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清华大学材料力学教学大纲
2025-10-08 02:06:00 责编:小OO
文档
材料力学教学大纲

1.材料力学概述 2

变形体及其理想化,各向同性与各向异性弹性体,弹性体受力与变形特征,工程结构与构件,杆件受力与变形的几种主要形式。

2.杆件的内力分析 5

   内力与内力分量,截面法,内力分量的正负号规则,外力与内力之间的相依关系,平衡微分方程。

   轴力图,扭矩图,剪力图与弯矩图。           

3.弹性杆件横截面上的正应力分析 5

   应力、应变及其相互关系,正应力与切应力,正应变与切应变,线弹性材料的物性关系。

   平面图形的几何性质:静矩,惯性矩,惯性积,主轴。

平面假定与变形协调方程,应变分布与应力分布,静力学平衡方程的应用,正应力的一般表达式。             

   轴向载荷作用下杆件横截面上的正应力,平面弯曲正应力,斜弯曲时的正应力,中性轴的概念及其位置,正应力公式应用中的几个问题,*对称性验证平面假定的正确性。

4.弹性杆件横截面上的切应力分析4                  

圆轴扭转时横截面上的切应力:圆轴扭转变形特征,变形协调方程,剪切胡克定律,静力学方程,切应力表达式。

   弯曲切应力:*薄壁梁横截面上的切应力流与弯曲中心,实心截面梁的弯曲切应力,      

5.应力状态分析 4

   一点处应力状态描述及其分类。平面应力状态分析:正负号规则,微元的局部平衡,微元任意方向面上的正应力与切应力。

   *类比法的应用——应力圆:应力圆方程,几种对应关系,应力圆的应用。

   主平面、主应力、主方向、面内最大切应力与一点处的最大切应力。

   *三向应力状态的特例分析:三组特殊方向面,三向应力状态的应力圆 。        

   各向同性材料在一般应力状态下的应力一应变关系,广义胡克定律,各向同性材料各弹性常数之间的关系,一般应力状态下的应变能密度,体积改变能密度与畸变能密度。      

   *薄壁容器的应力与应变。

6.弹性杆件位移分析 3

   变形与位移的相依关系,奇异函数及其在确定梁位移中的应用:小挠度微分方程及其积分,积分常数的确定。

   工程计算中的叠加法。

简单的超静定问题。        

7. 强度失效分析与设计准则 2

    轴向荷载作用下材料的力学行为:拉伸应力一应变曲线,弹性模量,比例极限,弹性极限,屈服应力,应变硬化与颈缩,强度极限,延伸率韧性指标,卸载与再加载时材料的力学行为,单向压缩时材料的力学行为,材料在单向应力状态下的失效判据。

    构件失效概念与失效分类。       

    强度失效判据与设计准则概述:屈服准则,最大切应力准则,畸变能密度准则;断裂准则:最大拉应力准则,*带裂纹体的脆性断裂概述;强度失效判据与设计准则的应用,安全因数的选择。

8.杆类构件的强度与刚度设计 4

    设计原则与设计过程。强度设计:拉压杆的强度设计,剪切、挤压假定计算,梁的强度设计,承受弯曲与扭转的圆轴的静载强度设计。

    轴与梁的刚度设汁。       

    提高构件强度的途径,提高构件刚度的途径。

9.压杆的弹性稳定分析与稳定性设计  3

弹性休平衡稳定性的基本概念,弹性稳定性的静力学判别准则,弹性压杆的平衡构形及分叉屈曲,确定分叉载荷的平衡方法:两端铰支的压杆,其他刚性支承条件下的压杆。

柔度,非弹性屈曲:临界应力总图。

大柔度压杆弹性屈曲的实验验证。

    压杆失效与稳定性设计准则:压杆失效的不同类型,三类压杆的临界应力表达式,稳定性设计准则。

    提高压杆承载能力的途径。  

10.疲劳失效分析 3

    疲劳失效特征,疲劳极限与应力一寿命曲线。  

    影响疲劳寿命的因素:应力集中的影响一有效应力集中因数,零件尺寸的影响一尺寸因数,表面加工质量的影响—表面质量因数。

    无限寿命设计:无限寿命设计方法概述,等幅对称应力循环下的工作安全因数,等幅交变应力作用下的疲劳寿命估算

有限寿命设计:线性累积损伤理论,迈因纳准则,变幅交变应力作用下的疲劳强度设计,周期性变幅交变应力时的疲劳寿命估算。

疲劳强度可靠性概述;疲劳试验结果的分散性,标准离差与可靠性关系。

     提高构件疲劳强度的途径。

11.复合材料的力学行为 2

     单层纤维复台材料:垂直于纤维方向的弹性模量,平行于纤维方向的弹性模量 。      

     复合材料中的名义应力与纤维和基体中的实际应力,纤维增强效应。

12.聚合物的粘弹性行为 2

     聚合物的粘弹性行为:两种基本元件,串联模型,并联模型。

非线牲粘弹性行为与工程设计方法:蠕变曲线,等应变线与等时线 ,伪弹性设计方法。        

13.开口簿壁杆件的内力与应力分析 6

      开口薄壁杆件应力变形特征。开口薄壁截面的几何量:扇性面积,对于不同极点与零点的扇性面积之间的关系,主扇性面积与主扇性惯性矩,弯曲中心的扇性几例量描述。

      开口薄壁杆件的约束扭转:基本假定,扭转中心与扭转翘曲位移,自由扭转与约束扭转,翘曲正应力与翘曲切应力,扭转角变化率的微分方程,边界条件;约束扭转引起的自相平衡力系一双力矩。

静力等效的影响区域—圣维南原理的适用范围。

学时分配

1.材料力学概述 2

2.杆件的内力分析 5

3.弹性杆件横截面上的正应力分析 5

4.弹性杆件横截面上的切应力分析4                     

5.应力状态分析 4

6.弹性杆件位移分析 3

7. 强度失效分析与设计准则 2

8.杆类构件的强度与刚度设计 4

9.压杆的弹性稳定分析与稳定性设计  3

10.疲劳失效分析 3

11.复合材料的力学行为 2

12.聚合物的粘弹性行为 2

13.开口簿壁杆件的内力与应力分析 6

讲课   45    机动  3

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