上海交通大学材料力学大纲

上海交通大学《材料力学A》课程本科教学大纲

（仅供参加研究生考试者参考）

一、课程基本信息

1.课程代码:EM202

2.课程名称:材料力学(A类)/Mechanics of materials

3.学时/学分:90/5

4.先修课程:《刚体静力学》

5.面向对象:工程力学专业

6.开课院(系)、教研室:船舶海洋与建筑工程学院，固体力学教研室

7.教材、教学参考书:

①《材料力学讲义》孙国钧、赵社戌编著

②《材料力学》铁摩辛柯、盖尔

③《材料力学》金忠谋

④《材料力学》刘鸿文

⑤《材料力学》(上下)单辉祖

⑥《材料力学》范钦珊

⑦《An Introduction to the Mechanics of Solids》Crandall,Dahl,Lardner

二、课程性质和任务

材料力学是工程力学专业的主干技术基础课程，通过材料力学的学习，要求学生掌握变形体力学的基础知识，初步学会应用变形体力学理论分析解决问题的基本方法，对杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念，必要的材料的力学性能知识，比较熟练的计算能力，一定的分析能力和初步的实验能力。

三、本课程的教学内容和基本要求

（一）绪论

材料力学的任务及研究对象，变形固体的基本假设。常见的承力构件，载荷的形式，支座和约束反力。力系的平衡条件，分离体和分离体图。内力和截面法。应力、变形与应变。静定与不静定。

（二）静定系统的内力

截面上的内力，内力方程，内力图。内力的微分关系。奇异函数。平面刚架的内力。曲杆的内力。

（三）应力与应变

应力分析。平面应力。斜截面上的应力。主应力和主平面。平面应力的莫尔圆。静定应力问题。三向应力圆。空间任意斜截面上的应力。应变分析。平面应变，应变与位移的关系。平面应变的坐标变换。应变圆与主应变。应变的测量。

（四）应力应变关系

低碳钢拉伸试验。其他材料拉伸性能。压缩时材料性能。广义胡克定律。热应变。复合材料的应力应变关系。复杂应力下的应变能。弹性理论基本方程。

（五）轴向受力杆件

拉压杆的应力与变形。轴力的平衡微分方程。应力集中。拉压杆的强度条件。连接件强度设计。简单桁架的节点位移。拉压静不定问题。温度应力和装配应力。拉压变形能。（六）强度理论

一般应力状态的强度条件。脆性断裂的强度理论。塑性屈服的强度理论。塑性屈服面。

三种典型应力状态下的强度条件。

（七）扭转

圆轴扭转的应力，扭矩和扭转率。圆轴扭转的强度条件，圆轴扭转的刚度条件。圆柱型密圈螺旋弹簧。矩形截面杆的扭转。薄壁杆件的扭转。扭转静不定问题。扭转变形能。（八）梁的弯曲应力

截面的几何性质（静矩，惯性矩、极惯矩和惯性积，平行移轴公式;转轴公式，形心主轴，形心主惯性矩）。对称梁纯弯曲。剪切弯曲的应力。复合梁的弯曲。梁弯曲的强度条件。组合变形的强计算。非对称弯曲。薄壁截面的剪切中心。

（九）弯曲变形

梁挠曲线的近似微分方程，积分法计算量的挠度和转角，叠加法计算梁的挠度和转角，梁的刚度条件。简单超静定梁的解法。

（十）压杆稳定

弹性平衡稳定性。细长压杆的临界力。压杆的临界应力。压杆稳定条件。折减系数法。（十一）能量法

外力功与应变能的计算。互等定理。卡氏定理。虚功原理。单位荷载法。力法解不静定问题。连续梁和三弯矩方程。冲击荷载问题。

（十二）构件的疲劳

交变应力及其循环特征。疲劳破坏，材料的疲劳极限。影响疲劳极限的因素。对称循环下构件疲劳强度的计算，非对称循环条件下构件的疲劳强度的计算。

四、试验内容和基本要求

（一）试验内容

1.拉伸与压缩

2.扭转与测G

3.工字型梁弯曲

4.组合应力

5.压杆稳定实验

6.动荷系数测定

（二）基本要求

对常用材料的基本力学性能及其测试方法有初步认识，对电测应力法有初步了解。

五、对学生能力的培养

1.掌握内力分析，应力和应变分析，应力应变关系，变形体力学三个基本原理等固体力学基础知识。

2.熟练掌握杆件在基本变形时其强度、刚度和稳定性问题的提出与解决方法，初步学会处理变形体力学的基本方法。

3.具有将一般零件，构件简化为力学简图的分析能力。

4.能够正确计算杆件在基本变形和组合变形时的内力、应力、应变合并位移，并能熟练的做出内力图。

5.熟练掌握和应用强度、刚度和稳定性的公式对杆件进行设计。具有一定的计算与设计能力。

6.理解能量法并能使用能量法进行有关的计算。会求解具有一定难度的静不定问题。

7.对金属材料的力学性能有所了解，学会应力测试基本方法。

上海交通大学《材料力学》硕士研究生入学考试大纲

一、教材参考书目

[1]金忠谋材料力学

[2]刘鸿文等材料力学

[3]孙训芳材料力学

[4]S.铁摩辛柯、J.盖尔著，李青亮译材料力学

[5]范钦珊材料力学教程

二、基本内容

（一）绪论

材料力学的任务及研究对象。变形固体的基本假设。内力、截面法与应力的概念。线变形和角变形。杆件变形的基本形式。

（二）轴向拉伸与压缩及材料的力学性质

轴向拉伸与压缩的概念与实例。直杆横截面及斜截面上的内力和应力。安全系数与许用应力。拉（压）杆件的强度设计。轴向拉（压）杆件的变形。应力集中的概念。金属材料拉（压）时的力学性质。简单拉（压）超静定问题。热应力与预应力。拉（压）变性能。

（三）联接件的强度

概念与实例。剪切和挤压时的实用计算。

（四）扭转

扭转的概念与实例。功率、转速与外力偶的关系。扭矩与扭矩图。圆轴扭转时横截面的应力与应变分析。圆轴扭转时的强度条件和刚度条件。扭转破坏分析。扭转超静定问题。扭转变形能。

（五）截面的几何性质

静矩、惯性矩、极惯矩和惯性积。平行移轴公式及转轴公式，形心主轴和形心主惯性矩。（六）弯曲内力

平面弯曲。剪力和弯矩。梁的剪力图和弯矩图。剪力、弯矩和分布载荷集度的微分关系。平面刚架的内力图。

（七）弯曲应力

纯弯曲时的正应力公式及其推导。横力弯曲时的正应力及强度条件。弯曲剪应力及强度条件。开口薄壁截面的弯曲中心。提高弯曲强度的措施。横力弯曲时梁的变形能。

（八）弯曲变形

梁挠曲线的近似微分方程。积分法和叠加法计算梁的挠度和转角，刚度条件。提高粱弯曲刚度的措施。简单超静定梁的解法。

（九）应力状态及强度理论

应力状态的概念。平面应力状态分析（解析法和图解法），三向应力圆。广义胡克定律。复杂应力状态下的弹性变形能。平面应变状态的应变分析，应变圆。第一、二、三、四强度理论。

（十）组合变形

拉（压）弯组合变形，斜弯曲，截面核心，偏心拉(压)，弯扭组合。

（十一）能量法与超静定系统

卡氏定理，莫尔定理，图形互乘法，功、位移互等定理。能量法求解超静定问题。（十二）动载荷

等加速运动构件的应力计算，惯性力法。构件受冲击时的应力和变形的计算，冲击韧度。（十三）交变应力