本书是根据教育部高等工科院校本科材料力学课程基本要求(中多学时)及教育部高等工科院校力学课程教学指导委员会面向21世纪工科力学课程教学改革的要求编写而成。该书阐述了材料力学的基础理论和方法,注重与工程实际相结合,通过大量例题深入浅出地阐述分析问题、解决问题的思路及方法。
全书共14章,内容包括:绪论、轴向拉伸与压缩、连接件的实用计算、扭转、弯曲内力、截面的几何性质、弯曲应力及弯曲强度、弯曲变形、应力状态及强度理论、组合变形、压杆稳定、能量法、动应力、交变应力,本书最后为附录和部分习题答案。
样章试读
目录
- 目录
第1章绪论1
1.1材料力学的研究内容及任务1
1.2变形固体的性质与基本假设3
1.3杆件的外力、内力与基本变形5
1.3.1外力5
1.3.2内力与截面法5
1.3.3内力分量与变形7
1.4杆件的应力8
1.5杆件的应变9
习题11
第2章轴向拉伸与压缩13
2.1拉压杆的内力13
2.1.1轴力的正负规定13
2.1.2轴力方程、轴力图13
2.2拉压杆的应力14
2.2.1横截面上的应力14
2.2.2斜截面上的应力15
2.2.3影响轴向拉(压)杆截面上应力的因素16
2.3材料在常温静载下的拉压力学性能18
2.3.1轴向拉伸和压缩试验18
2.3.2低碳钢拉伸时的力学性能20
2.3.3其他材料拉伸时的力学性能23
2.3.4材料在压缩时的力学性能24
2.4轴向拉压杆的强度问题25
2.4.1材料失效形式25
2.4.2许用应力和安全因数26
2.4.3强度条件和应用26
2.5轴向拉压杆的变形和位移28
2.5.1轴向变形28
2.5.2横向变形和泊松比29
2.5.3轴向拉压杆变形和位移计算30
2.6轴向拉压杆的超静定问题31
2.6.1静定和超静定的概念31
2.6.2超静定问题分析32
2.6.3超静定问题的特点33
习题35
第3章连接件的实用计算41
3.1引言41
3.2连接件的实用计算42
3.2.1剪切实用计算42
3.2.2挤压实用计算44
习题47
第4章扭转50
4.1引言50
4.2扭矩和扭矩图50
4.2.1外力偶矩的计算50
4.2.2轴的扭矩51
4.2.3扭矩图51
4.3圆轴扭转的应力分析52
4.3.1圆轴扭转的应变和应力的特点52
4.3.2等直圆轴横截面上的应力54
4.4圆轴扭转的强度问题56
4.4.1扭转失效和极限应力56
4.4.2圆轴扭转强度计算57
4.5圆轴扭转的变形和刚度问题58
4.5.1圆轴扭转的变形58
4.5.2圆轴扭转刚度条件59
*4.6非圆截面杆的扭转61
4.6.1引言61
4.6.2矩形截面杆的自由扭转61
习题62
第5章弯曲内力66
5.1引言66
5.1.1弯曲的概念66
5.1.2梁的计算简图及分类67
5.2梁的内力——剪力和弯矩67
5.3剪力方程、弯矩方程、剪力图和弯矩图70
5.4载荷集度、剪力和弯矩的关系75
*5.5静定平面刚架和曲杆的内力图77
5.5.1静定平面刚架和静定平面曲杆77
5.5.2静定平面刚架和静定平面曲杆的内力图78
习题79
第6章截面的几何性质84
6.1静矩和形心84
6.1.1截面的静矩84
6.1.2截面的形心84
6.2惯性矩、惯性积、极惯性矩和惯性半径85
6.2.1截面的惯性矩、惯性积和极惯性矩85
6.2.2截面的惯性半径87
6.3平行移轴公式87
*6.4转轴公式、主惯性轴和主惯性矩89
6.4.1惯性矩和惯性积的转轴公式89
6.4.2截面的主惯性轴和主惯性矩90
习题91
第7章弯曲应力及弯曲强度93
7.1纯弯曲时梁的正应力93
7.1.1平面假设与变形几何关系93
7.1.2物理关系94
7.1.3静力关系94
7.2横力弯曲时梁的正应力及弯曲强度问题95
7.3弯曲切应力及强度条件98
7.3.1矩形截面梁98
7.3.2工字形截面梁100
7.3.3圆形及薄壁圆环截面梁101
7.3.4弯曲切应力强度条件102
*7.4非对称截面梁的平面弯曲、开口薄壁截面的弯曲中心105
7.4.1非对称截面梁的平面弯曲105
7.4.2开口薄壁截面的弯曲中心106
7.5提高梁弯曲强度的措施108
7.5.1合理布置载荷和支座108
7.5.2合理选择梁的横截面109
7.5.3合理利用材料的力学性能.等强度梁109
习题111
第8章弯曲变形117
8.1引言117
8.2梁的挠曲线近似微分方程118
8.3积分法求梁的位移119
8.4叠加法求梁的位移122
8.5简单超静定梁127
8.6梁的刚度条件与提高梁刚度的措施130
8.6.1梁的刚度条件130
8.6.2提高梁的刚度措施131
习题132
第9章应力状态及强度理论136
9.1应力状态概述136
9.1.1一点的应力状态136
9.1.2单元体136
9.1.3应力状态分析的意义138
9.1.4应力状态的分类138
9.2平面应力状态分析139
9.2.1解析法140
9.2.2应力圆法140
9.2.3主平面和主应力的确定141
9.3空间应力状态分析143
9.4广义胡克定律145
9.4.1平面应力状态下的胡克定律145
9.4.2空间应力状态下的胡克定律145
9.4.3体积胡克定律146
9.5复杂应力状态下的应变能147
9.5.1应变能的概念147
9.5.2复杂应力状态下的应变能密度148
9.5.3体积改变能密度和畸变能密度148
9.6强度理论148
9.6.1强度理论的概念148
9.6.2四种常用的强度理论149
9.6.3莫尔强度理论150
9.6.4强度理论的应用151
习题153
第10章组合变形156
10.1组合变形概述156
10.2斜弯曲157
10.2.1斜弯曲正应力分析157
10.2.2斜弯曲正应力强度计算158
10.2.3合成弯矩159
10.3拉伸或压缩与弯曲组合变形160
10.3.1拉压与弯曲组合变形160
10.3.2偏心拉伸或压缩161
10.3.3截面核心162
10.4弯曲与扭转组合变形163
习题168
第11章压杆稳定172
11.1压杆稳定概述172
11.2细长压杆的临界压力分析174
11.2.1两端铰支细长压杆的临界压力174
11.2.2其他支座条件下压杆的临界压力176
11.3压杆的临界应力178
11.3.1大柔度杆的临界应力178
11.3.2中小柔度杆的临界应力179
11.4压杆的稳定计算181
11.4.1安全因数法181
*11.4.2折减系数法184
11.5提高压杆稳定性的措施184
习题185
第12章能量法188
12.1引言188
12.2广义力和广义位移188
12.3杆件的外力功和弹性变形能189
12.3.1轴向拉压杆的外力功和应变能190
12.3.2圆轴扭转时的外力功和应变能190
12.3.3梁弯曲时的外力功和应变能190
12.3.4组合变形杆件的应变能192
12.4莫尔定理194
12.5卡氏定理199
12.6互等定理204
习题205
第13章动应力210
13.1概述210
13.2构件平移或转动时的动应力210
13.2.1构件平移时的动应力210
13.2.2构件转动时的动应力211
13.3受冲击时构件的应力212
13.3.1冲击的特点和力学模型212
13.3.2冲击应力213
13.4提高构件抗冲击能力的措施216
习题217
第14章交变应力219
14.1交变应力概述219
14.2金属的疲劳破坏220
14.3材料的持久极限及其测定221
14.4影响构件持久极限的主要因素222
14.4.1构件外形引起的应力集中的影响223
14.4.2构件尺寸大小的影响224
14.4.3构件表面加工质量的影响224
14.5构件的疲劳强度计算225
14.5.1对称循环下构件的强度校核225
14.5.2非对称循环下构件的强度校核226
14.5.3弯扭组合交变下构件的强度计算229
14.6提高构件疲劳强度的措施230
14.6.1减小应力集中230
14.6.2提高表面加工质量231
14.6.3提高表面强度231
习题231
部分习题答案233
参考文献240
附录型钢表241
附录A热轧等边角钢(GB9787—1988)241
附录B热轧不等边角钢(GB9788—1988)244
附录C热轧普通槽钢(GB707—1988)246
附录D热轧普通工字钢(GB706—1988)247
中英文对照249