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942 机械设计综合
一、 总体要求
1. 《材料力学》要求对工程设计中有关构件的强度、刚度、稳定性等有明确的认识,掌握材料力学的
基本概念、基本定律及必要的基础理论知识,并具备综合运用材料力学知识解决和分析实际问题
的能力。
2. 《机械设计基础》要求考生掌握通用机械零部件工作能力设计和结构设计的基本知识、基本理论与
基本方法,具有运用基本知识、基本理论与基本方法解决实际问题的能力。
二、 考试内容及范围
2.1 材料力学(70%,105 分)
(一) 绪论:
了解材料力学的任务与研究对象及基本假设,杆件变形的基本形式,掌握内力,截面法,应力,应变,
弹性模量,泊松比的概念,掌握剪应力互等定理,胡克定律,剪切虎克定律。
1) 任务:研究构件在外力作用下的变形、受力与破坏或失效的规律,为合理设计构件提供有关强度、刚度与稳定
性分析的基本理论与方法
2) 研究对象:杆及由杆组成的杆系,以及一些形状与受力比较简单的板与壳
3) 基本假设
连续性假设:在构件所占有的空间内毫无空隙的充满物质
均匀性假设:材料的力学性能与其在构件中的位置无关
各向同性假设:材料沿各个方向具有相同力学性能
4) 杆件变形的基本形式:轴向拉压、扭转和弯曲
5) 基本概念
外力:作用在构件上的载荷与约束反力
内力:由于外力作用,构件内部相连部分之间的相互作用力
截面法:将杆件假想的切开以显示内力,并由平衡方程建立内、外力关系或由外力确定内力
的方法
应力
p
:在截面
mm
上任一点
k
的周围取一微小面积
A
,并设作用于其上的内力为
F
,则
0A
F
p lim
A
称为截面
mm
上
k
点处的应力(应力是内力的分布集度)
正应力
:应力
p
沿截面法向的分量
切应力
:应力
p
沿截面切向的分量
正应变
:在构件内任一点
k
沿任意方位
ka
取一微小线段
s
,变形后其长度变为
su
,则
0s
u
lim
s
称为
k
点处沿
ka
方位的正应变
切应变:过构件内任一点
k
取任意两互垂微线段,变形后该二微线段所夹直角的改变量,称为
k
点处沿二
微线段方位的切应变,用
表示,其单位为
rad
正应变与切应变均是量纲为一的量
6) 切应力互等定理:在微体的互垂截面上,垂直于截面交线的切应力数值相等,而方向则均指向或离开该交线
7) 胡克定律:单向应力试验表明,
作用下,材料沿正应力作用方位发生正应变
,如果正应力不超过一定限度,
则正应力与正应变成正比,即
E
比例常数
E
称为弹性模量,其值随材料而异
8) 剪切胡克定律:纯剪切试验表明:在切应力
作用下,材料发生切应变,如果切应力不超过一定限度,则切应
力与切应变成正比,即
G
比例常数
G
称为切变模量,其值随材料而异
9) 泊松比
:轴向拉压时,杆的横向正应变
与轴向正应变
成正比,并恒为异号,即
,比例系数
即
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