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内容简介

　　《材料力学》通过有关材料力学概念群的分章讨论，既突出重点，又体现共性和个性的相互关系，有助于强化材料力学的基本概念、基本理论和基本方法，提高学生的工程素质和认识水平，培养全面的综合分析能力。《材料力学》共9章，包括材料力学概述、受力杆件的内力、杆件的应力和应变、杆件的变形和位移、简单超静定系统的受力分析、应力应变状态分析、压杆的稳定性、动载荷与交变应力、构件的失效准则与安全设计。

内页插图

目录

目录
前言
第1章 材料力学概述 1
1.1 材料力学的性质和任务 1
1.2 材料力学的基本假设 1
1.2.1 变形固体的基本假设 2
1.2.2 构件变形的基本假设 2
1.3 材料力学的研究对象 3
1.4 杆件变形的形式 4
1.5 外力及其分类 6
1.6 内力和应力 6
1.7 变形、位移和应变 7
1.8 材料力学的研究方法 8
复习思考题 9
习题 10
第2章 材料的力学性能 11
2.1 低碳钢的拉伸力学性能 11
2.1.1 拉伸曲线与应力一应变曲线 11
2.1.2 材料的力学性能 14
2.2 其他塑性材料拉伸时的力学性能 15
2.3 铸铁拉伸时的力学性能 15
2.4 低碳钢和铸铁的压缩试验 16
2.5 低碳钢和铸铁的扭转试验 17
2.5.1 低碳钢扭转试验 17
2.5.2 铸铁扭转试验 18
2.6 温度、时间及加载速率对材料力学性能的影响 18
2.6.1 短期静载下温度对材料力学性能的影响 18
2.6.2 高温下时间对材料力学性能的影响 18
2.6.3 加载速率对材料力学性能的影响 19
复习思考题 19
习题 20
第3章 杆件的内力 21
3.1 确定内力的截面法 21
3.2 轴向受力杆件的内力 22
*3.3 轴向分布力集度与轴力的关系 26
3.4 受扭杆件（轴）的内力 28
*3.5 分布力偶矩集度与扭矩的关系 30
3.6 受弯杆件（梁）的内力 31
3.6.1 梁的剪力和弯矩 33
3.6.2 梁的剪力方程和弯矩方程 剪力图和弯矩图 35
3.7 横向分布力集度与剪力、弯矩的关系 38
3.8 叠加原理作弯矩图 45
3.9 静定平而刚架和曲杆的内力 46
3.10 组合变形时杆件的内力 48
3.10.1 两相互垂直平面内的弯曲 49
3.10.2 拉伸（压缩）与弯曲 50
3.10.3 扭转和弯曲的组合 54
3.10.4 拉伸和扭转的组合 54
3. 0.5 拉伸、扭转和弯曲的组合 55
复习思考题 56
习题 58
第4章 杆件的应力 64
4.1 轴向拉伸和压缩杆件的应力 64
4.2 应力集中、圣维南(Saint-Venant)原理 67
4.3 扭转杆件的应力 68
4.3.1 圆轴扭转的应力 68
4.3.2 切应力互等定理 73
4.3.3 非圆截面扭转简介 73
4.4 纯弯曲梁的应力 76
4.4.1 纯弯曲梁的正应力 76
4.4.2 梁弯曲时截面的几何量计算 79
4.5 横力弯曲梁的应力 81
4.5.1 横力弯曲梁的正应力 81
4.5.2 横力弯曲梁的切应力 83
*4.6 开口薄壁截面梁的切应力和弯曲中心 91
4.7 组合变形杆件的应力 94
4.7.1 两相互垂直平面内弯曲变形的应力 95
4.7.2 拉（压）弯组合变形的应力 97
4.7.3 扭转和弯曲的组合变形的应力 103
4.7.4 拉（压）扭组合变形的应力 104
4.7.5 拉伸、扭转和弯曲组合变形的应力 104
复习思考题 107
习题 110
第5章 杆件的变形和位移 124
5.1 杆的拉伸和压缩变形 124
5.2 圆轴的扭转变形 128
5.3 梁的弯曲变形 130
5.3.1 挠度和转角 130
5.3.2 挠曲线近似微分方程 131
5.3.3 积分法求弯曲变形 131
5.3.4 叠加法求弯曲变形 137
5.4 组合变形杆件的位移 141
5.4.1 斜弯曲梁的位移 141
5.4.2 拉（压）弯组合变形的位移 141
5.4.3 弯曲、扭转组合变形的位移 143
5.5 能量法求杆件的位移 144
5.5.1 能量法概述和应变能计算 144
5.5.2 功的互等定理，位移互等定理 148
5.5.3 莫尔定理及图乘法 148
复习思考题 155
习题 158
第6章 简单超静定问题 168
6.1 静定与超静定系统 168
6.2 变形比较法解简单超静定问题 170
6.2.1 拉伸（压缩）超静定问题 170
6.2.2 扭转超静定问题 176
*6.2.3 薄壁杆件的自由扭转 178
6.2 .4 弯曲超静定问题 182
6.3 能量法解起静定问题 185
6.3.1 莫尔定理解超静定问题 185
6.3.2 图乘法解超静定问题 187
6.3.3 力法解超静定问题 188
6.4 对称和反对称特性的应用 194
复习思考题 198
习题 199
第7章 应力分析和应变分析 204
7.1 应力状态的概念 204
7. 2 平面应力状态分析的解析法 206
7.2.1 应力分量和方向角的符号规定 206
7.2.2 任意方向面上的应力 207
7.2.3 主应力与最大切应力 208
7.3 平面应力状态分析的图解法 211
7.3.1 应力圆（莫尔圆）方程 211
7.3.2 应力圆的画法 212
7.3.3 应力圆上的点与单元体面上的应力的对应关系 212
7.3.4 应力圆的应用 213
7.4 三向应力状态 216
7.5 复杂应力状态下的应力应变关系 218
7.5.1 广义胡克定律 218
7.5.2 体积胡克定律 219
7.6 复杂应力状态的应变能密度 223
*7.7 平面应变状态分析 224
7.7.1 任意方向的应变 225
7.7.2 主应变的数值与方向 226
7.7.3 应变的测量与应力计算 227
7.8 几种组合变形的主应力分析 228
7.8.1 弯曲和扭转组合变形的主应力 228
7.8.2 拉伸和扭转组合变形的主应力 229
7.8.3 拉伸、弯曲和扭转组合变形的主应力 230
复习思考题 234
习题 237
第8章 压杆的稳定性 245
8.1 两类稳定性问题 245
8.2 细长压杆的临界压力 247
8.2.1 两端铰支细长压杆的临界压力 247
8.2.2 其他支座下细长压杆的临界压力 249
8.3 压杆的临界应力和经验公式 253
8.3.1 临界应力 253
8.3.2 欧拉会式的适用范围 253
8.3.3 临界应力的经验公式 254
复习思考题 259
习题 260
第9章 动荷载与交变应力 265
9.1 构件变速运动时的应力与变形 265
9.1.1 构件匀加速平移时的应力与变形 265
9.1.2 构件定轴转动时的应力与变形 266
9.2 冲击荷载作用下构件的应力与变形 269
9.2.1 垂直冲击 270
9.2.2 水平冲击 275
9.2.3 突然制动引起的冲击 276
9.2.4 降低冲击影响的措施 279
9.3 交变应力和疲劳强度 280
9.3.1 交变应力和疲劳破坏特征 280
9.3.2 材料的疲劳试验与持久极限 282
9.3.3 构件的持久极限及影响因素 284
9.3.4 提高构件疲劳强度的措施 285
复习思考题 286
习题 286
第10章 杆件的失效准则与安全设计 294
10.1 杆件的失效与设计的基本思想 294
10.2 强度失效与强度条件 294
10.3 强度理论的概念 296
10.4 常用的四种强度理论 296
10.4.1 最大拉应力理论（第一强度理论） 296
10.4.2 最大伸长线应变理论（第二强度理论） 297
10.4.3 最大切应力理论（第三强度理论） 297
10.4.4 畸变能密度理论（第四强度理论） 298
10.4.5 相当应力 299
10.5 强度设计 301
10.5.1 杆件的强度设计 301
10.5.2 连接件强度的工程计算 310
10.6 刚度设计 314
10.7 压杆稳定设计 317
*10.8 疲劳强度设计简介 319
10.9 杆件综合设计应用 320
10.10 提高杆件强度、刚度和稳定性的一些措施 328
10.10.1 选用合理的截面形状 329
10.10.2 合理安排杆件的受力情况 330
10.10.3 合理选用材料 331
复习思考题 332
习题 334
附录A 截面的几何性质 344
附录B 型钢表 357
习题答案 370
参考文献 382

精彩书摘

　　第1章  材料力学概述
　　组成结构或机械的零部件，如建筑物的梁和柱、旋转机械的轴等，常统称为构件。制造构件的工程材料种类繁多，但一般都是固体。在力作用下，固体会发生尺寸和形状的变化，这种变化称为变形。因此，构件一般都是变形固体。材料力学就是研究变形固体在力作用下的变形规律和构件能否安全工作的一门科学。
　　1．1  材料力学的性质和任务
　　材料力学研究的构件可看成是由一根杆件或由几根杆件组成的结构。构件在力的作用下会发生变形过大甚至发生断裂破坏而失效。为了使制造的工程构件能够正常工作，构件的设计必须满足下面三个基本要求：
　　（1）强度  构件不发生破坏（断裂或失效），即具备足够的抵抗破坏的能力；
　　（2）刚度  构件不产生过大的变形（不超出工程上的许可范围），即具备足够的抵抗变形的能力；
　　（3）稳定性  构件在微小的干扰下，不会改变原有的平衡状态，即具备足够的保持原有平衡状态的能力。
　　强度、刚度、稳定性是构件设计必须满足的条件，随不同工况、不同结构，三个方面会有所侧重或兼而有之。显然，改变构件的形状和尺寸、选用优质材料等措施，可以提高构件安全工作的能力，但若片面追求构件的承载能力和安全性，不恰当地改变构件形状和尺寸或选用优质材料，将会增加构件的重量和制造成本，所以安全性与经济性常常是矛盾的。材料力学就是要合理地解决这对矛盾。
　　材料力学的任务可概括为：①研究构件的受力、变形和失效的规律；②为设计既经济又安全的构件，提供强度、刚度和稳定性方面的基本理论和计算方法。任务的前者是后者的理论基础，后者则是前者的工程应用。
　　材料力学还在基本概念、基本理论和基本方法方面为变形固体力学、实验力学、机械设计和结构设计等课程奠定基础，是机械、结构类专业必备的基础知识。
　　1．2  材料力学的基本假设
　　理论力学是讨论物体在力作用下整体产生的运动规律，称为外效应，因此将研究对象视为刚体，在刚体内部各质点之间保持相对位置不变，所以物体受力过程中其形状和尺寸都不改变（即不变形）。
　　材料力学研究的是变形固体，在力作用下，物体内部各质点间的位置发生改变，产生内力，引起物体尺寸和形状的改变，即变形，这称为内效应。因此，即使构件由于约束不允许有总体上的刚性移动，但未被约束的部分仍将有空间位置上的变化，这就是变形固体具有的特点。
　　……

前言/序言

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