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第1章 绪论 1

1.1 材料力学的任务 1

1.1.1 构件的承载能力 1

1.1.2 材料力学的任务 2

1.2 材料力学的基本假设 3

1.2.1 对变形固体的基本假设 3

1.2.2 对构件变形的基本假设 3

1.3 外力、内力和应力 4

1.3.1 外力 4

1.3.2 内力与截面法 4

1.3.3 应力 6

1.4 变形与应变 7

1.5 杆件变形的基本形式 8

思考题 9

习题 10

第2章 轴向拉伸与压缩 11

2.1 引言 11

2.2 拉（压）杆的内力 12

2.2.1 轴力 12

2.2.2 轴力图 13

2.3 拉（压）杆的应力 15

2.3.1 拉（压）杆横截面上的应力 15

2.3.2 圣维南原理 16

2.3.3 拉（压）杆斜截面上的应力 17

2.4 材料拉伸时的力学性能 19

2.4.1 拉伸试验与σ-ε曲线 19

2.4.2 低碳钢拉伸时的力学性能 20

2.4.3 其他塑性材料拉伸时的力学性能 22

2.4.4 铸铁拉伸时的力学性能 23

2.5 材料压缩时的力学性能 24

2.6 拉（压）杆的强度计算 25

2.6.1 极限应力、许用应力与安全因数 25

2.6.2 拉（压）杆的强度条件 26

2.7 拉（压）杆的变形 29

2.7.1 拉（压）杆的轴向变形 29

2.7.2 拉（压）杆的横向变形 30

2.8 拉（压）杆的超静定问题 33

2.8.1 拉（压）杆超静定问题的解法 33

2.8.2 温度应力 35

2.8.3 装配应力 36

2.9 应力集中的概念 37

思考题 39

习题 40

第3章 剪切与挤压 48

3.1 引言 48

3.2 剪切的实用计算 49

3.2.1 剪切面上的内力 49

3.2.2 剪切面上的应力 49

3.2.3 剪切强度条件 49

3.3 挤压的实用计算 50

3.3.1 挤压应力的实用计算 50

3.3.2 挤压强度条件 50

3.4 连接件的强度计算 51

思考题 56

习题 56

第4章 扭转 60

4.1 引言 60

4.2 外力偶矩、扭矩和扭矩图 61

4.2.1 外力偶矩的计算 61

4.2.2 扭矩 61

4.2.3 扭矩图 62

4.3 圆轴扭转时的应力与强度条件 64

4.3.1 薄壁圆筒扭转时的切应力 64

4.3.2 切应力互等定理 64

4.3.3 切应变与剪切胡克定律 65

4.3.4 圆轴扭转时的应力 65

4.3.5 极惯性矩和抗扭截面系数 68

4.3.6 扭转圆轴的强度 70

4.4 圆轴扭转时的变形与刚度条件 71

4.4.1 扭转角 71

4.4.2 圆轴扭转的刚度条件 73

4.5 非圆截面杆扭转的概念 75

4.5.1 自由扭转与约束扭转 75

4.5.2 矩形截面杆的自由扭转 76

4.5.3 开口薄壁杆件的自由扭转 77

4.5.4 闭口薄壁杆件的自由扭转 78

思考题 80

习题 82

第5章 弯曲内力 86

5.1 引言 86

5.2 梁的计算简图 87

5.2.1 支座约束的基本形式 87

5.2.2 载荷的基本形式 87

5.2.3 静定梁的基本形式 88

5.3 剪力与弯矩 89

5.4 剪力、弯矩方程与剪力、弯矩图 91

5.5 剪力、弯矩与载荷集度间的微分关系 96

5.5.1 剪力、弯矩与载荷集度间的微分关系 96

5.5.2 利用剪力、弯矩与载荷集度间的微分关系绘制剪力图、弯矩图 97

5.5.3 剪力、弯矩与载荷集度间的积分关系 102

5.6 平面刚架的弯曲内力 104

思考题 105

习题 105

第6章 弯曲应力 109

6.1 引言 109

6.2 截面图形的几何性质 109

6.2.1 静矩与形心 110

6.2.2 惯性矩、惯性积和惯性半径 112

6.2.3 平行移轴公式 114

6.2.4 转轴公式 115

6.3 梁在平面弯曲时横截面上的正应力 116

6.3.1 变形的几何关系 116

6.3.2 物理关系 118

6.3.3 静力关系 118

6.4 梁的正应力强度条件 122

6.5 弯曲切应力 127

6.5.1 矩形截面梁的弯曲切应力 127

6.5.2 工字形截面梁的弯曲切应力 130

6.5.3 圆形截面梁的弯曲切应力 131

6.5.4 薄壁圆环形截面 132

6.6 梁的切应力强度校核 133

6.7 提高梁的弯曲强度的措施 136

思考题 140

习题 141

第7章 弯曲变形 147

7.1 引言 147

7.2 挠曲线的近似微分方程 148

7.3 用积分法求梁的变形 149

7.4 用叠加法求梁的变形 155

7.5 简单超静定梁 163

7.6 梁的刚度条件及提高梁刚度的措施 165

7.6.1 刚度条件 165

7.6.2 提高梁刚度的措施 166

思考题 167

习题 168

第8章 应力状态分析与强度理论 172

8.1 引言 172

8.2 应力状态的概念 172

8.3 复杂应力状态的工程实例 174

8.3.1 二向应力状态的工程实例 174

8.3.2 三向应力状态的工程实例 176

8.4 二向应力状态分析的解析法 176

8.4.1 任意斜截面上的应力 176

8.4.2 主平面与主应力 177

8.5 二向应力状态分析的图解法 179

8.5.1 应力圆的概念 179

8.5.2 应力圆的作法 179

8.5.3 根据应力圆确定斜截面上的应力 180

8.5.4 根据应力圆确定主应力与极值应力 180

8.6 三向应力状态 183

8.6.1 三向应力圆 183

8.6.2 最大应力 183

8.7 广义胡克定律 185

8.8 强度理论 187

8.8.1 强度理论概念 187

8.8.2 适用于脆性断裂的强度理论 188

8.8.3 适用于塑性屈服的强度理论 189

8.8.4 强度理论的选用 190

思考题 191

习题 193

第9章 组合变形 197

9.1 引言 197

9.2 斜弯曲 198

9.2.1 斜弯曲的应力计算 198

9.2.2 斜弯曲梁的中性轴 199

9.3 拉伸（压缩）与弯曲的组合变形 201

9.4 弯曲与扭转的组合变形 204

思考题 210

习题 211

第10章 压杆稳定 216

10.1 引言 216

10.2 细长压杆的临界压力 218

10.2.1 两端铰支细长压杆的临界压力 218

10.2.2 其他支座细长压杆的临界载荷 220

10.3 欧拉公式的适用范围和经验公式 222

10.3.1 临界应力与柔度 223

10.3.2 欧拉公式的适用范围 223

10.3.3 临界应力的经验公式 223

10.3.4 临界应力总图 224

10.4 压杆的稳定计算 225

10.5 提高压杆稳定的措施 230

思考题 233

习题 234

第11章 动载荷 239

11.1 引言 239

11.2 杆件作加速运动时的应力与变形 239

11.2.1 杆件作匀加速直线运动 239

11.2.2 杆件作匀速圆周运动 240

11.3 杆件受冲击时的应力与变形 244

11.3.1 垂直冲击 244

11.3.2 水平冲击 248

11.3.3 突然刹车 249

11.3.4 提高杆件承受冲击能力的措施 250

11.4 交变应力与疲劳破坏 251

11.4.1 交变应力与疲劳破坏 251

11.4.2 交变应力的特征参数 253

11.5 杆件的疲劳强度计算 254

11.5.1 材料的疲劳极限 254

11.5.2 影响杆件疲劳极限的因素 255

11.5.3 对称循环下杆件的疲劳强度计算 258

11.5.4 非对称循环下杆件的疲劳强度计算 259

11.5.5 弯扭组合交变应力下杆件的疲劳强度计算 260

11.5.6 提高杆件疲劳强度的措施 261

思考题 261

习题 263

第12章 能量法 269

12.1 引言 269

12.2 杆件应变能的计算 269

12.2.1 轴向拉（压）杆的应变能 269

12.2.2 扭转圆轴的应变能 270

12.2.3 弯曲梁的应变能 270

12.2.4 组合变形杆的应变能 270

12.3 互等定理 272

12.4 卡氏定理 274

12.5 莫尔定理与单位载荷法 278

12.5.1 莫尔定理 278

12.5.2 单位载荷法 279

12.5.3 计算莫尔积分的图乘法 282

12.6 用单位载荷法求解超静定问题 285

12.6.1 用力法分析超静定问题 285

12.6.2 对称与反对称超静定问题分析 286

思考题 288

习题 289

附录 294

附录A常用材料的力学性能 294

附录B型钢表（GB／T706—2008） 295

附录C思考题与习题参考答案 307

参考文献 317