材料力学
材料力学专业
材料力学专业材料力学是材料科学与工程中的一门重要学科，它研究材料的力学性能和材料的力学行为。
材料力学专业是材料科学与工程中的一个重要分支，它涉及材料的结构、性能和加工工艺等方面，对于材料的设计、制备和应用具有重要的意义。
在材料力学专业的学习中，学生需要掌握材料的基本力学性质，了解材料的力学行为，掌握材料的力学测试方法，以及掌握材料的力学性能评价方法等内容。
材料力学专业的学习内容主要包括材料的力学基础知识、材料的力学性能测试和评价、材料的力学行为分析、材料的力学性能设计等方面。
在力学基础知识方面，学生需要学习材料的力学性质、材料的应力应变关系、材料的弹性和塑性行为等内容。
在材料的力学性能测试和评价方面，学生需要学习材料的拉伸、压缩、弯曲、扭转等力学性能测试方法，以及材料的硬度、韧性、断裂韧性等力学性能评价方法。
在材料的力学行为分析方面，学生需要学习材料的应力分析、应变分析、应力应变分析等内容。
在材料的力学性能设计方面，学生需要学习材料的力学性能设计原则、材料的力学性能优化方法等内容。
材料力学专业的学习对于学生的综合能力有较高的要求，学生需要具备较强的数学基础和物理基础，具有较强的逻辑思维能力和分析问题的能力，具有较强的实验操作能力和实验数据处理能力，具有较强的工程实践能力和工程设计能力等。
在学习过程中，学生需要通过理论学习和实验实践相结合，培养自己的综合能力，为将来从事材料科学与工程相关领域的科研和工程实践做好准备。
总的来说，材料力学专业是材料科学与工程中的一个重要学科，它涉及材料的力学性能和力学行为等方面，对于材料的设计、制备和应用具有重要的意义。
在学习过程中，学生需要掌握材料的力学基础知识、了解材料的力学性能测试和评价方法、掌握材料的力学行为分析方法、掌握材料的力学性能设计方法等内容，培养自己的综合能力，为将来的工作做好准备。
希望学生能够在学习过程中努力学习，提高自己的综合能力，为将来的科研和工程实践做出积极的贡献。
(完整版)材料力学重点总结
(完整版)材料力学重点总结材料力学阶段总结一. 材料力学的一些基本概念 1. 材料力学的任务：解决安全可靠与经济适用的矛盾. 研究对象：杆件强度：抵抗破坏的能力 刚度:抵抗变形的能力稳定性：细长压杆不失稳。
2. 材料力学中的物性假设连续性：物体内部的各物理量可用连续函数表示。
均匀性：构件内各处的力学性能相同。
各向同性：物体内各方向力学性能相同。
3。
材力与理力的关系, 内力、应力、位移、变形、应变的概念材力与理力：平衡问题，两者相同； 理力：刚体，材力:变形体。
内力：附加内力。
应指明作用位置、作用截面、作用方向、和符号规定。
应力：正应力、剪应力、一点处的应力。
应了解作用截面、作用位置（点)、作用方向、和符号规定。
正应力⎩⎨⎧拉应力压应力应变：反映杆件的变形程度⎩⎨⎧角应变线应变变形基本形式：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。
4. 物理关系、本构关系 虎克定律；剪切虎克定律:⎪⎩⎪⎨⎧==∆=Gr EA Pl l E τεσ夹角的变化。
剪切虎克定律：两线段——拉伸或压缩。
拉压虎克定律：线段的适用条件：应力～应变是线性关系：材料比例极限以内。
5。
材料的力学性能（拉压）:一张σ-ε图，两个塑性指标δ、ψ，三个应力特征点：b s pσσσ、、,四个变化阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。
拉压弹性模量E ,剪切弹性模量G ，泊松比v ，）（V EG +=126. 安全系数、 许用应力、工作应力、应力集中系数安全系数：大于1的系数，使用材料时确定安全性与经济性矛盾的关键。
过小，使构件安全性下降；过大，浪费材料。
许用应力：极限应力除以安全系数.塑性材料[]ssn σσ=s σσ=0脆性材料[]bbn σσ=b σσ=07. 材料力学的研究方法1) 所用材料的力学性能：通过实验获得。
2) 对构件的力学要求：以实验为基础,运用力学及数学分析方法建立理论，预测理论应用的未来状态。
3) 截面法：将内力转化成“外力”。
材料力学的主要任务
材料力学的主要任务材料力学是研究材料在外力作用下的力学性能和变形规律的学科，其主要任务包括材料的强度、刚度、韧性、疲劳寿命、断裂行为等方面的研究。
在工程实践中，材料力学的研究对于材料的选用、设计和加工具有重要的指导作用。
首先，材料力学的主要任务之一是研究材料的强度。
强度是材料抵抗外力破坏的能力，它是材料力学研究的重点之一。
通过对材料的拉伸、压缩、剪切等性能的研究，可以确定材料的强度参数，为工程设计提供重要的参考依据。
另外，强度的研究也有助于材料的质量控制和产品的安全性评估。
其次，材料力学的任务还包括研究材料的刚度。
刚度是材料抵抗变形的能力，它反映了材料的变形特性和应变能力。
材料的刚度参数对于材料的使用和加工具有重要的指导作用，它直接影响了产品的使用性能和寿命。
此外，材料力学还致力于研究材料的韧性。
韧性是材料抵抗断裂的能力，它是材料力学研究的重要内容之一。
韧性的研究可以帮助工程师选择合适的材料，设计出更加安全可靠的产品。
另外，材料力学的任务还包括研究材料的疲劳寿命。
疲劳是材料在交变应力作用下发生的变形和破坏，研究材料的疲劳寿命是材料力学的重要内容之一。
通过对材料疲劳性能的研究，可以预测材料在使用过程中的寿命，为产品的设计和使用提供重要的参考依据。
最后，材料力学的任务还包括研究材料的断裂行为。
断裂是材料在外力作用下发生的破坏行为，研究材料的断裂行为可以帮助工程师选择合适的材料和设计更加安全可靠的产品。
总之，材料力学的主要任务包括研究材料的强度、刚度、韧性、疲劳寿命、断裂行为等方面的力学性能和变形规律。
这些研究对于材料的选用、设计和加工具有重要的指导作用，是工程实践中不可或缺的一部分。
材料力学概念
材料力学材料力学研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度和导致各种材料破坏的极限。
材料力学是所有工科学生必修的学科，是设计工业设施必须掌握的知识。
学习材料力学一般要求学生先修高等数学和理论力学。
材料力学(mechanics of materials)是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。
材料力学是所有工科学生必修的学科，是设计工业设施必须掌握的知识。
学习材料力学一般要求学生先修高等数学和理论力学。
材料力学与理论力学、结构力学并称三大力学。
材料力学（mechanics of materials）主要研究杆件的应力、变形以及材料的宏观力学性能的学科。
材料力学是固体力学的一个基础分支。
它是研究结构构件和机械零件承载能力的基础学科。
其基本任务是：将工程结构和机械中的简单构件简化为一维杆件，计算杆中的应力、变形并研究杆的稳定性，以保证结构能承受预定的载荷；选择适当的材料、截面形状和尺寸，以便设计出既安全又经济的结构构件和机械零件。
材料力学是工程设计的基础之一，即结构构件或机器零件的强度、刚度和稳定性分析的基础。
在工程设计中，要求构件或零件在给定外力作用下，具有足够的强度、刚度和稳定性。
构件或零件在外力作用下，不发生破坏，也不发生塑性变形，则称其具有足够的强度；若弹性变形不超过一定限度，则称其具有足够的刚度；若在特定外力（如细长杆承受轴向压力）作用下，其平衡和变形形式无突然转变，则称其具有足够的稳定性。
在结构承受载荷或机械传递运动时，为保证各构件或机械零件能正常工作，构件和零件必须符合如下要求：不发生断裂，即具有足够的强度；弹性变形应不超出允许的范围，即具有足够的刚度；在原有形状下的平衡应是稳定平衡，也就是构件不会失去稳定性。
对强度、刚度和稳定性这三方面的要求，有时统称为“强度要求”，而材料力学在这三方面对构件所进行的计算和试验，统称为强度计算和强度试验。
材料力学主要研究
材料力学主要研究材料力学是一门研究材料在外力作用下的变形、破坏和稳定性等力学性能的学科。
它是材料科学的基础学科之一，也是工程技术中不可或缺的重要内容。
材料力学的研究对象是各种材料，包括金属材料、非金属材料、复合材料等，其研究范围涉及材料的力学性能、力学行为、应力应变关系、破坏机理等方面。
首先，材料力学主要研究材料的力学性能。
材料的力学性能包括弹性模量、屈服强度、抗拉强度、硬度等指标。
这些指标反映了材料在外力作用下的变形和破坏情况，是评价材料质量和可靠性的重要依据。
通过对材料力学性能的研究，可以为材料的选择、设计和应用提供科学依据。
其次，材料力学研究材料的力学行为。
材料在受力作用下的行为表现为弹性、塑性、蠕变、断裂等。
不同材料在受力作用下的行为有所不同，了解材料的力学行为有助于合理设计材料结构，提高材料的使用性能和寿命。
另外，材料力学研究材料的应力应变关系。
应力应变关系是材料力学的核心内容之一，它描述了材料在受力作用下的应力和应变之间的关系。
了解材料的应力应变关系可以为材料的强度计算、工程设计和材料加工提供重要依据。
最后，材料力学研究材料的破坏机理。
材料在受力作用下会出现破坏，破坏的形式有拉伸断裂、压缩破坏、疲劳断裂等。
了解材料的破坏机理可以预测材料的寿命和破坏方式，为材料的安全设计和可靠使用提供重要参考。
总之，材料力学是一门重要的学科，它对材料的力学性能、力学行为、应力应变关系和破坏机理进行了深入研究，为材料的选择、设计和应用提供了重要的理论基础和科学依据。
希望通过对材料力学的研究，能够不断提高材料的使用性能和可靠性，推动材料科学与工程技术的发展。
材料力学知识点总结
材料力学知识点总结材料力学是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度和稳定性的学科。
它是工程力学的一个重要分支，对于机械、土木、航空航天等工程领域具有重要的意义。
以下是对材料力学主要知识点的总结。
一、拉伸与压缩拉伸和压缩是材料力学中最基本的受力形式。
在拉伸或压缩时，杆件的内力称为轴力。
通过截面法可以求出轴力的大小，轴力的正负规定为拉力为正，压力为负。
胡克定律描述了应力与应变之间的线性关系，在弹性范围内，应力与应变成正比，即σ ＝Eε，其中σ为正应力，ε为线应变，E 为材料的弹性模量。
材料在拉伸和压缩过程中会经历不同的阶段。
低碳钢的拉伸实验是研究材料力学性能的重要手段，其拉伸曲线可分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。
通过拉伸实验可以得到材料的屈服极限、强度极限等重要力学性能指标。
二、剪切与挤压剪切是指在一对大小相等、方向相反、作用线相距很近的横向外力作用下，杆件的横截面发生相对错动的变形形式。
剪切面上的内力称为剪力，其大小可以通过截面法求得。
在工程中，通常还需要考虑连接件的挤压问题。
挤压面上的应力称为挤压应力，其大小与挤压面的面积和外力有关。
三、扭转扭转是指杆件受到一对大小相等、方向相反、作用面垂直于杆件轴线的力偶作用时，杆件的横截面将绕轴线发生相对转动的变形形式。
圆轴扭转时，横截面上的内力为扭矩。
扭矩的正负规定为右手螺旋法则，拇指指向截面外为正，指向截面内为负。
根据材料力学的理论，圆轴扭转时横截面上的切应力呈线性分布，最大切应力发生在圆周处。
四、弯曲弯曲是指杆件在垂直于轴线的外力或外力偶作用下，轴线由直线变为曲线的变形形式。
梁在弯曲时，横截面上会产生弯矩和剪力。
弯矩的正负规定为使梁下侧受拉为正，上侧受拉为负；剪力的正负规定为使截面顺时针转动为正，逆时针转动为负。
弯曲正应力和弯曲切应力是弯曲问题中的重要应力。
弯曲正应力沿截面高度呈线性分布，最大正应力发生在截面的上下边缘处。
弯曲切应力在矩形截面梁中，其分布规律较为复杂，但在一些常见的情况下，可以通过公式进行计算。
材料力学pdf
材料力学pdf
材料力学是研究物体承受外力时变形的科学，它是机械工程科学
的基础。
它主要研究物质的问题，如材料、构件和机械结构在力学作
用下的破坏、变形、强度以及对环境适应能力等。
这些研究包括材料
的力学性能、接口强度、构件结构及非线性动态变形的可行分析方法。
此外，还包括特殊结构的分析和设计、材料性能的强度和硬度，以及
材料的损坏机理及其失效模型。
材料力学旨在探究材料如何响应外力，定义材料力学指数并进行
应力分析。
材料力学可以分析物体在外力作用下的变形、位移及破坏
过程，以找到结构物受外力时能够抵抗破坏的最大限度。
材料力学理
论可被应用于金属材料、、塑料、玻璃等多种材料分析。
它们的应用
范围可以从日常的装置设备到大型桥梁和钢结构的设计，可以说材料
力学是现代工程设计的关键组成部分。
材料力学的应用也被广泛应用于航空航天、海洋工程、生物力学
等领域。
在航空航天领域中，它不仅用于材料的力学性能的分析，而
且可以用于产品的力学设计及产品的最终制造，从而提高产品的可靠
性及使用寿命。
在海洋工程中，材料力学可以帮助研究介质环境对工
程结构的损伤，并可以预防其中可能导致结构破坏的各种因素。
而在
生物力学领域，材料力学可以应用于器官及关节接口的受力分析，以
及植入物、骨头和软组织的损伤分析。
总而言之，材料力学是机械工程科学的基础，是机械结构的可靠
性分析的重要手段。
它的应用遍及各个科学领域，为工程设计和制造
开发提供了基础性的理论和技术支持，影响深远。
《材料力学》课程简介
《材料力学》课程介绍一、课程简介《材料力学》是一门重要的工程学科，旨在研究材料在承受各种外力作用下的力学性能，以及如何通过合理的结构设计，保证材料的强度、刚度和稳定性。
本课程涵盖了材料力学的基本理论、实验方法和工程应用，是机械、土木、航空航天等工程领域的重要基础课程。
二、课程目标1. 掌握材料力学的基本概念和原理，包括应力、应变、强度、刚度、稳定性等；2. 学会应用基本力学原理分析和解决实际工程问题，包括结构设计、材料选择、工艺优化等；3. 了解现代实验技术和测试方法，如有限元分析、超声波检测等；4. 提高分析和解决问题的能力，为后续专业课程学习和实际工程应用打下基础。
三、课程内容1. 静力学部分：介绍外力、平衡方程、基本变形（拉伸、压缩、弯曲）、应力分析等；2. 材料力学部分：讲解材料的力学性能（强度、刚度、稳定性）、应力应变曲线、胡克定律、超静定问题等；3. 实验部分：学习实验设计、测试方法、数据处理和分析等，了解现代实验技术和测试方法的应用；4. 工程应用部分：结合实际工程案例，分析结构设计、材料选择、工艺优化等方面的力学问题。
四、教学方法本课程采用线上授课与线下实验相结合的方式，注重理论与实践的结合。
学生可以通过视频教程学习基本理论，通过实验操作和案例分析提高解决实际工程问题的能力。
教师会定期组织小组讨论和答疑解惑，帮助学生更好地理解和掌握课程内容。
五、学习资源1. 课程网站提供了丰富的教学资源，包括视频教程、课件、实验指导书等；2. 学生可以参考相关的工程手册和文献，了解材料力学的最新研究成果和应用进展；3. 教师会定期组织课外活动，如学术讲座、实践参观等，帮助学生拓展视野，增强学习兴趣。
六、考试与评估本课程的考试采用平时作业、实验报告、考试相结合的方式。
平时作业考察学生对基本概念和原理的掌握情况，实验报告评估学生实验操作和数据分析的能力，考试则是对学生综合运用知识解决实际工程问题的考核。
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第二章 拉伸、压缩与剪切
2-1 求图示各杆指定截面的轴力，并作轴力图。
2-2 图示一正方形截面的阶梯形混凝土柱。
设重力加速度g=9.8m/s 2, 混凝土的密度为33m /kg 1004.2⨯=ρ，P=100kN ，许用应力[]MP a 2=σ。
试根据强度条件选择截面宽度a 和b 。
2-3 图示一面积为100mm ⨯200mm 的矩形截面杆，受拉力P=20kN 的作用，试求：（1）6
π
=
θ的斜截面m-m 上的应力；（2）最大正应力max σ和最大剪应力max τ的大小及其作用面的方位角。
2-4 图示一三角架，在结点A 受P 力作用。
设AB 为圆截面钢杆，直径为d ，杆长为l 1,AC 为空心圆管，截面面积为A 2,杆长为l 2，已知：材料的许用应力[]MPa 160＝σ,P=10kN,d=10mm,A 2=26m 1050-⨯,l 1=2.5m,l 2=1.5m 。
试作强度校核。
2-5 图示一阶梯形截面杆，其弹性模量E=200GPa ，截面面积A I =300mm 2，A II =250mm 2,A III =200mm 2。
试求每段杆的内力、应力、应变、伸长及全杆的总伸长。
2-6 图示一刚性杆AB,由两根弹性杆AC 和BD 悬吊。
已知：P,l,a,E 1A 1和E 2A 2，求：当横杆AB 保持水平时x 等于多少？
2-7 横截面面积为A=1000mm 2的钢杆，其两端固定，荷载如图所示。
试求钢杆各段内的应力.。
2-8 求图示联接螺栓所需的直径d 。
已知P=200kN ，t=20mm 。
螺栓材料的[τ]=80Mpa,[σbs ]=200MPa 。
2-9 图示拉杆，已知[][]σ=τ6.0，试求拉杆直径d 与端头高度h 之间的合理比值。
第三章 扭转
3-1 T 为圆杆截面上的扭矩，试画出截面上与T 对应的剪应力分布图。
3-2 图示钢制圆轴，d 1=40mm, d 2=70mm, m A =1.4kN m ⋅, m B =0.6kN m ⋅, m C =0.8kN m ⋅, []θ=1o /m. []τ=60MPa, G=80GPa. 试校核轴的强度与刚度。
3-3 图示一传动轴，主动轮I 传递力偶矩m k N 1⋅, 从动轮II 传递力偶矩0.4m k N ⋅, 从动轮III 传递力偶矩0.6m k N ⋅。
已知轴的直径d=40mm ，各轮间距各轮间距l=500mm ，材料的剪切弹性模量G=80GPa 。
（1）合理布置各轮的位置；（2）求出轴在合理位置时的最大剪应力和轮间的最大扭转角 。
.
3-4 一空心圆轴和实心圆轴用法兰联结。
已知：轴的转速n=100r/min ，传递功率P=15kW, 轴材料的许用应力[]τ＝30MPa 。
试根据强度条件确定d 、d1和d2 (d1/d2=0.5)。
3-5 一段实心，一段空心的圆杆尺寸和所受荷载如图所示，D=2d=10cm, 材料的剪切弹性模量G=80GPa。
（1）求杆的最大剪应力
τ；（2）若使自由端B
max
的扭转角为零，求两段杆长之比l1/l2。
第四章弯曲内力
4-1 求图示各梁中指定截面的剪力和弯矩,并画剪力和弯矩图。
4-2 写出图示各梁的内力方程，并根据内力方程画出内力图。
4-3 用简便方法作图示各梁的剪力图和弯矩图
4-4 设梁的剪力图如图所示，试作弯矩图和荷载图。
已知梁上没有作用集中力偶。
第五章平面图形的几何性质
5-1 确定图示图形的形心位置。
5-2 求图示图形对y轴、z轴及z1轴的惯性矩。
第六章 弯曲应力
6-1 矩形截面梁如图所示。
b=8cm, h=12cm, 试求危险截面上a 、c 、d 三点的弯曲正应力。
6-2 从直径为d 的圆木中截取一矩形截面梁，试根据强度观点求出所截取的矩形截面的最合理的高h 和宽b。
使强度最大即使梁的抗弯截面系数最大
.
6-3 图示两根简支梁，其跨度、荷载及截面面积都相同。
一个是整体截面梁，另一个是由两根方木叠置而成（二方木之间不加任何联系），试画出沿截面高度的弯曲正应力分布图，并分别计算梁中的最大弯曲正应力。
.
6-4 试求图示梁的最大弯曲正应力
6-5 图示铸铁梁，材料的许用拉应力[]MPa 40t =σ，许用压应力[]MPa 100c =σ，4z cm 5965I =，mm 5.157y C =。
试校核梁的强度。
.
第七章 弯曲变形
7-1 用叠加法求下列各梁的指定位移。
.
.
第八章应力应变状态分析
8-1构件如图所示。
（1）确定危险的位置。
（2）用单元体表示危险点的应力状态。
(c)
8-2在图示各单元体中，试用解析法和图解法求斜截面ab 上的应力.应力的单位MPa 。
8-3 对图示单元体(应力单位为MPa)，试用解析法求解： (1) 主应力与主方向； (2) 在单元体上示出主应力。
40
40 20
(c) (d)
8-4边长为a = 10mm的正方体钢块恰好置入刚性模孔中，上面受合力F = 9kN 的均布力作用.钢块中各点的应力状态相同，钢块的弹性模量E = 200GPa，泊松比 = 0.3，求钢块中各点的主应力、主应变
8-5求图示单元体的主应力和最大剪应力。
(MPa)
8-6已知应力状态如图所示(应力单位为MPa)，试画三相应力圆，并求单元体的主应力，最大正应力和最大剪应力。
第九章 强度理论
9-1 直径d =100mm 的圆截面钢杆受轴向拉力F = 2kN 和矩M e =10Nm 的力偶作用。
[σ] =1 60MPa ，试用第三强度理论校核该杆的强度。
(σ3r = 105 MPa)
9-2图示圆截面铸铁杆， 承受轴向载荷F 1，横向载荷F 2和矩为M 1的扭力偶作
用，试用第一强度理论校核杆的强度。
已知载荷F 1 = 30 kN ， F 2 = 1．2 kN ， M 1 = 700 Nm ，杆径d = 80 mm ，杆长l = 800 mm ，许用应力[σ] = 35 MPa 。
(a)
(b)
9-3 图示水平圆截面直角曲拐ABC ，受铅直力F 作用，杆的直径 d =70mm ，P =10kN ，[σ] = 160MPa 。
试用第三强度理论校核杆的强度。
（σr 3= 107 MPa ）
第十章 压杆稳定
10-1图示为支撑情况不同的圆截面细长杆,各杆直径和材料相同,哪个杆的临界力最大。
（d ）
10-2图示为支撑情况不同的两个细长杆, 两个杆的长度和材料相同,为使两个压杆的临界力相等 , b 2与b 1之比应为多少?.(2 : 1 )
B
( a
) ( b
) ( c
) ( d )
( a ) ( b ) h 1=2b h 2=2b 2
10-3 图示二圆截面压杆的长度、直径和材料均相同，已知l = 1m ，d = 40mm ，材料的弹性模量 E = 200GPa ， 比例极限σP = 200MPa ，屈服极限 σs = 240MPa ，直线经验公， σcr = 304-1.12λ (MPa)，试求二压杆的临界力。
( (a ) P cr =248kN , (b) P cr =283.5kN )
10-4 图中两压杆, 一杆为正方形截面，一杆为圆形截面, a =3cm,d =4cm.两压杆的材料相同,材料的弹性模量E = 200GPa, 比例极限σp = 200MPa , 屈服极限 σs = 240MPa,直线经验公式 σcr = 304-1.12λ (MPa), 试求结构失稳时的竖直外
( b ) ( a )。