《材料力学》课程考研参考大纲。
课程编号：04051006
课程名称：材料力学。
英文名称：mechanics of materials
课程类型： 必修课。
课程性质：专业基础课。
总学时：90 讲课学时：80 实验（实践）学时：10
学分：5.0
适用对象： 安全工程工程、机械设计制造及其自动化、过程装备与控制工程。
先修课程：理论力学，高等数学，大学物理。
一、 编写说明。
一）制定大纲的依据。
1、根据国家教育改革要求的安全工程工程、机械设计制造及其自动化和过程装备与控制工程专业各门课的教学要求来编写教学大纲；2、依据东北石油大学研究生入学考试要求，结合≤材料力学≥课程的教学计划来编写教学大纲。
二）课程简介。
材料力学》是工科大学的一门重要的技术基础课。它以理论力学为基础，又是后续力学课程的基础，而且在许多工程技术领域中有着广泛的应用。其内容包括：
材料力学基本概念与假设，轴向拉伸和压缩，扭转，弯曲内力，弯曲应力，梁弯曲时的位移，弯曲问题的进一步研究，剪切与连接件的实用计算。应力与应变分析，强度理论，组合变形，压杆稳定，压杆稳定问题的进一步研究，能量法，动载荷，交变应力和疲劳破坏概念。通过该课程的学习，学生能够掌握等直杆件的强度、刚度及轴心受压杆件的稳定性的计算等。
能运用强度、刚度及稳定性条件对杆件进行校核、截面设计及载荷确定等简单计算工作；初步了解材料的机械性能及材料力学实验的基本知识和操作技能。因此能为机械设计、机械原理等后续课程的学习打下坚实的基础。
三）课程的地位与作用。
材料力学》以先修课程《高等数学》、《普通物理》、《理论力学》等为基础，同时又为后续课程《弹性力学》、《实验力学》、《结构力学》等其他技术基础课和专业课提供必要的理论基础。
材料力学》是工科专业学生的一门技术基础课，在高等工科院校的教学计划中占有重要地位。《材料力学》又是一门密切联系工程实际的学科，它的一些基本概念、基本理论和基本方法不仅是学习后续课的基础，而且也可以用来解决工程中的实际问题，通过材料力学的学习，要求学生对构件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念、必要的基础知识、比较熟练的计算能力、初步的实验能力和解决工程实际问题的能力。为学习后续课程和进一步提高分析问题和解决问题的能力奠定必要的力学基础。
四）课程性质、目的和任务。
材料力学是由基础课到专业课的一门技术基础课，通过材料力学课程的学习，使学生对工程实际中的强度、刚度和稳定性问题具有明确的物理概念，掌握必要的基础知识，达到具有比较成熟的基础计算能力和初步的实验分析能力。
五）与其他课程的联系。
材料力学是研究构件的强度、刚度和稳定性计算的一门科学，有些工程问题可以直接应用材料力学的基本理论去解决，有些比较复杂的问题，则需要用材料力学和其他专门知识共同来解决。材料力学在基本概念、基本理论和基本方法等方面，为机械原理、机械设计、结构力学、弹性力学、钢筋混凝土、钢结构等后续课程提供了基础。
六）对先修课的要求。
本课程是在学习了理论力学、高等数学和大学物理等课程的基础上开设的。
二、大纲内容。
一）教学目的和任务
材料力学是由基础课过渡到设计课程的技术基础课，通过材料力学的学习，培养学生对工程设计中的强度问题具有明确的基本概念，必要的基础知识，比较熟练的计算能力和初步的实验分析能力。
通过本课程的学习，使学生掌握材料力学的基本规律与原理，学会必要的材料力学分析、计算方法，培养学生分析、解决实际问题的能力。为学好后续课程，从事专业技术和科学研究打下必要的材料力学基础。
二）教学基本要求。
理论知识方面：本课程宜安排在学完高等数学、理论力学等有关基础课或专业基础课程之后的第三学期，内容上应注意与理论力学静力学部分的衔接，课堂教学应力求使学生掌握基本概念、基本知识和基本运算，培养学生能综合运用各方面知识进行构件设计和强度、刚度和稳定性计算。由于材料力学是后续课程结构力学、钢筋混凝土、刚结构等课程的基础，所以授课教师在吃透教材的基础上，应广泛参阅有关的参考资料，紧跟本学科的发展，备课过程中随时补充新内容，特别是新材料的应用问题，使学生及时了解到本学科的重要进展及发展动向。
实验技能方面：为了建立杆件相应的强度条件、刚度条件、稳定性计算公式，探索内部应力分布规律，要求学生通过实验课了解材料试验机、应变仪等设备的使用，通过实验课教学，使学生掌握测定材料力学性能的基本知识、基本技能和基本方法。
通过本课程的学习，要求学生对杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念，必要的基础知识和初步的计算能力，从而使学生能对简单的工程问题进行定性分析。对常用材料的基本力学性能及其测定方法、电测试验应力分析的基本原理和基本方法有初步认识。
1、明确认识材料力学的基本概念和基本分析方法，培养分析问题、推导计算、判断结果和自学查阅的能力。
2、熟练地做出杆件基本变形时的内力图，进行应力和位移、强度和刚度计算。掌握应力状态分析方法和理论，掌握组合变形下杆件的强度计算。
3、能够应用能量法求变形，并且应用正则方程求解超静定结构。
4、了解动载荷问题和疲劳强度计算方法。
5、了解压杆的稳定性概念，会计算轴向受压杆的临界力与临界应力。
6、了解低碳钢和铸铁的基本力学性能及其测试方法。
7、掌握电测实验应力分析的基本原理和方法。
三）教学重点和难点。
1、绪论。重点内容：强度。刚度和稳定性的概念；材料力学的任务；截面法。
难点内容：应力、变形与应变的概念。
2、轴向拉伸与压缩。
重点内容：轴力和轴力图；斜截面上的应力；强度条件及其相应的三类问题；低碳钢的拉伸实验；胡克定律。
难点内容：用变形比较法求解一次拉、压静不定问题。
这部分内容虽然简单，但是在这部分内容中几乎包含了材料力学中所有的基本概念、基本理论和基本方法，因此这部分内容是打基础的内容。
3、剪切。重点内容；剪力和挤压力；剪切面面积和挤压面面积；剪切和挤压的实用计算。
难点内容；剪切面和挤压面的确定及其相应面积的计算。
挤压面一般说来是两个联接件之间相互作用着正压力的接触面，对曲面接触面则为垂直于外力方向的构件接触面的投影面，而剪切面则是同一个连接件产生相互错动或具有相互错动趋势的面。
4、扭转。重点内容；外力偶矩(转矩)的计算；扭矩和扭矩图；圆轴扭转时的应力和强度条件；变形和刚度条件。
难点内容：扭转静不定问题。
5、平面图形的几何性质。
重点内容：静矩；惯性矩的定义；矩形、圆形、圆环形截面形心主惯性矩的计算公式；平行移轴公式和转轴公式。
难点内容：确定主惯性轴方位角的原理及其方法。
关于确定主惯性轴方位角的原理在教材中讲授较少，任课教师各有自己的体会，教材中介绍的方法也不统一，建议教师在讲清原理的基础上，按教材中介绍的方法讲授，这样便于学生掌握。
6、弯曲内力。
重点内容：画剪力图和弯力图。
难点内容：应用载荷集度，剪力和弯矩间的微分关系画剪力图和弯矩图。
基本变形部分是材料力学中的重点内容，而弯曲部分又是基本变形中的重点内容，因为工程实际中弯曲问题较为多见。剪力图和弯矩图是求解弯曲问题的基础，总体上讲这部分是高等数学中作函数图象内容的具体运用，并不算难。教师应让学生通过作练习，掌握方法，同时要帮助同学总结规律。
7、弯曲应力。
重点内容：梁横力弯曲时的正应力和剪应力计算公式及其相应的强度条件。
难点内容：：弯曲剪应力计算公式推导；弯曲中心。
在教材中，对于弯曲剪应力计算公式中的符号b和s的解释并不具有一般性。教师应该向学生进行解释，以便让学生灵活运用公式进行计算。
8、弯曲变形。
重点内容；梁的挠度和转角；用积分法和叠加法求梁的挠度和转角。
难点内容：书写确定积分常数的边界条件和连续条件；用变形比较法求解弯曲静不定问题。
从工程实际应用角度看，应以用叠加法求解梁的挠度和转角为主。
9、应力状态分析。
重点内容：应力状态；主平面和主应力的概念；二向应力分析的解析法和**法；二向应力状态主平面方位角的确定及主应力计算公式；单元体中的最大剪应力计算公式；广义胡克定律；复杂应力状态下的形状改变比能。
难点内容；确定主平面方位角的原理及其方法。
**法要求精确的作出应力圆，否则就会产生较大误差。另外，建议教师只介绍单元体内的最大剪应力计算公式。
10、强度理论。
重点内容：强度理论的概念；四个常用的强度理论及其相当应力的计算公式；强度理论的应用。
难点内容：四个常用的强度理论及其相当应力的计算公式；强度理论的应用。
11、组合变形。
重点内容：斜弯曲；拉(压)弯组合变形；圆轴弯扭组合变形时的应力和强度计算。
难点内容：圆轴弯扭组合变形。
12、能量法：
重点内容：基本变形和组合变形的变形能计算；力法；图乘法。
难点内容：广义力；广义位移；单位力法的原理。
在学生理解单位力法基本原理的基础上，着重于单位力法的应用，可应用叠加原理，写出两个载荷作用时，，结构中某点广义位移的计算表达式，为写出正则方程奠定基础。
13、超静定系统。
重点内容：超静定系统的概念；用正则方程求解一次超静定系统。
难点内容：对于正则方程的理解；二次以上超静定系统。
在学生理解正则方程的基础之上，着重于用正则方程求解超静定系统，例题和习题所涉及的范围应尽量大一些。
14、动载荷。
重点内容和难点内容：应用能量法计算构件受冲击载荷作用时的应力和变形。
建议用能量法计算构件受冲击载荷作用时的应力和变形的方法归纳为以下三个方面：
1．列出表示冲击过程中能量变化的能量方程；
2．列出相应的物理方程；
3．联立求解。
15、交变应力。
重点内容；交变应力的概念；持久疲劳极限及其主要影响因素；持久极限曲线；在对称循环、非对称循环和弯扭组合交变应力情况下，构件的疲劳强度计算。
难点内容：交变应力的概念；持久极限；持久极限曲线及其简化折线；在讲清楚难点内容的基础之上，着重于构件疲劳强度的计算。
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