《材料力学》PPT课件 刘广荣 山东大学

 
课件内容： 
绪论 
学完本章后，学生能够：初步列举工程中的材料力学问题；解释学习材料力学课程的意义。描述材料力学课程的任务和研究对象，辨析构件的强度、刚度和稳定性问题。理解变形固体的基本假设，比较基本假设与工程实际的差别。叙述内力、应力、应变等基本概念，描述截面法的步骤。解释切应力互等定理、单向胡克定律。列举杆件变形的基本形式。建立或增强对材料力学课程的兴趣。 
1.1材料力学的任务 
1.2变形固体的基本假设 
1.3材料力学的基本概念 
1.4杆件的基本变形 
杆件的内力 
学习目标：学完本章后，学生能够：说明截面法求杆件内力的步骤，用截面法求内力。叙述轴向拉伸或压缩变形的受力特点和变形特点，判断杆件是否发生轴向拉伸或压缩变形，列举工程实际中轴向拉伸或压缩的实例。解释轴力的含义，能够用截面法和简便法计算某截面的轴力，绘制轴力图。 叙述扭转变形的受力特点和变形特点，判断杆件是否发生扭转变形。解释扭矩的含义，能够用截面法和简便法计算某截面扭矩，绘制扭矩图，找出危险截面，比较不同传动方案的合理性。 叙述弯曲变形及对称弯曲的受力特点和变形特点，判断杆件是否发生弯曲变形或对称弯曲，叙述对称弯曲的受力特点和变形特点，理解梁的简化、分类，解释剪力和弯矩的含义，用截面法和简便法计算某截面的剪力和弯矩。写出剪力方程和弯矩方程，并根据方程绘制剪力图和弯矩图。证明并识记载荷集度、剪力和弯矩之间的关系，判断剪力图和弯矩图正确与否，用简便法绘制剪力图和弯矩图。依据基本变形的内力图，判断危险截面。分析平面刚架在外力作用下的变形，写出平面刚架的弯矩方程、剪力方程和轴力方程，绘制平面刚架的弯矩图。总结杆件内力的普遍情况，分析复杂受力状态下产生组合变形时的内力情况。 
2.1 引言 截面法 
2.2 轴向拉伸或压缩的概念，轴力及轴力图 
2.3 扭转的概念，扭矩与扭矩图 
2.4 弯曲的概念，剪力与弯矩 
2.5 剪力图与弯矩图，剪力方程与弯矩方程法 
2.6 简便法做剪力图与弯矩图 
2.7 平面刚架与平面曲杆的内力与内力图 
杆件的应力与强度计算 
学习目标：学完本章后，学生能够：计算拉（压）杆的横截面和斜截面上的应力。叙述常用材料拉伸和压缩时的力学性能，解释相关的基本概念。初步掌握材料的力学性能测试过程、梁弯曲正应力测量与操作技术。描述许用应力、安全因数和强度条件，对拉压杆进行强度计算。熟练掌握常用截面的形心、静矩、惯性矩的计算及平行移轴公式。计算圆轴扭转时横截面的切应力，对扭转变形进行强度计算。计算梁的弯曲正应力和弯曲切应力，对弯曲变形进行强度计算，比较梁的弯曲强度大小，设计梁的优化方案。对剪切和挤压现象进行强度计算。解释杆件中的应力集中现象，辨析各种利用或减缓应力集中的情况。 
3.1 引言 
3.2 拉压杆的应力 
3.3 材料在拉伸与压缩时的力学性能 
3.4 拉压杆的强度计算 
3.5 平面图形的几何性质 
3.6 圆轴扭转时的切应力及强度条件 
3.7 梁弯曲时的正应力 
3.8 梁的弯曲正应力强度计算 
3.9 梁的弯曲切应力与强度条件 
3.10 梁的优化设计 
3.11 剪切与挤压的实用计算 
3.12 应力集中 
杆件的变形 简单超静定问题 
学习目标：学完本章后，学生能够：计算拉（压）杆的变形和结构位移。 计算圆轴的扭转变形，进行刚度计算。运用积分法和叠加法求梁的弯曲变形，对梁进行刚度计算，优化梁的刚度。理解静定和超静定问题的概念，辨析静定结构和超静定结构，求解基本变形下的简单超静定问题。 
4.1 引言 
4.2 轴向拉伸或压缩时的变形 
4.3 圆轴扭转变形与刚度条件 
4.4 梁的变形·挠曲线微分方程及其积分 
4.5 叠加法求梁弯曲变形 
4.6 超静定问题的概念及解法 
4.7 温度应力和装配应力 
4.8 梁的刚度条件与提高刚度的措施 
应力状态分析 强度理论 
学习目标：学完本章后，学生能够：叙述一点的应力状态，用单元体表示任意一点及杆件危险点的应力状态。应用解析法和图解法进行平面应力状态分析。用应力圆表示简单情况下一点的空间应力状态，计算空间应力状态的最大切应力、最大和最小正应力。 推导广义胡克定律，运用广义胡克定律求解应力和应变的问题。理解强度理论的概念，解释四种常用的强度理论，按照一般原则选择强度理论，分析简单受力情况下强度破坏的原因。 
5.1 应力状态的概念 
5.2 平面应力状态分析·应力圆 
5.3 空间应力状态分析 
5.4 广义胡克定律 
5.5 空间应力状态的应变能密度 
5.6 强度理论 
组合变形 
学习目标：学完本章后，学生能够： 描述组合变形的一般求解方法。判断拉伸(压缩)与弯曲、斜弯曲、偏心拉压、扭转与弯曲等组合变形并进行强度计算。解释截面核心概念和计算。  
6.1 组合变形与叠加原理 
6.2 拉伸（压缩）与弯曲的组合 
6.3 斜弯曲 
6.4 偏心拉伸（压缩）·截面核心 
6.5 扭转与弯曲的组合 
压杆稳定 
学习目标：学完本章后，学生能够： 叙述压杆稳定与稳定失效的概念。 求解不同支座条件下压杆的临界压力。 熟练掌握压杆稳定的相关公式，运用安全因数法进行压杆的稳定计算。 了解工程实际计算的稳定系数法。 
7.1 压杆稳定的概念 
7.2 两端铰支细长压杆的临界压力 
7.3 其他支座条件下细长压杆的临界压力 
7.4 欧拉公式的适用范围·经验公式 
7.5 压杆的稳定计算 
7.6 提高压杆稳定性的措施 
能量法 
学习目标：学完本章后，学生能够： 计算杆件在基本变形和组合变形下的变形能。运用功能原理计算结构位移。推导功互等定理和位移互等定理。证明卡氏定理并用其进行结构位移的计算。推导莫尔定理，用单位载荷法计算结构的位移。 
8.1 引言 
8.2 应变能的普遍表达式 
8.3 互等定理 
8.4 卡氏定理 
8.5 单位载荷法 
超静定结构 
学习目标：学完本章后，学生能够：判断复杂结构的超静定次数，建立基本静定系。建立力法的正则方程，求解超静定问题。 
课时 
9.1 概述 
9.2 用力法解超静定 
9.3 对称与反对称性质的利用 
动载荷与交变应力 
学习目标：学完本章后，学生能够：求解构件作匀加速直线运动或匀速转动时的应力，进行强度计算。计算冲击时构件的应力、变形，进行强度计算。叙述材料的冲击韧度及测定方法。阐述综合性问题的计算过程。 叙述交变应力的概念和疲劳破坏的特点和机理。 解释影响疲劳极限的三个主要因素。 
10.1 动载荷概述 
10.2 简单动载荷问题 
10.3 动载荷中的冲击问题 
10.4 综合问题分析 
10.5 交变应力与疲劳破坏 
10.6 疲劳极限的概念及影响因素