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序 1

前言 1

第1章 绪论 1

1.1 材料力学教学内容的改革与发展 1

1.2 面向能力培养的材料力学 2

1.3 材料力学的基本假设 4

1.4 线性弹性定律由发现到完善 5

1.5 Maple软件介绍 7

1.6 教学内容的安排 9

第一篇 基本篇 13

第2章 截面几何性质 13

2.1 静矩与形心 13

2.2 极惯性矩、惯性矩和惯性积 14

2.3 平行移轴公式 17

2.4 转轴公式与主惯性矩 18

2.5 例题编程 20

第3章 材料的力学性能 应力 应变关系 27

3.1 外力和内力 27

3.2 变形与位移 29

3.3 应力和应变 30

3.4 材料拉伸时的力学性能 33

3.5 材料拉压力学性能的进一步研究 38

3.6 许用应力与强度条件 40

3.7 拉压与剪切应变能密度 42

3.8 例题编程 43

第4章 轴向拉压 46

4.1 拉压杆的内力 46

4.2 拉压杆的应力 47

4.3 应力集中的概念 51

4.4 拉压杆的变形 52

4.5 拉压超静定问题 54

4.6 例题编程 55

第5章 剪切和挤压 67

5.1 联接 67

5.2 剪切的实用计算 68

5.3 挤压的实用计算 68

5.4 焊接缝应力的实用计算方法 69

5.5 例题编程 70

第6章 扭转 74

6.1 扭矩 74

6.2 圆轴扭转横截面上的切应力 75

6.3 圆轴扭转强度条件 79

6.4 圆轴扭转刚度条件 80

6.5 非圆截面轴的扭转 82

6.6 薄壁杆的扭转 84

6.7 密圈螺旋弹簧 85

6.8 例题编程 86

第7章 弯曲内力 94

7.1 梁的约束与类型 94

7.2 剪力与弯矩 95

7.3 剪力、弯矩与载荷集度间的微分关系 97

7.4 刚架与曲梁的内力 99

7.5 例题编程 100

第8章 弯曲应力 109

8.1 弯曲正应力 109

8.2 弯曲切应力 113

8.3 例题编程 118

第9章 弯曲变形（一） 123

9.1 直接积分法 123

9.2 叠加法 126

9.3 力矩-面积法 130

9.4 梁的刚度条件 130

9.5 例题编程 131

第10章 应力与应变分析 138

10.1 一点的应力状态及其分类 138

10.2 平面应力状态分析 139

10.3 空间应力状态的最大应力 143

10.4 平面应变状态分析 145

10.5 广义郑玄-胡克定律 149

10.6 例题编程 152

第11章 强度理论 160

11.1 材料破坏形式和强度理论的概念 160

11.2 空间应力状态下的应变能密度 161

11.3 典型的强度理论 162

11.4 强度理论的应用 168

11.5 例题编程 170

第12章 组合变形 174

12.1 组合变形与叠加原理 174

12.2 拉伸或压缩与弯曲的组合 174

12.3 偏心压缩与截面核心 175

12.4 弯扭组合与弯拉（压）扭组合 177

12.5 例题编程 179

第13章 压杆稳定（一） 186

13.1 中心受压细长直杆临界力的欧拉公式 186

13.2 欧拉公式的使用范围临界应力总图 189

13.3 压杆的稳定条件与合理设计 191

13.4 例题编程 193

第14章 动载荷 200

14.1 考虑惯性力时构件的动应力计算 200

14.2 强迫振动时的应力计算 202

14.3 冲击应力分析 205

14.4 例题编程 208

第15章 交变应力 214

15.1 疲劳失效与交变应力的特征 214

15.2 材料的疲劳极限 216

15.3 构件的疲劳极限 217

15.4 循环应力下的疲劳强度计算 221

15.5 例题编程 223

第16章 能量方法（一） 228

16.1 外力功与应变能的一般表达式 228

16.2 变形体的虚功原理 230

16.3 单位载荷法 232

16.4 图乘法 234

16.5 例题编程 236

第二篇 提高篇 244

第17章 弯曲变形（二） 244

17.1 初参数法 244

17.2 待定系数法 245

17.3 共轭梁法 246

17.4 奇异函数法 249

17.5 有限差分法 252

17.6 例题编程 254

第18章 能量方法（二） 264

18.1 互等定理 264

18.2 卡氏定理 265

18.3 梁的横向剪切效应 267

18.4 用能量法求压杆的临界载荷 268

18.5 例题编程 270

第19章 非对称弯曲与特殊梁 275

19.1 非对称弯曲正应力 275

19.2 开口薄壁梁的弯曲切应力 277

19.3 弯曲中心 278

19.4 复合梁和夹层梁 280

19.5 例题编程 282

第20章 超静定结构 286

20.1 超静定结构的概念 286

20.2 用力法解超静定结构 287

20.3 对称及反对称性质的利用 289

20.4 超静定刚架空间受力分析 290

20.5 例题编程 291

第21章 压杆稳定（二） 297

21.1 纵横弯曲 297

21.2 压杆设计的直接法 298

21.3 压杆稳定问题的有限差分法 300

21.4 例题编程 301

第三篇 扩展篇 310

第22章 杆件的塑性变形 310

22.1 拉压杆弹塑性分析 310

22.2 轴向拉压超静定问题的极限载荷 311

22.3 圆轴的极限扭矩 312

22.4 梁的极限弯矩 312

22.5 梁的极限载荷 314

22.6 例题编程 315

第23章 有限单元法 322

23.1 轴向受拉压杆件的刚度方程 322

23.2 受拉压杆件的坐标变换 325

23.3 受扭杆件的刚度方程 329

23.4 受弯杆件的刚度方程 329

23.5 梁单元的中间载荷 330

23.6 例题编程 331

第24章 加权残值法 343

24.1 加权残值法的基本概念 343

24.2 加权残值法的基本方法 344

24.3 加权残值法的试函数 348

24.4 例题编程 349

第25章 结构优化设计 355

25.1 结构设计由艺术到科学的发展 355

25.2 结构优化设计的概念 357

25.3 Matlab优化工具箱 358

25.4 例题编程 358

第26章 可靠性设计 367

26.1 可靠性设计的基本概念 367

26.2 载荷和材料性能服从正态分布时的可靠度计算 370

26.3 按可靠性标准的结构优化设计 371

26.4 随机非线性规划 372

26.5 例题编程 374

附录 型钢表 380

参考文献 393