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材料力学

Q :  材料力学属于材料科学吗?

A :  对于某一种材料制成的构件,材料力学课程研究其受力、变形与破坏规律。至于这种材料的组成成分、制造工艺、影响材料性能的各种因素等问题,是材料学相关课程需要回答的问题。所以说,材料力学课是力学课,不是材料课。

当然,材料力学课程要通过试验方法,介绍材料(主要是常用的金属材料)的力学性能,但是不研究材料为什么具有这样的性能。

Q :  材料力学很难吗?

A :  所谓难,应该是指课程的一些概念很抽象、不好理解,所研究的问题多样、发展变化规律复杂、描述方式不易理解。材料力学研究构件受力变形与破坏规律的规律,很对问题都是日常生活中常见到的,对问题的描述与分析,不涉及复杂的数学工具,最复杂的无非是在曲杆问题中涉及到三角函数的积分。所以,就课程内容本身来说,是不难的。

Q :  那为什么很多同学认为材料力学很难学,“挂科率”也比较高?

A:课程不难,不代表可以轻松掌握。需要各位同学了解材料力学课程的特点,改变以往刷题、应试的学习方式。

首先,材料力学课程研究构件受力变形与破坏规律,目的是为结构的合理设计提供理论和方法,是以解决实际问题、满足工程应用需求为第一准则的。所以,所研究的对象都是工程中普遍存在、需要解决的;在分析过程中引入许多假设,略去了一些影响很小的因素。这就是工程思维,体现了抓主要矛盾的哲学思想。一些同学对实际工程问题了解少,就会感到不适宜、不好理解。所以,要强化工程思维。

其次,材料力学内容不难理解,但是内容比较杂,拉压、扭转、弯曲,各有各的平面假设、应力计算公式,不像有些课程内容有比较清晰、明确的体系。加之很多工程问题,涉及一些数值计算,这也是初学者面临的困难。

第三,材料力学课程内容通常以拉压、扭转、弯曲的顺序展开。开始学习的内容比较简单,也好理解,但是随着学习的深入,各种问题增多,就会有不好应付的感觉。所以,要踏踏实实地紧跟课程进展,听课、看书、做习题,及时完成每一个环节。不欠账、不掉队。

Q :  有学过该课程的同学说,做材料力学的题目是有套路的,只要掌握了套路,考试不成问题。是这样吗?

A :  我看过网上一些考研辅导的视频,他们就是按照“套路”来教大家如何做题。客观地说,任何课程都是在揭示某些客观规律,做习题就是遵循客观规律去解决问题。从这个意义上说,这些解题套路是有用的。有很多简单的问题,只要会“套用公式”即可,这就是最简单的套路。

但是,很多套路往往是停留在对事物表面现象的认识上,且只能针对某一类问题,即针对特定的题型。题型变了,套路可能就不管用了。何况,工程实际当中的实际问题是多种多样的,靠掌握套路打天下,是不可能的。

而且,材料力学课程兼具工程性与基础性。既可以直接用来解决工程问题,又是学科的基础。在材料力学中所介绍的平衡与协调、应力与应变等概念,拉压弯扭的三个平面假设,切线代圆弧、综合考虑静力学几何与物理三方面的分析方法,等等很多内容,都是后续学习结构力学、弹性力学、振动力学、稳定理论、板壳理论、塑性力学等等固体力学各分支学科的基础。这些内容,在考题中不一定直接出现,但对于理解内在规律、掌握分析方法至关重要,为后续学习奠定基础。

Q :  怎样才能学好材料力学课?

A :  概括地说,材料力学的核心内容就是研究构件的受力与变形。其基本原则是:受力要平衡,变形要协调;分析过程中,要画好结构的受力图、变形图,写清楚分析过程,减少出现差错的可能、增加发现差错的机会。

只要坚持工程思维,着眼于解决实际问题,踏踏实实地画图、计算,材料力学课是很容易学的。

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