本书依据教学大纲编写而成,适合普通高等学校70~90学时材料力学课程的教学。
本书共十五章,内容包括绪论、轴向拉伸与压缩、剪切的实用计算、扭转、截面几何性质、弯曲内力、弯曲应力、弯曲变形、应力及应变状态、强度理论、组合变形的强度计算、压杆稳定、能量法、动荷载、疲劳强度计算。各章均附有小结、思考题、习题,书后附有部分习题的参考答案;并在附录中附有材料力学自测题,便于学生的学习及自我检测。
本书主要用作普通高等院校土建类专业的材料力学教材,也可作为机械、水利、冶金等专业的教材及相关工程技术人员的参考书。
样章试读
目录
- 第一章 绪论
1.1 材料力学的任务与研究对象
1.1.1 材料力学的任务
1.1.2 材料力学的研究对象
1.2 材料力学的基本假设
1.3 外力及其分类
1.4 内力与应力
1.4.1 内力及截面法
1.4.2 应力
1.5 位移、变形与应变
1.5.1 位移与变形
1.5.2 应变
1.6 杆件变形的基本形式
小结
思考题
习题
第二章 轴向拉伸与压缩
2.1 概述
2.2 轴力与轴力图
2.2.1 轴力
2.2.2 轴力图
2.3 拉压杆的应力
2.3.1 拉压杆横截面上的应力
2.3.2 拉压杆斜截面上的应力
2.3.3 圣维南原理
2.4 材料在拉伸与压缩时的力学性能
2.4.1 拉伸试验与应力-应变图
2.4.2 低碳钢拉伸的力学性能
2.4.3 冷作硬化
2.4.4 材料的塑性指标
2.4.5 其他材料拉伸时的力学性能
2.4.6 材料压缩时的力学性能
2.4.7 塑性材料与脆性材料力学性能的比较
2.5 拉压杆的强度计算
2.5.1 失效与许用应力
2.5.2 强度条件
2.6 拉压杆的变形及刚度计算
2.6.1 拉压杆的纵向变形与胡克定律
2.6.2 拉压杆的横向变形与泊松比
2.7 应力集中的概念
2.7.1 应力集中
2.7.2 应力集中对构件强度的影响
2.8 简单拉压超静定问题
2.8.1 超静定问题的提出及其解决方法
2.8.2 温度应力
2.8.3 装配应力
小结
思考题
习题
第三章 剪切的实用计算
3.1 概述
3.2 剪切的实用计算
3.2.1 内力计算
3.2.2 切应力计算
3.2.3 剪切强度条件
3.3 挤压的实用计算
3.3.1 挤压应力
3.3.2 挤压强度条件
小结
思考题
习题
第四章 扭转
4.1 概述
4.2 外力偶矩及扭矩
4.2.1 外力偶矩的计算
4.2.2 扭矩与扭矩图
4.3 薄壁圆筒的扭转
4.3.1 薄壁圆筒扭转时横截面上的应力
4.3.2 切应力互等定理
4.3.3 剪切胡克定律
4.4 圆轴扭转应力及强度计算
4.4.1 圆轴扭转时横截面上的应力
4.4.2 圆轴扭转强度条件
4.5 圆轴扭转变形及刚度计算
4.5.1 圆轴扭转变形
4.5.2 圆轴扭转刚度条件
4.6 简单超静定轴
4.7 矩形截面轴自由扭转
4.8 薄壁截面杆自由扭转
4.8.1 开口薄壁杆件
4.8.2 闭口薄壁杆件
小结
思考题
习题
第五章 截面几何性质
5.1 概述
5.2 静矩与形心
5.2.1 截面的静矩
5.2.2 截面的形心
5.3 极惯性矩
5.3.1 截面的极惯性矩
5.3.2 圆截面的极惯性矩
5.4 惯性矩及其平移公式
5.4.1 截面的惯性矩
5.4.2 矩形及圆截面的惯性矩
5.4.3 惯性半径
5.4.4 惯性矩平行移轴公式
5.5 惯性积及其平移公式
5.5.1 惯性积
5.5.2 惯性积平行移轴公式
5.6 转轴公式与主惯性矩
5.6.1 转轴公式
5.6.2 主轴与主惯性矩
小结
思考题
习题
第六章 弯曲内力
6.1 概述
6.1.1 问题的提出与工程实例
6.1.2 梁的支座类型及支座反力
6.1.3 梁的分类
6.2 剪力与弯矩
6.2.1 剪力与弯矩的概念
6.2.2 剪力、弯矩的正负号规定
6.3 剪力、弯矩方程与剪力、弯矩图
6.3.1 剪力方程与弯矩方程
6.3.2 剪力图与弯矩图
6.4 剪力、弯矩与荷载集度之间的关系
6.4.1 剪力、弯矩与荷载集度之间的微分关系
6.4.2 用微分关系画剪力图、弯矩图
6.4.3 剪力、弯矩与荷载集度之间的积分关系
6.5 平面刚架与曲梁内力
6.5.1 刚架内力
6.5.2 曲梁内力
小结
思考题
习题
第七章 弯曲应力
7.1 概述
7.2 弯曲正应力
7.2.1 纯弯曲正应力
7.2.2 横力弯曲正应力
7.2.3 最大弯曲正应力
7.3 弯曲切应力
7.3.1 矩形截面梁的弯曲切应力
7.3.2 工字形截面梁的弯曲切应力
7.3.3 圆形截面与圆环形截面梁的弯曲切应力
7.4 梁的强度计算
7.4.1 弯曲正应力强度条件
7.4.2 弯曲切应力强度条件
7.5 梁的合理强度设计
7.6 非对称截面梁的平面弯曲与弯曲中心概念
7.6.1 非对称截面梁的平面弯曲
7.6.2 开口薄壁杆件的弯曲中心
7.7 两种材料的组合梁
小结
思考题
习题
第八章 弯曲变形
8.1 概述
8.1.1 工程中的弯曲变形问题
8.1.2 挠度与转角
8.2 挠曲线的近似微分方程
8.3 计算梁位移的积分法
8.3.1 转角方程与挠度方程
8.3.2 边界条件与连续条件
8.4 计算梁位移的叠加法
8.5 梁的刚度计算及合理刚度设计
8.5.1 梁的刚度条件
8.5.2 梁的合理刚度设计
8.6 简单超静定梁
小结
思考题
习题
第九章 应力及应变状态
9.1 概述
9.1.1 应力状态的概念
9.1.2 一点应力状态的描述
9.2 平面应力状态应力分析的解析法
9.2.1 平面应力状态有关约定
9.2.2 平面应力状态下任意斜截面的应力
9.2.3 平面应力状态的极值应力
9.2.4 主平面及主应力
9.3 平面应力状态应力分析的图解法
9.3.1 应力圆
9.3.2 应力圆的绘制
9.3.3 应力圆的应用
9.4 复杂应力状态的最大应力
9.4.1 三向应力圆
9.4.2 三向应力状态的最大应力
9.5 广义胡克定律
9.6 平面应变状态应变分析
9.6.1 任意方位的应变
9.6.2 主应变及其方向
9.6.3 应变的实测
小结
思考题
习题
第十章 强度理论
10.1 概述
10.2 四个常用的强度理论
10.2.1 最大拉应力理论(第一强度理论)
10.2.2 最大拉应变理论(第二强度理论)
10.2.3 最大切应力理论(第三强度理论)
10.2.4 畸变能理论(第四强度理论)
10.3 莫尔强度理论
10.4 强度理论的应用
10.4.1 相当应力
10.4.2 强度理论的选取
小结
思考题
习题
第十一章 组合变形的强度计算
11.1 概述
11.1.1 组合变形的概念
11.1.2 求解组合变形的一般方法
11.2 斜弯曲
11.2.1 斜弯曲的内力与位移
11.2.2 弯曲正应力分析
11.2.3 中性轴与最大弯曲正应力
11.3 拉伸(或压缩)与弯曲的组合变形
11.4 偏心压缩与截面核心
11.4.1 偏心压缩
11.4.2 截面核心的概念
11.5 弯曲与扭转的组合变形
11.5.1 弯曲与扭转组合变形的概念
11.5.2 弯曲与扭转组合变形的强度计算
11.5.3 拉伸(压缩)、扭转与弯曲的组合变形
小结
思考题
习题
第十二章 压杆稳定
12.1 概述
12.2 压杆临界荷载的欧拉公式
12.2.1 两端铰支细长压杆的临界荷载
12.2.2 其他支承形式下细长压杆的临界荷载
12.3 临界应力与临界应力总图
12.3.1 临界应力与柔度
12.3.2 欧拉公式的适用范围
12.3.3 临界应力的经验公式
12.3.4 临界应力总图
12.4 压杆稳定计算与合理设计
12.4.1 压杆稳定计算
12.4.2 压杆合理设计
小结
思考题
习题
第十三章 能量法
13.1 概述
13.2 外力功的计算
13.3 应变能的计算
13.3.1 杆件的应变能
13.3.2 应变能密度
13.3.3 复杂应力状态下的应变能密度
13.4 卡氏定理
13.4.1 卡氏定理的一般表达式
13.4.2 卡氏定理的应用
13.5 单位荷载法
小结
思考题
习题
第十四章 动荷载
14.1 概述
14.2 等加速运动杆件的应力分析
14.2.1 动静法
14.2.2 构件作等加速直线运动时的动应力计算
14.2.3 构件作等角速度转动时的动应力计算
14.3 冲击应力分析
14.3.1 用能量法分析冲击问题
14.3.2 自由落体对线性弹性体的冲击
14.3.3 等速水平运动物体对线性弹性体的冲击
14.3.4 其他形式的冲击问题
小结
思考题
习题
第十五章 疲劳强度计算
15.1 概述
15.1.1 交变应力的概念与实例
15.1.2 疲劳破坏的概念及特点
15.2 交变应力类型
15.2.1 交变应力的描述
15.2.2 交变应力的类型
15.3 材料的疲劳极限
15.3.1 疲劳极限的概念
15.3.2 疲劳试验与S-N曲线
15.4 影响构件疲劳极限的主要因素
15.5 对称循环应力下构件的疲劳强度计算
15.5.1 构件疲劳极限的确定
15.5.2 对称循环应力下构件的疲劳强度条件
15.6 非对称循环应力下构件的疲劳强度计算
15.6.1 非对称循环应力下构件的疲劳强度条件
15.6.2 弯扭组合交变应力下构件的疲劳强度条件
15.7 提高构件疲劳强度的措施
小结
思考题
习题
附录A 常用材料的力学性能
附录B 常见截面几何性质
附录C 简单荷载作用下梁的挠度与转角
附录D 型钢表
附录E 材料力学自测题
习题答案
主要参考文献