材料力學(西北工業大學建設的慕課)

材料力學課程是西北工業大學建設的慕課、國家精品線上開放課程、國家級一流本科課程。該課程於2018年10月16日首次在中國大學MOOC開課，授課教師為王安強、趙彬、苟文選、陳瑞卿、王峰會、王心美等。據2021年8月中國大學MOOC官網顯示，該課程已運行7學期。

材料力學課程共十五章，包括超靜定結構、彎曲變形、能量法求位移、應力狀態、強度理論、壓桿穩定等內容。

基本介紹

• 中文名：材料力學
• 外文名：Mechanics of Materials
• 類別：慕課、國家精品線上開放課程、國家級一流本科課程
• 授課平台：中國大學MOOC
• 開課時間：2018年10月16日（首次）
• 授課教師：王安強、趙彬、苟文選、陳瑞卿、王峰會、王心美等
• 建設院校：西北工業大學

課程性質

課程定位

材料力學課程是高等工科院校的一門專業基礎課，也是機械、材料、航空、航天、航海、土木等相關專業學生的一門必修課。通過對超靜定結構、彎曲變形、能量法求位移、應力狀態等內容學習，使學習者能夠從工程實際問題中歸類、總結和抽象出力學模型，掌握能量法在求解結構位移和超靜定結構時的套用，養成科學的學習態度和理論結合實際的學習意識，樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀。

適應專業

材料力學課程適合機械、材料、航空、航天、航海、土木等相關專業學習。

課程簡介

材料力學課程共十五章，第一章至第五章介紹材料力學的發展簡史、拉桿的變形及胡克定律、連線件的強度計算、圓軸扭轉時的強度條件、平面剛架的內力和內力圖等知識點；第六章至第十章講述正應力公式推廣和強度條件、梁的剛度條件及提高梁剛度的措施、圖解法分析二向應力狀態、經典強度理論、組合變形的普遍情形等內容；第十一章至第十五章介紹細長壓桿的臨界壓力、等加速度運動時構件的動應力、桿件應變能的普遍形式、對稱性條件及其套用、疲勞極限及其影響因素等知識點。

課程大綱

第一章 緒論 1.1材料力學的發展簡史 1.2材料力學的研究對象和任務 1.3材料力學的基本假設和概念 第一章緒論單元測驗 第二章 拉伸與壓縮 2.1軸力和軸力圖 2.2拉伸時的應力 2.3材料拉伸時的力學性質 2.4材料壓縮時的力學性質 2.5拉桿的強度條件 2.6拉桿的變形及胡克定律 2.7拉超靜定問題 2.8裝配應力和溫度應力 第二章拉伸與壓縮單元測驗 第三章 剪下 3.1連線件的強度計算 3.2薄壁圓筒的扭轉切應力、純剪下及切應力互等定律 第三章剪下單元測驗 第四章 扭轉 4.1扭轉時的內力和內力圖 4.2圓軸扭轉時的應力計算 4.3圓軸扭轉時的變形計算 4.4圓軸扭轉時的強度條件和剛度條件 4.5扭轉超靜定問題 第四章扭轉單元測驗 第五章 彎曲內力 5.1.1平面彎曲的內力 5.1.2平面彎曲的內力圖繪製 5.2.1載荷集度、剪力和彎矩的微分關係（上） 5.2.2載荷集度、剪力和彎矩的微分關係（下） 5.3平面剛架的內力和內力圖 第五章彎曲內力單元測驗 第六章 彎曲應力 6.1純彎曲時梁的正應力 6.2.1正應力公式推廣和強度條件 6.2.2正應力強度條件的套用 6.3梁的彎曲切應力 6.4提高梁強度的措施和等強度梁 第六章彎曲應力單元測驗 第七章 彎曲變形 7.1撓曲線的近似微分方程 7.2積分法求梁的變形 7.3疊加法求梁的變形 7.4梁的剛度條件及提高梁剛度的措施 7.5變形比較法解簡單超靜定梁

第七章彎曲變形單元測驗 第八章 應力狀態分析 8.1解析法分析二向應力狀態 8.2圖解法分析二向應力狀態 8.3三向應力狀態 8.4廣義胡克定律 第八章應力狀態分析單元測驗 第九章 強度理論 9.1經典強度理論 9.2經典強度理論的套用 第九章強度理論單元測驗 第十章 組合變形 10.1斜彎曲 10.2拉伸與彎曲的組合 10.3彎曲與扭轉的組合 10.4組合變形的普遍情形 第十章組合變形單元測驗 第十一章 壓桿穩定 11.1穩定性的概念 11.2細長壓桿的臨界壓力 11.3壓桿的臨界應力 11.4壓桿的穩定計算 第十一章壓桿穩定單元測驗 第十二章 動載荷 12.1等加速度運動時構件的動應力 12.2勻速轉動時構件的動應力 12.3衝擊問題 12.4衝擊實例 第十二章動載荷單元測驗 第十三章 能量法求位移 13.1桿件應變能的普遍形式 13.2.1單位載荷法的概念 13.2.2單位載荷法的套用 13.3圖形互乘法 13.4功的互等定理 第十三章能量法求位移單元測驗 第十四章 超靜定結構 14.1超靜定結構分析基礎 14.2力法正則方程 14.3對稱性條件及其套用 第十四章超靜定結構單元測驗 第十五章 疲勞強度 15.1疲勞的概念 15.2疲勞極限及其影響因素 第十五章疲勞強度單元測驗

（註：課程大綱排版從左到右排列）

開課信息

開課次數	開課時間	授課老師	學時安排	參與人數
第1次開課	2018年10月16日-2019年01月20日	王安強、趙彬、陳瑞卿、王峰會、王心美	4小時每周	7756
第2次開課	2019年03月08日-2019年07月12日	王安強、趙彬、苟文選、陳瑞卿、王峰會、王心美、王建輝、溫志勛	3-5小時每周	8655
第3次開課	2019年08月28日-2020年01月08日	王安強、趙彬、苟文選、陳瑞卿、王峰會、王心美、王建輝、溫志勛、劉軍、李磊	4小時每周	7943
第4次開課	2020年02月20日-2020年07月05日	王安強、趙彬、陳瑞卿、王峰會、黃濤		14264
第5次開課	2020年08月28日-2021年01月08日			7822
第6次開課	2021年02月27日-2021年07月03日			24473
第7次開課	2021年08月28日-2022年01月05日	王安強、趙彬、陳瑞卿、王峰會		待定

（註：表格內容參考資料）

教學目標

1、培養學生的愛國主義和科學精神，樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀；

2、掌握工程實際中力學問題的建模方法和求解方法，為工程設計提供理論基礎和計算依據；

3、為相關課程的學習和實際構件的設計提供力學基礎，培養學生分析解決工程實際問題的能力；

4、培養具有理論基礎和創新能力的科學研究和工程技術人才，提高從事力學相關問題研究的科學素養。

學習預備

預備知識

學習材料力學課程需要具備理論力學或大學物理的靜力學知識。

學習資料

書名	作者	出版時間	出版社
《材料力學》	苟文選	2017年	科學出版社
《材料力學（II）》
《材料力學解題方法與技巧》		2008年
《材料力學》	劉鴻文	2011年	高等教育出版社
《材料力學（II）》

（註：表格內容參考資料）

考核標準

1、完成對相關學時教學視頻的學習；

2、完成相關章節的單元測驗題，成績占課程總成績的30%；

3、完成期末考試，成績占課程總成績的55%；

4、參與一定次數的課堂交流討論，成績占課程總成績的15%。

課程結束後，根據單元測驗成績、期末考試成績和參與課程討論成績計算課程總評成績，達到60分及以上可以申請認證證書，其中總評成績85分及以上為優秀，60分到85分以下為合格。

所獲榮譽

2019年，材料力學課程被中華人民共和國教育部認定為“國家精品線上開放課程”。

2020年11月24日，材料力學課程被中華人民共和國教育部認定為“首批國家級一流本科課程”。

教師簡介

王安強，西北工業大學力學與土木建築學院副教授，從事金屬基複合材料高溫多軸本構模型等領域研究工作。

趙彬，西北工業大學力學與土木建築學院副教授，承擔材料力學、實驗力學等課程教學工作。

苟文選，西北工業大學力學與土木建築學院教授。

陳瑞卿，西北工業大學力學與土木建築學院副教授，從事航空發動機單晶渦輪葉片結構強度等領域研究工作。

王峰會，西北工業大學力學與土木建築學院教授，從事飛行器結構的斷裂、疲勞壽命與損傷容限等領域研究工作。

王心美，西北工業大學力學與土木建築學院教授，承擔材料力學、飛行器結構設計等課程教學工作。

王建輝，西北工業大學力學與土木建築學院副教授，承擔彈塑性理論、塑性力學等課程教學工作。

溫志勛，西北工業大學力學與土木建築學院教授，承擔蠕變力學、熱端結構與強度壽命等課程教學工作。

劉軍，西北工業大學力學與土木建築學院副教授。

李磊，西北工業大學力學與土木建築學院教授，承擔材料力學、結構力學、力學與結構等課程教學工作。