材料力學

《材料力學》是根據“材料力學課程教學基本要求(A類)”編寫的。內容包括緒論、軸向拉伸和壓縮、扭轉與剪切、彎曲內力、彎曲應力、彎曲變形、應力狀態和強度理論、組合變形、壓桿穩定、動載荷、交變應力、能量方法及附錄。附錄中有平面圖形的幾何性質、型鋼表。在各章後按內容順序安排一定數量的習題，書末附有習題參考答案。本書注重理論與工程實際相結合，在敍述和例題中力求通俗易懂。 《材料力學》主要作為高等工科院校應用型本科機械類各專業的材料力學教學用書，也可供其他工科專業師生和工程技術人員參考。 ^[1] 

第1章緒論 1

1.1材料力學的基本任務 1

1.2可變形固體及其基本假設 2

1.3外力及其分類 2

1.4內力和應力的概念 3

1.4.1內力 3

1.4.2應力 4

1.5變形與應變 5

1.6材料力學的研究對象及其幾何特徵 6

1.7杆件變形的基本形式 6

1.7.1軸向拉伸或壓縮 6

1.7.2剪切 7

1.7.3扭轉 7

1.7.4彎曲 7

本章小結 7

第2章軸向拉伸和壓縮 9

2.1軸向拉伸和壓縮的概念 9

2.2軸力和軸力圖 10

2.3拉(壓)杆內的應力 12

2.3.1拉(壓)杆橫截面上的應力 12

2.3.2拉(壓)杆斜截面上的應力 14

2.4拉(壓)杆的變形 15

2.4.1縱向線應變和橫向線應變 15

2.4.2胡克定律 16

2.5拉(壓)杆內的應變能 19

2.6材料在拉伸和壓縮時的力學性能 20

2.6.1材料在拉伸時的力學性能 20

2.6.2材料在壓縮時的力學性能 24

2.7許用應力與強度條件 25

2.7.1安全因數和許用應力 25

2.7.2強度條件 25

2.8拉伸(壓縮)的超靜定問題 28

2.8.1超靜定問題的概念 28

2.8.2拉(壓)杆超靜定問題的解法 28

2.8.3裝配應力和温度應力 30

2.9應力集中的概念 33

本章小結 35

習題 35

第3章扭轉與剪切 43

3.1扭轉的概念 43

3.2扭矩和扭矩圖 44

3.2.1外力偶矩的計算 44

3.2.2扭矩及扭矩圖 44

3.3剪切胡克定律與切應力互等定理 47

3.3.1薄壁圓筒扭轉時的切應力 47

3.3.2剪切胡克定律 48

3.3.3切應力互等定理 49

3.4圓軸扭轉時的應力與強度條件 49

3.4.1圓軸扭轉時橫截面上的應力 49

3.4.2圓軸扭轉的強度條件 52

3.5圓軸扭轉變形與剛度條件 53

3.5.1圓軸扭轉時的變形 53

3.5.2圓軸扭轉的剛度條件 54

3.6圓軸扭轉的超靜定問題 55

3.7矩形截面杆的扭轉應力與變形 57

3.8剪切和擠壓的實用計算 59

3.8.1剪切的概念 59

3.8.2剪切的實用計算 60

3.8.3擠壓的實用計算 61

本章小結 63

習題 64

第4章彎曲內力 69

4.1彎曲的概念及梁的計算簡圖 69

4.1.1彎曲的概念 69

4.1.2梁的計算簡圖 70

4.2剪力和彎矩 72

4.3剪力方程和彎矩方程·剪力圖和

彎矩圖 74

4.4載荷集度、剪力和彎矩間的微分

關係及其應用 78

4.4.1載荷集度、剪力和彎矩間的

微分關係 78

4.4.2作剪力圖和彎矩圖的

簡易方法 80

4.5用疊加原理作梁的彎矩圖 82

4.6平面剛架和曲杆的彎曲內力 84

本章小結 86

習題 86

第5章彎曲應力 92

5.1彎曲時梁橫截面上的正應力 92

5.1.1純彎曲和橫力彎曲的概念 92

5.1.2純彎曲時梁橫截面上的

正應力 93

5.1.3橫力彎曲時梁橫截面上的

正應力 97

5.2彎曲時梁橫截面上的切應力 99

5.2.1矩形梁橫截面上的切應力 99

5.2.2工字形截面梁 102

5.2.3其他形狀截面梁 103

5.3梁的強度條件 104

5.3.1彎曲正應力強度條件 104

5.3.2彎曲切應力強度條件 106

5.4提高彎曲強度的措施 108

5.4.1減小最大彎矩值 108

5.4.2選擇合理的截面形狀 109

5.4.3採用變截面梁或等強度梁 111

5.5彎曲中心的概念 112

本章小結 114

習題 114

第6章彎曲變形 119

6.1彎曲變形的概念 119

6.2梁的撓曲線近似微分方程 119

6.3積分法求梁的彎曲變形 121 ^[2] 

6.4疊加法求梁的彎曲變形 126

6.5梁的剛度條件 131

6.6提高梁剛度的措施 132

6.6.1選擇合理的截面形狀，

增大梁的彎曲剛度EI 132

6.6.2合理選用載荷類型，改善梁的

結構佈局減少跨長 132

6.7簡單超靜定梁 133

本章小結 137

習題 137

第7章應力狀態和強度理論 142

7.1概述 142

7.2平面應力狀態下的應力分析 144

7.2.1斜截面方位角和應力分量的

正負號約定 144

7.2.2平面應力狀態分析——

解析法 145

7.2.3平面應力分析——

圖解法(應力圓) 148

7.3空間應力狀態的概念 152

7.3.1空間應力狀態的一般形式 152

7.3.2三向應力狀態及應力圓 153

7.3.3三向應力狀態中最大切應力

及其方位 154

7.4廣義胡克定律 155

7.4.1一般空間應力狀態下的

廣義胡克定律 155

7.4.2特殊應力狀態下的廣義

胡克定律 156

7.4.3材料彈性常數之間的關係 157

7.4.4各向同性材料的體應變 157

7.5平面應變狀態及應變測量 158

7.5.1任意方向的應變 159

7.5.2主應變及其方向 160

7.5.3應變的測量 161

7.6空間應力狀態下的應變能密度 163

7.7強度理論及應用 164

7.7.14種常用強度理論 164

7.7.2強度理論的應用 167

本章小結 170

習題 171

第8章組合變形 176

8.1組合變形的概念 176

8.2斜彎曲 177

8.2.1斜彎曲橫截面上正應力及

強度條件 177

8.2.2斜彎曲中性軸位置 179

8.2.3斜彎曲的變形 179

8.3拉伸(壓縮)與彎曲的組合 180

8.3.1橫向力與軸向力共同作用 180

8.3.2偏心拉伸(壓縮) 182

8.4扭轉與彎曲的組合 185

本章小結 188

習題 188

第9章壓桿穩定 195

9.1壓桿穩定的概念 195

9.2細長壓桿的臨界壓力 197

9.2.1兩端鉸支細長壓桿的

臨界壓力 197

9.2.2其他支承形式下細長壓桿的

臨界壓力 198

9.3歐拉公式的適用範圍 200

9.3.1臨界應力 200

9.3.2歐拉公式的適用範圍 200

9.3.3臨界應力的經驗公式 201

9.4壓桿的穩定計算 202

9.5提高壓桿穩定性的措施 204

本章小結 205

習題 205

第10章動載荷 208

10.1概述 208

10.2用動靜法求應力和變形 208

10.2.1等加速直線運動時構件的

應力計算 208

10.2.2等角速度轉動時構件的

應力計算 210

10.3杆件受衝擊時的應力和變形 212

10.4衝擊韌性 215

10.5提高杆件抗衝擊載荷能力的措施 217

本章小結 218

習題 218

第11章交變應力 222

11.1概述 222

11.2交變應力的循環特徵、應力幅和

平均應力 224

11.3材料的持久極限及影響因素 225

11.3.1材料的持久極限 225

11.3.2影響持久極限的因素 226

11.4對稱循環交變應力下構件的

疲勞強度計算 230

11.5持久極限曲線 232

11.6非對稱循環下構件的疲勞強度

計算 233

11.7彎扭組合交變應力的強度計算 236

11.8提高構件疲勞強度的措施 238

本章小結 240

習題 240

第12章能量方法 244

12.1概述 244

12.2杆件應變能的計算 244

12.2.1軸向拉伸或壓縮 244

12.2.2扭轉 245

12.2.3彎曲 246

12.2.4應變能的普遍表達式 246

12.3互等定理 247

12.4卡氏定理 249

12.5單位荷載法莫爾積分 251

12.6圖乘法 253

本章小結 256

習題 257

附錄A平面圖形的幾何性質 260

附錄B型鋼表 273

附錄C習題參考答案 286

參考文獻 296 ^[2]