。(2小時)

四、說明

1.為達到基本要求,課外作業不少於150題,其中應包括概念題,簡單證明題,基本運算題和綜合分析題。

2. 在準確理解和把握力學基本概念的基礎上,應該突出本專業背景下的材料力學問題,力求做到學以致用。

五、課程使用的教材和主要參考書

使用教材:

(1)《材料力學》第四版,王守新主編,大連理工大學出版社;

(2)《材料力學》i,ii,第四版,劉鴻文主編,高等教育出版社。

主要參考書:

(1)《材料力學補充習題集》黃麗華、易平、姜峰編;

(2)《工程力學學習指導》,銀建中、夏遠景、劉學武編著,大連理工大學出版社;

(3)《材料力學(ⅰ)》孫訓芳著,高等教育出版社

教學大綱制訂者:銀建中

審訂者:胡大鵬

化工學院化工機械系結構與強度教研室

2023年 6月 20日

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