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目 录
第1次课 ............................................................................................................... 1
第2次课 ............................................................................................................... 4
第3次课 ............................................................................................................... 7
第4次课 ............................................................................................................... 9
第5次课 ............................................................................................................. 13
第6次课 ............................................................................................................. 16
第7次课 ............................................................................................................. 19
材料力学笔记
第一章 绪论
材料应满足的基本要求:强度要求（抵抗破坏的能量），刚度要求（抵抗变形的能力），稳定性要求（保持原有平衡形态的能力）。
基本假设：连续性假设,均匀性假设、各向同性假设
内力：物体内部各部分之间因相对位置改变而引起的相互作用.
垂直于截面的应用分量称为正应力sigma（σ），切于截面的应力称为切应力tau(τ）；
应变epsilon ε：研究对象某点沿某个方向的伸长或缩短值;切应变γ:研究对象在某个平面内角度的变化；
材料变形的基本形式：拉伸或压缩；剪切；扭转
第二章 拉伸、压缩与剪切
截面应力：σ=𝐹𝑁𝐴；斜截面正应力:σ𝛼=σcos2α;斜截面切应力:τ𝛼=12σsin2α
低碳钢材料力学性能:弹性阶段，屈服阶段,强化阶段，局部变形阶段。相关概念有比例极限σ𝑝，弹性极限σ𝑒，屈服极限σ𝑠，强度极限σ𝑏
断裂和塑性变形统称为失效。许用应力，对塑性材料[σ]=𝜎𝑠𝑛𝑠; 对于脆性材料：[σ]=𝜎𝑏𝑛𝑏
应力应变关系胡克定律：σ=𝐸ε,𝛥𝑙=𝐹𝑙𝐸𝐴,𝐸𝐴为杆件的抗拉或抗压刚度
抽象拉伸或压缩的应变能,应变能密度：vε=𝜎22𝐸（J/m3）
剪切面切应力：𝜏=𝐹𝑠𝐴≤[𝜏]；挤压应力：σbs=𝐹𝑁𝐴𝑏𝑠≤[σbs ]
第三章 扭矩
计算外力偶矩｛Me}=9549𝑃𝑛，P为功率，n为转速。
切应力互等定理:在相互垂直的两个平面上,切应力必然成对存在，且数值相等。
切应变： γ=𝑟𝜑𝑙𝜑表示圆柱两端截面的相对转角，称为扭转角
剪切胡克定律:切应变γ与切应力𝜏成正比𝜏=𝐺γ、
剪切应变能密度：𝑣ε=𝜏22𝐺（J/m3）
圆柱扭转时最大切应力：𝜏max=𝑇𝑊，T内力系对圆心的力矩T=∫𝜌𝜏𝜌𝑑A𝐴， W=𝐼𝑝𝑅
𝐼𝑝=∫𝜌2𝑑A𝐴为极惯性矩（截面二次矩）;W为抗扭截面系数
1 章 节 名 称 学时 备注
第一章 绪论及基本概念 2
1 教学目标：
了解材料力学的任务，熟悉材料力学与生产实践的关系、掌握材料力学的基本概念、材料力学主要研究对象的几何特征及杆件变形的基本形式。
2 教学内容：
1、材料力学的任务
2、材料力学与生产实践的关系
3、可变形固体的性质及其基本假设
4、材料力学主要研究对象的几何特性
5、杆件变形的基本形式
3 重点、难点分析及解决策略
通过工程实例使学生了解材料力学与生产实践的关系及其材料力学的研究任务。通过实验实例使学生了解材料力学主要研究对象的几何特性及其杆件的基本变形形式。
4 教学方法：
采用理论讲述的方式。
5 教学进程：
2 §1-1 材料力学的任务及研究对象
一、任务
无论任何结构或构件通常都会受到各种外力的作用，对于这些结构物或构件所说，这些力称为荷载。
建筑物中承受荷载而起骨架作用的部分称为结构。结构一般由许多单个的结构元件组合，这些结构元件即为构件。比如说楼房中的梁、板、柱便组成了结构，而把其拆分开来，其中的每一个梁、板、柱都成为该结构中的单一构件。材料力学中研究的大多为构件。
结构或构件受到的荷载有多种形式，按不同性质可分为如下几类：
按作用时间
恒载：长期作用在结构或构件上，其大小和作用位置都不会发生变化的荷载。（如结构自重等）
活载：作用在结构或构件上的可变荷载，其大小和作用位置都可能随时发生变化。（如建筑物使用期间的人群、风雪等荷载）
按分布情况
分布荷载：指连续作用在结构或构件较大面积或长度上的荷载。（又分为线分布荷载和面分布荷载，又分为均布荷载和非均布荷载）
集中荷载：如若荷载作用面积远小于构件尺寸时，可把荷载看做集中作用在一点上，称为集中荷载。
按作用性质
静荷载：荷载的大小、位置和方向不随时间变化或变化相对较小。（如结构自重）
西京学院机电工程系
第 1 次课 学时 2 授课日期： 授课班级：
授课教师： 王晋鹏 批准人：
章节名称 1.1 材料力学的任务 1.2 变性固体的基本假设 1.3 外力及其分类 1.4 内力、截面法和应力的概念 1.5 变形与应变 1.6 杆件变形的基本形式
授课形式 理本次授课目的与要求
1. 了解材料力学的任务和基本假设；
2. 了解外力的分类；
3. 掌握内力的概念及用截面法进行内力的计算；
4．熟悉应力、应变的概念
5．熟悉杆件变形的基本形式
本次教学重点与难点
重点：用截面法进行内力的计算
难点：材料力学的任务和基本假设及应力、应变的概念
教学内容提要及时间分配 时间分配 教学方法与手段设计
1.材料力学的任务
2.变形固体的基本假设
3.外力的分类
4.内力、应力的概念以及用截面法进行内力的计算
5.变形与形变的概念
6.杆件变形的基本形式
7.小结
8.布置作业 10分钟
10分钟
20分钟
20分钟
15分钟
15分钟
5分钟
5分钟 启发式教学
理论联系实际
加强互动性
课堂导入提问、预习要求及作业布置
1. 什么是力？都可以怎么分类？
2. 材料力学和理论力学的研究内容有什么不同？
预习内容：2.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例 2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力
2.3 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力
课后作业： 课后小结 1．材料力学的任务：在保证满足强度、刚度和稳定性要求(安全、实用)的前提下，以最经济的代价，为构件选择适宜的材料，确定合理的形状和尺寸，并提供必要的理论基础和计算方法。
2．变形固体静力学的基本假设：连续、均匀假设和各项同性假设。
3．应力、应变的概念及关系。
4．杆件变形的基本形式：拉压、剪切、扭转和弯曲
