材料力学

目录

<div clasook-detail-content">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      
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      
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      
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      
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      
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      
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      
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      
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      
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      
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 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      
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 杆件的外和弹性变形能 189      
12.3.1 轴向拉压杆的外和应变能 190      
12.3.2 圆轴扭转时的外和应变能 190      
12.3.3 梁弯曲时的外和应变能 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      
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      
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      
231      
部分案 233      
参考文献 240      
附录 型钢表 241      
附录A 热轧等边角钢（GB 9787—1988） 241      
附录B 热轧不等边角钢（GB 9788—1988） 244      
附录C 热轧普通槽钢（GB 707—1988） 246      
附录D 热轧普通工字钢（GB 706—1988） 247      
中英文对照 249

 第1章绪论
1.1材料力学的研究内容及任务
工程中的机器设备和建筑结构的各个组成部分，称为构件(member)，如车床中的轴、齿轮，以及建筑结构中的立柱、大梁、屋顶等都是构件。构件都是由一些固体材料(如钢、铁、木材、混凝土等)制成，它在力的作用下形状和尺寸将发生改变，称为变形(deformation)。而将这种构件称为变形固体(deformable body)。构件上作用力较小时，构件将产生能够恢复的弹性变形；如果构件上作用的力过大，构件将产生不可恢复的塑性变形，丧失正常工作能力，这种现象称为失效(failure)或破坏。材料力学就是研究变形固体在外力作用下的变形与失效的学科。它是固体力学的入门课程。
1.材料力学的研究内容
为了保证构件能安全工作，构件应有足够的承载能力，即必须具备足够的强度、刚度和稳定性等能力。材料力学的研究内容主要是研究构件的强度、刚度和稳定性问题。
(1)强度(strength)是指构件抵抗塑性变形或破坏的能力。因强度不够而失效的现象称为强度失效。如钢缆承载过大产生明显的塑性变形、变长、变细，甚至断裂，高压容器和管道在压力过大时爆裂等。
(2)刚度(stifness)是指构件抵抗变形的能力。构件要正常安全工作，不但有足够的强度，还不允许产生过量的弹性变形，同样要具备足够的刚度。因刚度不够而失效的现象称为刚度失效。如变速箱里的齿轮轴，若变形过大（图1-1(a))将使轴上的齿轮啮合不良，并引起轴承的不均匀磨损(图1-1(b))。又如机床主轴，即使它具有足够强度，如果变形过大，也会影响工件的加工精度。摇臂钻床工作时，立柱变形过大将导致钻孔不正而影响加工精度，并使钻床振动加剧，影响孔的表面光洁度（图1-2）。建筑物变形过大会使门窗卡住。
(3）稳定性（stability)是指构件保持原有的平衡形态的能力。如果构件丧失了原有的平衡形态，称为失稳，稳定性不够而失效的现象称为稳定性失效。如内燃机中的挺杆轴向受压过大时会夹然变弯（图1-3），对于这类构件，为了能正常工作必须保持原有的直线平衡形态：又如潜水疑下潜过深会由于极大的水压使艇身（薄壳）突然被压扁，导致沉没......

《材料力学》是根据高等工科院校本科材料力学课程基本要求（中多学