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第1章 绪论 1

1.1材料力学的研究对象、内容和方法 1

1.1.1构件与杆件 1

1.1.2杆件的基本变形形式 2

1.1.3强度、刚度与稳定性 3

1.1.4材料力学的研究方法 3

1.2材料力学的基本假设 4

1.2.1连续性假设 4

1.2.2均匀性假设 5

1.2.3各向同性假设 5

1.3外力和内力 5

1.3.1外力 5

1.3.2内力与截面法 6

1.4应力 7

1.4.1应力的概念 7

1.4.2应力状态 8

1.5应变 9

1.5.1位移与变形 9

1.5.2应变 9

1.6胡克定律 11

思考题 12

习题 14

第2章 轴向拉压应力与材料的力学性能 16

2.1拉压杆的内力 16

2.1.1拉压杆的内力——轴力 16

2.1.2轴力图 17

2.2拉压杆的应力 19

2.2.1拉压杆横截面上的应力 19

2.2.2拉压杆斜截面上的应力 21

2.2.3圣维南原理 22

2.3材料在拉伸与压缩时的力学性能 23

2.3.1材料拉伸试验的基本要求 23

2.3.2低碳钢拉伸时的力学性能 24

2.3.3其他材料拉伸时的力学性能 26

2.3.4材料压缩时的力学性能 27

2.3.5温度和时间对材料力学性能的影响 28

2.4安全因数、许用应力和强度条件 30

2.4.1安全因数与许用应力 30

2.4.2拉压杆的强度条件 30

2.5应力集中的概念 35

思考题 37

习题 38

计算机作业一 43

第3章 轴向拉压变形 44

3.1拉压杆的轴向变形与横向变形 44

3.1.1轴向变形 44

3.1.2横向变形与泊松比 45

3.2变形计算的叠加原理 46

3.3桁架的节点位移 47

3.4拉压杆静不定问题 49

3.5热应力与预应力 54

3.5.1热应力 54

3.5.2预应力 59

思考题 62

习题 63

计算机作业二 70

第4章 连接件强度的实用计算 71

4.1连接件的形式 71

4.2剪切强度实用计算 73

4.3挤压强度实用计算 75

思考题 78

习题 79

第5章 扭转 84

5.1轴的动力传递、扭矩与扭矩图 84

5.1.1传动轴和外力偶矩 84

5.1.2轴的内力——扭矩与扭矩图 85

5.2扭转圆轴的应力与强度条件 86

5.2.1圆轴横截面上的应力 86

5.2.2圆轴扭转强度条件 88

5.2.3薄壁圆筒横截面上的切应力 90

5.2.4扭转圆轴斜截面上的应力 91

5.3扭转圆轴的变形与刚度条件 92

5.3.1扭转圆轴的变形 92

5.3.2扭转圆轴的刚度条件 93

5.4非圆截面杆的扭转 97

5.4.1矩形截面杆的自由扭转 97

5.4.2开口薄壁截面杆的自由扭转 98

5.4.3闭口薄壁截面杆的扭转 99

5.5扭转应力集中 101

思考题 102

习题 103

计算机作业三 109

第6章 弯曲内力 110

6.1梁的内力——剪力和弯矩 111

6.2剪力图和弯矩图 113

6.3剪力、弯矩与载荷集度之间的微分关系 115

6.3.1剪力、弯矩与载荷集度之间的微分关系 115

6.3.2剪力图、弯矩图的形状特征与载荷的关系 116

6.4静定平面刚架和曲杆的内力图 121

思考题 123

习题 124

第7章 弯曲应力 128

7.1梁的弯曲正应力与强度条件 128

7.1.1纯弯曲与横力弯曲 128

7.1.2纯弯曲时梁横截面上的正应力 128

7.1.3弯曲正应力公式在横力弯曲中的推广 133

7.1.4弯曲正应力强度条件 133

7.2梁的弯曲切应力与强度条件 138

7.2.1矩形截面梁的切应力 138

7.2.2工字形截面梁与组合梁的切应力 140

7.2.3圆形及薄壁圆环截面梁的切应力 143

7.2.4梁的切应力强度条件 144

7.3提高梁弯曲强度的措施 145

7.3.1降低梁的最大弯矩 145

7.3.2选择合理的截面形状 146

7.3.3合理设计梁的形状——变截面梁 147

7.4弯曲中心 148

7.5弯曲应力集中 149

思考题 150

习题 152

第8章 弯曲变形 159

8.1梁变形的基本方程 159

8.1.1挠度和转角间的关系 159

8.1.2挠曲轴近似微分方程 159

8.2计算梁变形的积分法 160

8.3计算梁变形的叠加法 164

8.4梁的刚度条件与合理刚度设计 167

8.4.1梁的刚度条件 167

8.4.2梁的合理刚度设计 168

8.5简单静不定梁 168

8.6温度引起的梁变形 172

思考题 173

习题 174

第9章 应力状态分析与广义胡克定律 179

9.1应力状态 179

9.1.1单元体与应力状态 179

9.1.2主应力与应力状态的分类 182

9.2二向应力状态分析 183

9.2.1解析法 183

9.2.2应力圆法 186

9.3三向应力状态分析简介 190

9.3.1三向应力圆 190

9.3.2最大应力 191

9.4广义胡克定律 192

9.4.1二向应力状态的广义胡克定律 192

9.4.2三向应力状态的广义胡克定律 192

9.4.3体积应变 193

9.5由测点处的正应变确定应力状态 195

9.6应变能 196

9.6.1应变能的概念 196

9.6.2空间应力状态下的应变能密度 196

思考题 198

习题 199

计算机作业四 205

第10章 强度理论 206

10.1强度理论概述 206

10.2适用于脆性断裂的强度理论 207

10.3适用于塑性屈服的强度理论 207

10.4莫尔强度理论 209

10.5强度理论的选用 210

思考题 214

习题 214

第11章 组合变形 217

11.1轴向拉压与弯曲的组合变形 217

11.1.1轴向拉压与弯曲的组合变形 217

11.1.2偏心拉伸与偏心压缩 218

11.1.3截面核心的概念 221

11.2轴向拉压与扭转的组合变形 223

11.3斜弯曲 224

11.3.1斜弯曲的正应力与强度条件 224

11.3.2斜弯曲的变形计算 226

11.4扭转与弯曲的组合变形 226

11.5薄壁压力容器的组合变形 232

思考题 233

习题 235

第12章 压杆的稳定性 240

12.1稳定性的基本概念 240

12.2两端铰支细长压杆的临界载荷 241

12.3不同杆端约束下细长压杆的临界载荷 242

12.4欧拉公式的适用范围与临界应力总图 245

12.4.1临界应力和柔度 245

12.4.2欧拉公式的适用范围 246

12.4.3临界应力总图 246

12.5压杆的稳定性校核 247

12.6提高压杆稳定性的措施 250

思考题 251

习题 252

计算机作业五 254

第13章 疲劳强度 255

13.1疲劳破坏与循环应力 255

13.1.1疲劳破坏的特点 255

13.1.2应力谱 257

13.2材料的S-N曲线和疲劳极限 259

13.2.1 S-N曲线和疲劳极限 259

13.2.2 S-N曲线的数学描述 260

13.3影响构件疲劳极限的主要因素 260

13.3.1构件形状的影响 261

13.3.2构件截面尺寸的影响 264

13.3.3构件表面质量的影响 264

13.4构件的疲劳强度计算 265

13.4.1对称循环应力下构件的疲劳强度条件 265

13.4.2非对称循环应力下构件的疲劳强度条件 266

13.4.3弯扭组合变形下构件的疲劳强度条件 266

13.5变幅循环应力与累积损伤理论 267

思考题 269

习题 269

第14章 能量原理 272

14.1杆件的应变能 272

14.2莫尔定理与单位载荷法 275

14.3卡氏第二定理 279

14.4互等定理 282

14.5虚功原理 284

14.6用单位载荷法求解静不定问题 287

思考题 291

习题 293

第15章 惯性载荷问题 296

15.1等加速度运动构件的惯性载荷问题 296

15.1.1等加速直线运动构件的惯性载荷问题 296

15.1.2等角速度旋转构件的惯性载荷问题 297

15.2构件受冲击时应力和变形的计算 299

15.3提高构件抗冲击能力的措施 305

思考题 307

习题 308

第16章 简单弹塑性问题 312

16.1材料的弹塑性应力应变关系 312

16.2简单桁架的弹塑性分析 314

16.3圆轴的弹塑性扭转 317

16.4梁的弹塑性弯曲 318

16.4.1矩形截面梁的弹塑性分析、塑性铰 318

16.4.2形状系数和塑性极限状态时中性轴位置 320

16.4.3梁的极限载荷 321

16.5残余应力的概念 324

思考题 325

习题 326

参考文献 329

附录A平面图形的几何性质 330

A.1静矩和形心 330

A.2极惯性矩 332

A.3惯性矩与惯性积 333

A.4平行移轴定理 334

A.5转轴公式与主惯性矩 336

思考题 339

习题 341

附录B常见截面形状的几何性质 344

附录C常用材料的力学性能 346

附录D简单载荷下梁的挠度与转角 348

附录E型钢表 350

附录F量度单位换算表 363

附录G材料力学名词中英文对照 366

思考题与习题答案 370