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第1章 绪论 1

1.1　材料力学的任务与研究对象 1

1.1.1　材料力学的任务 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

1.3　外力与内力 4

1.4　应力与应变 5

1.5　杆件变形的基本形式 7

思考题 8

习题 8

第2章　轴向拉压与材料的力学性能 11

2.1　引言 11

2.2　拉压杆的内力与应力 12

2.2.1　轴力与轴力图 12

2.2.2　横截面上的应力 13

2.2.3　圣维南原理 14

2.2.4　拉压杆斜截面上的应力 15

2.3　材料拉伸与压缩时的力学性能 17

2.3.1　拉伸试验与应力-应变曲线 17

2.3.2　低碳钢拉伸时的力学性能 19

2.3.3　卸载与再加载规律 20

2.3.4　材料的塑性 21

2.3.5　其他材料拉伸时的力学性能 21

2.3.6　复合材料与高分子材料的拉伸力学性能 22

2.3.7　材料在压缩时的力学性能 23

2.3.8　应力集中 24

2.4　拉压杆的强度计算 25

2.4.1　失效与许用应力 25

2.4.2　强度条件 26

2.5　拉压杆的变形计算 29

2.5.1　拉压杆的轴向变形与胡克定律 29

2.5.2　拉压杆的横向变形与泊松比 29

2.5.3　轴向拉压时的应变能 32

2.6　简单拉压静不定问题 33

2.6.1　静不定问题分析 33

2.6.2　热应力与预应力 36

2.7　连接件的强度计算 37

2.7.1　剪切与剪切强度条件 37

2.7.2　挤压与挤压强度计算 38

思考题 41

习题 42

第3章　扭转 47

3.1　引言 47

3.2　扭力偶矩、扭矩与扭矩图 48

3.3 薄壁圆筒扭转试验与剪切胡克定律 50

3.4　圆轴扭转的应力与变形 52

3.4.1　试验与假设 52

3.4.2　圆轴扭转切应力的一般公式 53

3.4.3　最大扭转切应力 54

3.4.4　圆轴的扭转变形 55

3.5 圆轴扭转时的强度条件与刚度条件 56

3.6 圆柱形密圈螺旋弹簧的应力与变形 61

3.7　非圆截面轴扭转 64

思考题 66

习题 67

第4章　弯曲内力 70

4.1 引言 70

4.2　梁的计算简图 71

4.3　弯曲内力及内力图 72

4.3.1　梁横截面上的内力——剪力与弯矩 72

4.3.2　剪力图与弯矩图 74

4.4　剪力、弯矩与载荷集度间的微分关系 79

4.5　平面刚架与曲杆的内力 83

思考题 85

习题 85

第5章　弯曲应力 90

5.1　弯曲正应力 90

5.1.1　试验与假设 90

5.1.2　弯曲正应力的一般公式 91

5.1.3　最大弯曲正应力 93

5.1.4　弯曲正应力公式的适用范围 94

5.2　弯曲切应力简介 95

5.2.1　矩形截面梁的弯曲切应力 96

5.2.2　圆形截面的弯曲切应力 98

5.2.3　薄壁截面梁的弯曲切应力 98

5.2.4　弯曲正应力与弯曲切应力的比较 99

5.3　弯曲强度条件及其应用 100

5.3.1　弯曲正应力强度条件 100

5.3.2　弯曲切应力强度条件 101

5.4　提高梁弯曲强度的主要措施 106

思考题 109

习题 109

第6章　弯曲变形 114

6.1　引言 114

6.2　确定梁位移的积分法 115

6.2.1　挠曲线微分方程 115

6.2.2　积分法求梁的变形 116

6.3　确定梁位移的叠加法 119

6.4　梁的刚度条件及合理设计 124

6.5　简单静不定梁 125

思考题 129

习题 129

第7章　应力状态与强度理论 132

7.1　引言 132

7.2　平面应力状态分析的解析法 135

7.3　平面应力状态分析的几何法——应力圆 138

7.4　三向应力状态下的最大应力 142

7.5　广义胡克定律 144

7.6　复杂应力状态下的应变能与畸变能 147

7.7　强度理论概述 148

思考题 153

习题 154

第8章　组合变形 157

8.1　引言 157

8.2　拉（压）弯组合变形 158

8.2.1　杆件同时承受横向力与轴向力作用 158

8.2.2　偏心拉（压） 160

8.2.3　截面核心 162

8.3　弯曲与扭转的组合 163

思考题 168

习题 169

第9章　压杆稳定 173

9.1　引言 173

9.2　细长压杆的临界载荷 174

9.2.1　两端铰支细长压杆的临界载荷 175

9.2.2　大挠度理论与实际压杆 176

9.2.3　两端非铰支细长压杆的临界载荷 177

9.2.4　欧拉公式的一般形式 178

9.3　压杆的临界应力 179

9.4　压杆的稳定条件与合理设计 182

9.4.1　压杆的稳定条件 182

9.4.2　折减系数法 183

9.4.3　压杆的合理设计 184

思考题 186

习题 186

第10章　构件的疲劳强度 189

10.1　引言 189

10.2　交变应力的描述及其分类 190

10.3 S-N曲线与材料的疲劳极限 192

10.4　影响构件疲劳极限的因素 193

10.5　构件的疲劳强度计算与提高构件疲劳强度的途径 197

10.5.1　对称循环应力下构件的疲劳强度条件 197

10.5.2　非对称循环应力下构件的疲劳强度条件 197

10.5.3　弯扭组合交变应力下构件的疲劳强度条件 198

10.5.4　提高构件疲劳强度的途径 201

思考题 201

习题 202

第11章　能量法 204

11.1　外力功与应变能的一般表达式 204

11.1.1　外力功的计算 204

11.1.2　应变能的计算 205

11.1.3　互等定理 207

11.2　变形体虚功原理 208

11.3　单位载荷法 209

11.4　冲击应力分析 214

11.4.1　铅垂冲击应力分析 214

11.4.2　水平冲击应力分析 216

11.4.3　吊索冲击应力分析 217

11.4.4　扭转冲击应力分析 218

11.5　构件加速运动时的动应力分析 219

11.5.1　构件作加速直线平动时的动应力分析 219

11.5.2　构件转动时的动应力分析 220

思考题 221

习题 222

第12章　静不定问题分析 226

12.1　引言 226

12.2　用力法分析求解静不定问题 227

12.2.1　外力静不定结构分析 227

12.2.2　内力静不定结构分析 230

12.3　对称与反对称静不定问题分析 232

12.3.1　结构对称、载荷对称的静不定结构分析 233

12.3.2　结构对称、载荷反对称的静不定结构分析 236

12.3.3　平面静不定刚架空间受力分析 238

思考题 240

习题 240

第13章 非金属材料的力学性能简介 243

13.1　复合材料的力学性能 243

13.1.1　引言 243

13.1.2　复合材料的纵向力学性能 244

13.1.3　复合材料的横向力学性能与面内切变模量 248

13.1.4　短纤维复合材料的力学性能 250

13.2　聚合物的力学性能 255

13.2.1　聚合物的分类 255

13.2.2　聚合物的力学状态与转变 256

13.2.3　聚合物的力学性能 257

13.3　陶瓷材料的力学性能 261

13.3.1　陶瓷材料的弹性性能 261

13.3.2 陶瓷材料的疲劳与抗热震性 263

思考题 265

附录A　平面图形的常用几何性质 266

A.1　平面图形的静矩与形心 266

A.2　惯性矩、惯性积、惯性半径与极惯性矩 269

A.3　惯性矩的平行轴公式 273

思考题 274

习题 275

附录B　单位制及数值精度 277

附录C　型钢规格表 279

习题答案 292

参考文献 301