普通高等教育“十三五”规划教材 材料力学 第2版PDF电子书下载

第1章 材料力学基本概念 1

1.1 材料力学的任务和研究对象 1

1.1.1 强度、刚度和稳定性 1

1.1.2 材料力学的研究对象 2

1.2 材料力学的基本假设 2

1.2.1 连续性假设 2

1.2.2 均匀性假设 2

1.2.3 各向同性假设 2

1.2.4 小变形假设 3

1.3 外力、内力和应力 3

1.3.1 外力 3

1.3.2 内力和截面法 4

1.3.3 应力 5

1.4 位移、变形和应变 5

1.4.1 位移与变形 5

1.4.2 应变 5

1.5 杆件变形的基本形式 7

1.5.1 轴向拉伸或压缩 7

1.5.2 剪切 7

1.5.3 扭转 7

1.5.4 弯曲 7

习题 7

第2章 轴向拉伸和压缩 9

2.1 概述 9

2.2 轴力和轴力图 9

2.2.1 轴力 9

2.2.2 轴力图 10

2.3 拉压杆的应力 11

2.3.1 横截面上的应力 11

2.3.2 斜截面上的应力 12

2.3.3 圣维南原理 13

2.4 材料在拉伸和压缩时的力学性能 14

2.4.1 拉压试验简介 14

2.4.2 材料在拉伸时的力学性能 15

2.4.3 材料压缩时的力学性能 17

2.5 轴向拉压杆的强度条件 18

2.6 拉压杆的变形 21

2.7 拉压静不定问题 25

2.7.1 拉压静不定问题及解法 25

2.7.2 装配应力 29

2.7.3 温度应力 30

2.8 应力集中的概念 32

习题 33

第3章 剪切 37

3.1 概述 37

3.2 剪切的实用计算 37

3.3 挤压的实用计算 39

习题 42

第4章 扭转 44

4.1 概述 44

4.2 扭矩和扭矩图 44

4.2.1 传动轴上的外力偶矩 44

4.2.2 扭矩及扭矩图 45

4.3 纯剪切、切应力互等定理和剪切胡克定律 46

4.3.1 薄壁圆筒扭转时横截面上的切应力 46

4.3.2 切应力互等定理 47

4.3.3 剪切胡克定律 47

4.4 圆轴扭转时的应力及强度条件 47

4.4.1 圆轴扭转时横截面上的应力 47

4.4.2 圆轴扭转时斜截面上的应力 51

4.4.3 强度条件 52

4.5 圆轴扭转时的变形及刚度条件 53

4.5.1 圆轴扭转变形 53

4.5.2 圆轴扭转刚度条件 54

4.6 扭转静不定问题 56

4.7 圆柱形密圈螺旋弹簧的强度 58

4.8 非圆截面杆件的扭转 59

4.8.1 自由扭转和约束扭转 60

4.8.2 矩形截面杆的扭转 60

习题 61

第5章 弯曲内力 64

5.1 概述 64

5.1.1 弯曲的概念 64

5.1.2 梁的支座形式与支反力 64

5.1.3 梁的基本类型 65

5.2 剪力和弯矩 66

5.3 剪力图和弯矩图 68

5.4 剪力、弯矩和分布载荷集度间的微分关系 71

5.4.1 剪力、弯矩与分布载荷集度间的微分关系 71

5.4.2 利用微分关系绘制剪力图和弯矩图 72

5.4.3 叠加法作弯矩图 75

5.5 平面刚架和曲梁的内力 76

5.5.1 平面刚架的内力 76

5.5.2 曲梁的内力 77

习题 78

第6章 弯曲应力 82

6.1 概述 82

6.2 弯曲正应力 82

6.2.1 变形几何方面 83

6.2.2 物理方面 84

6.2.3 静力学方面 84

6.2.4 弯曲正应力 85

6.2.5 纯弯曲正应力公式在横力弯曲中的推广 86

6.3 弯曲切应力 86

6.3.1 矩形截面梁的弯曲切应力 86

6.3.2 工字形截面梁的弯曲切应力 88

6.3.3 圆形及圆环形截面梁的弯曲切应力 89

6.3.4 弯曲正应力与弯曲切应力的数值比较 89

6.3.5 横力弯曲时切应力对弯曲正应力的影响 90

6.4 梁的强度条件 91

6.4.1 弯曲正应力强度条件 91

6.4.2 弯曲切应力强度条件 92

6.5 非对称截面梁的平面弯曲和弯曲中心 95

6.6 提高弯曲强度的措施 97

6.6.1 选择合理的截面形状 97

6.6.2 采用变截面梁与等强度梁 98

6.6.3 合理安排梁的受力 99

习题 101

第7章 弯曲变形 106

7.1 概述 106

7.2 挠曲线近似微分方程 107

7.3 积分法求梁的变形 107

7.4 叠加法求梁的位移 112

7.5 梁的刚度条件与合理刚度设计 117

7.5.1 梁的刚度条件 117

7.5.2 提高弯曲刚度的措施 118

7.6 简单静不定梁 119

习题 124

第8章 应力状态分析与强度理论 129

8.1 概述 129

8.1.1 应力状态的概念 129

8.1.2 应力状态的表示方法 129

8.1.3 强度理论 130

8.2 平面应力状态分析 131

8.2.1 任意斜截面上的应力 131

8.2.2 主平面 132

8.2.3 主应力 132

8.2.4 极值切应力 132

8.3 平面应力状态的应力圆 134

8.4 三向应力状态的最大应力 135

8.5 广义胡克定律 137

8.5.1 广义胡克定律 137

8.5.2 体积应变 138

8.6 空间应力状态下的应变能和畸变能 139

8.6.1 应变能及应变能密度 139

8.6.2 体积改变能密度和畸变能密度 140

8.7 常用的四个古典强度理论 141

8.7.1 脆性断裂强度理论 141

8.7.2 塑性屈服强度理论 142

习题 147

第9章 组合变形 151

9.1 概述 151

9.2 斜弯曲 151

9.3 偏心拉伸（压缩）与截面核心 155

9.3.1 偏心拉压杆的强度计算 155

9.3.2 截面核心的概念 158

9.4 弯曲与扭转的组合 158

习题 162

第10章 压杆稳定 166

10.1 概述 166

10.2 细长压杆的临界力和欧拉公式 167

10.2.1 两端铰支细长压杆的临界力 167

10.2.2 其他杆端约束下细长压杆的临界力 168

10.2.3 欧拉公式的普遍形式 170

10.2.4 欧拉公式的适用范围 171

10.3 中、小柔度杆的临界力和临界应力总图 171

10.4 压杆的稳定校核 174

10.5 提高压杆稳定性的措施 176

10.5.1 选择合理的截面形状 176

10.5.2 改变压杆的约束条件 176

10.5.3 合理选择材料 176

习题 176

第11章 能量法 179

11.1 概述 179

11.2 外力功与应变能 179

11.2.1 外力功 179

11.2.2 杆件的应变能 180

11.2.3 应变能密度 181

11.3 卡氏定理 182

11.3.1 余功与余能 182

11.3.2 卡氏定理 183

11.3.3 用卡氏定理计算位移 184

11.4 变形体虚功原理 187

11.5 单位载荷法 188

11.5.1 单位载荷法 188

11.5.2 莫尔积分 189

11.5.3 图乘法 193

11.6 互等定理 197

11.6.1 功的互等定理 197

11.6.2 位移互等定理 198

习题 200

第12章 静不定结构 205

12.1 概述 205

12.2 力法及力法正则方程 206

12.2.1 基本未知量、静定基、相当系统 206

12.2.2 力法正则方程 206

12.2.3 求解外力静不定结构 208

12.2.4 求解内力静不定结构 212

12.3 对称性的利用 214

习题 220

第13章 动载荷 223

13.1 概述 223

13.2 等加速运动构件的应力和应变 223

13.2.1 构件等加速直线运动时的应力 223

13.2.2 构件等速转动时的应力和变形 225

13.3 冲击应力和变形 227

13.4 提高构件抗冲击能力的措施 233

习题 234

第14章 疲劳 237

14.1 概述 237

14.1.1 交变应力 237

14.1.2 疲劳 238

14.2 持久极限 239

14.2.1 材料的持久极限 239

14.2.2 构件的持久极限 240

14.3 对称循环构件的疲劳强度校核 243

14.4 非对称循环构件的疲劳强度校核 244

14.5 提高构件疲劳强度的措施 245

习题 245

附录A1 截面图形的几何性质 247

A1.1 静矩 247

A1.1.1 静矩和形心 247

A1.1.2 组合截面图形的静矩和形心 249

A1.2 惯性矩和惯性积 249

A1.3 平行移轴公式 252

A1.4 转轴公式和主惯性轴 253

A1.4.1 惯性矩和惯性积的转轴公式 253

A1.4.2 主惯性轴和主惯性矩 254

A1.5 组合图形的形心主惯性矩 256

习题 257

附录A2 型钢表 259

附录A3 常用材料的力学性能 271

附录A4 常用截面图形的几何性质 272

参考文献 274