一、考試性質
《材料力學》是報考工程力學、車輛工程等專業的碩士研究生的一門專業課程考試科目,屬于學校自行命題的性質??荚嚨脑u價標準是普通高等學校優秀本科畢業生能達到的及格或及格以上水平,以保證被錄取者具有基本的材料力學知識并有利于招生學校在專業上擇優選拔。
二、考試形式與試卷結構
(一)答卷方式:閉卷、筆試。
(二)答卷時間:180分鐘。
(三)試卷分數:滿分為 150分。
(四)試卷結構及考查比例:考卷分為客觀題和主觀題,其中客觀題分值占 20%左右,題型包含填空、選擇等;主觀題分值占 80%左右,題型包含計算、作圖、綜合分析等。
三、考試的總體要求
掌握應力、應變、柔度等基本概念,正確分析桿件在軸向拉壓、扭轉、彎曲時的內力并作內力圖;熟練掌握各種基本變形及組合變形形式下桿的應力和變形理論計算方法;正確運用強度、剛度和穩定性條件,對桿件進行校核驗算和設計;掌握能量法及其應用;掌握動載荷分析計算方法。
四、考試的內容
(一)理論部分
1.基本概念
可變形固體的基本假設,內力、截面法和應力,應變,桿件變形的基本形式。
2.軸向拉伸和壓縮
軸力和軸力圖,直桿橫截面和斜截面上的應力,最大切應力,許用應力,強度條件;圣維南原理。軸向拉伸和壓縮時的變形,縱向變形,線應變;胡克定律,彈性模量,抗拉(壓)剛度;橫向變形,泊松比;應變能,應變能密度。低碳鋼、鑄鐵的拉伸和壓縮試驗,應力—應變圖及其特性。
拉壓超靜定問題。應力集中的概念。
3.扭轉
薄壁圓筒扭轉時的應力和變形,純剪切,切應變,剪切胡克定律,剪切彈性模量;切應力互等定理。功率、轉速與外力偶矩間的關系,扭矩和扭矩圖;圓軸扭轉時的應力和變形,極慣矩,抗扭截面模量,抗扭剛度;強度條件和剛度條件。扭轉時的應變能。矩形截面桿扭轉的概念。扭轉超靜定問題。
4.截面圖形的幾何性質
靜矩、慣性矩,慣性積,慣性半徑。簡單圖形的慣性矩和慣性積的計算。平行移軸公式,轉軸公式。組合圖形的慣性矩和慣性積的計算。
5.彎曲內力
平面彎曲的概念和實例。梁的計算簡圖。剪力、彎矩及其方程,剪力圖和彎矩圖。彎矩、剪力與分布載荷集度間的微分關系及其應用,疊加法作彎矩圖。平面剛架和曲桿的內力圖。
6.彎曲應力
梁在平面彎曲時的正應力公式,梁的正應力強度條件。彎曲切應力,梁的切應力強度校核。提高彎曲強度的措施。
7.彎曲變形
梁的變形和位移,撓度和轉角。梁的撓曲線及其近似微分方程,用積分法求梁的撓度和轉角。用疊加原理求梁的撓度和轉角。梁的剛度校核。提高彎曲剛度的措施。簡單超靜定梁。彎曲時的應變能。
8.應力、應變分析基礎
應力狀態,主應力和主平面。平面應力狀態的應力分析。三向應力狀態的最大應力。廣義胡克定律。三個彈性常數間的關系。體積應變。三向應力狀態下彈性應變能密度,體積改變和形狀改變能密度。
9.強度理論
強度理論,破壞形式的分析,脆性斷裂和屈服失效。最大拉應力理論,最大拉應變理論,最大切應力理論,形狀改變能密度理論,相當應力的概念。莫爾強度理論。
10.組合變形
組合變形的概念。兩相互垂直平面內彎曲時的應力和強度計算,拉伸(壓縮)與彎曲組合時的應力和強度計算,扭轉與彎曲組合時的強度計算。連接件的實用計算。
11.壓桿穩定
壓桿穩定的概念。細長壓桿臨界力的歐拉公式,長度因數。壓桿的柔度,壓桿的臨界應力總圖。壓桿的穩定計算。提高壓桿穩定性的措施。
12.能量法
桿件的應變能計算,功的互等定理,位移互等定理??ㄊ隙ɡ?。虛功原理,單位載荷法,圖乘法。
13.超靜定結構
超靜定結構的概念,力法及其正則方程。
14.動載荷
動應力,動變形,動荷因數。構件作勻加速運動時的應力和變形計算,構件受沖擊時的應力和變形計算。
(二)實驗部分
了解材料力學性能的常規檢測設備和基本操作方法,掌握應變測量的電測原理及電測基本方法。掌握測定材料的強度、彈性模量等力學性能的實驗方法。
五、參考教材
《材料力學》(Ⅰ)(Ⅱ)第 6 版,孫訓方、方孝淑、關來泰編,高等教育出版社,2019年。(理論部分)
《基礎力學實驗》,張紅旗、李瑤主編,科學出版社,2016 年。(實驗部分)