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第一章 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 3

1.2材料力学的基本假设 4

1.3外力及其分类 5

1.4内力与应力 5

1.4.1内力及截面法 5

1.4.2应力 6

1.5位移、变形与应变 7

1.5.1位移与变形 7

1.5.2应变 7

1.6杆件变形的基本形式 8

小结 9

思考题 10

习题 10

第二章 轴向拉伸与压缩 11

2.1概述 11

2.2轴力与轴力图 11

2.2.1轴力 11

2.2.2轴力图 12

2.3拉压杆的应力 13

2.3.1拉压杆横截面上的应力 13

2.3.2拉压杆斜截面上的应力 14

2.3.3圣维南原理 15

2.4材料在拉伸与压缩时的力学性能 16

2.4.1拉伸试验与应力-应变图 16

2.4.2低碳钢拉伸的力学性能 17

2.4.3冷作硬化 18

2.4.4材料的塑性指标 18

2.4.5其他材料拉伸时的力学性能 19

2.4.6材料压缩时的力学性能 19

2.4.7塑性材料与脆性材料力学性能的比较 20

2.5拉压杆的强度计算 21

2.5.1失效与许用应力 21

2.5.2强度条件 21

2.6拉压杆的变形及刚度计算 23

2.6.1拉压杆的纵向变形与胡克定律 23

2.6.2拉压杆的横向变形与泊松比 24

2.7应力集中的概念 26

2.7.1应力集中 26

2.7.2应力集中对构件强度的影响 27

2.8简单拉压超静定问题 27

2.8.1超静定问题的提出及其解决方法 27

2.8.2温度应力 30

2.8.3装配应力 31

小结 33

思考题 33

习题 34

第三章 剪切的实用计算 38

3.1概述 38

3.2剪切的实用计算 39

3.2.1内力计算 39

3.2.2切应力计算 39

3.2.3剪切强度条件 40

3.3挤压的实用计算 41

3.3.1挤压应力 41

3.3.2挤压强度条件 42

小结 44

思考题 44

习题 44

第四章 扭转 47

4.1概述 47

4.2外力偶矩及扭矩 48

4.2.1外力偶矩的计算 48

4.2.2扭矩与扭矩图 48

4.3薄壁圆筒的扭转 50

4.3.1薄壁圆筒扭转时横截面上的应力 50

4.3.2切应力互等定理 51

4.3.3剪切胡克定律 51

4.4圆轴扭转应力及强度计算 52

4.4.1圆轴扭转时横截面上的应力 52

4.4.2圆轴扭转强度条件 54

4.5圆轴扭转变形及刚度计算 55

4.5.1圆轴扭转变形 55

4.5.2圆轴扭转刚度条件 57

4.6简单超静定轴 57

4.7矩形截面轴自由扭转 59

4.8薄壁截面杆自由扭转 61

4.8.1开口薄壁杆件 61

4.8.2闭口薄壁杆件 62

小结 64

思考题 64

习题 65

第五章 截面几何性质 69

5.1概述 69

5.2静矩与形心 69

5.2.1截面的静矩 69

5.2.2截面的形心 69

5.3极惯性矩 71

5.3.1截面的极惯性矩 71

5.3.2圆截面的极惯性矩 71

5.4惯性矩及其平移公式 72

5.4.1截面的惯性矩 72

5.4.2矩形及圆截面的惯性矩 73

5.4.3惯性半径 73

5.4.4惯性矩平行移轴公式 74

5.5惯性积及其平移公式 75

5.5.1惯性积 75

5.5.2惯性积平行移轴公式 76

5.6转轴公式与主惯性矩 76

5.6.1转轴公式 76

5.6.2主轴与主惯性矩 77

小结 79

思考题 80

习题 80

第六章 弯曲内力 83

6.1概述 83

6.1.1问题的提出与工程实例 83

6.1.2梁的支座类型及支座反力 84

6.1.3梁的分类 85

6.2剪力与弯矩 85

6.2.1剪力与弯矩的概念 85

6.2.2剪力、弯矩的正负号规定 86

6.3剪力、弯矩方程与剪力、弯矩图 88

6.3.1剪力方程与弯矩方程 88

6.3.2剪力图与弯矩图 88

6.4剪力、弯矩与荷载集度之间的关系 91

6.4.1剪力、弯矩与荷载集度之间的微分关系 91

6.4.2用微分关系画剪力图、弯矩图 92

6.4.3剪力、弯矩与荷载集度之间的积分关系 93

6.5平面刚架与曲梁内力 94

6.5.1刚架内力 94

6.5.2曲梁内力 95

小结 96

思考题 96

习题 97

第七章 弯曲应力 103

7.1概述 103

7.2弯曲正应力 103

7.2.1纯弯曲正应力 103

7.2.2横力弯曲正应力 106

7.2.3最大弯曲正应力 106

7.3弯曲切应力 107

7.3.1矩形截面梁的弯曲切应力 107

7.3.2工字形截面梁的弯曲切应力 109

7.3.3圆形截面与圆环形截面梁的弯曲切应力 110

7.4梁的强度计算 111

7.4.1弯曲正应力强度条件 111

7.4.2弯曲切应力强度条件 113

7.5梁的合理强度设计 113

7.6非对称截面梁的平面弯曲与弯曲中心概念 117

7.6.1非对称截面梁的平面弯曲 117

7.6.2开口薄壁杆件的弯曲中心 117

7.7两种材料的组合梁 119

小结 121

思考题 121

习题 122

第八章 弯曲变形 128

8.1概述 128

8.1.1工程中的弯曲变形问题 128

8.1.2挠度与转角 128

8.2挠曲线的近似微分方程 129

8.3计算梁位移的积分法 130

8.3.1转角方程与挠度方程 130

8.3.2边界条件与连续条件 130

8.4计算梁位移的叠加法 132

8.5梁的刚度计算及合理刚度设计 134

8.5.1梁的刚度条件 134

8.5.2梁的合理刚度设计 136

8.6简单超静定梁 137

小结 139

思考题 140

习题 140

第九章 应力及应变状态 143

9.1概述 143

9.1.1应力状态的概念 143

9.1.2一点应力状态的描述 143

9.2平面应力状态应力分析的解析法 145

9.2.1平面应力状态有关约定 145

9.2.2平面应力状态下任意斜截面的应力 146

9.2.3平面应力状态的极值应力 146

9.2.4主平面及主应力 148

9.3平面应力状态应力分析的图解法 150

9.3.1应力圆 151

9.3.2应力圆的绘制 151

9.3.3应力圆的应用 151

9.4复杂应力状态的最大应力 153

9.4.1三向应力圆 153

9.4.2三向应力状态的最大应力 154

9.5广义胡克定律 155

9.6平面应变状态应变分析 158

9.6.1任意方位的应变 158

9.6.2主应变及其方向 160

9.6.3应变的实测 160

小结 161

思考题 163

习题 163

第十章 强度理论 168

10.1概述 168

10.2四个常用的强度理论 169

10.2.1最大拉应力理论（第一强度理论） 169

10.2.2最大拉应变理论（第二强度理论） 169

10.2.3最大切应力理论（第三强度理论） 170

10.2.4畸变能理论（第四强度理论） 170

10.3莫尔强度理论 171

10.4强度理论的应用 172

10.4.1相当应力 172

10.4.2强度理论的选取 173

小结 176

思考题 176

习题 177

第十一章 组合变形的强度计算 179

11.1概述 179

11.1.1组合变形的概念 179

11.1.2求解组合变形的一般方法 179

11.2斜弯曲 180

11.2.1斜弯曲的内力与位移 181

11.2.2弯曲正应力分析 181

11.2.3中性轴与最大弯曲正应力 182

11.3拉伸（或压缩）与弯曲的组合变形 183

11.4偏心压缩与截面核心 186

11.4.1偏心压缩 186

11.4.2截面核心的概念 187

11.5弯曲与扭转的组合变形 189

11.5.1弯曲与扭转组合变形的概念 189

11.5.2弯曲与扭转组合变形的强度计算 189

11.5.3拉伸（压缩）、扭转与弯曲的组合变形 192

小结 192

思考题 192

习题 193

第十二章 压杆稳定 197

12.1概述 197

12.2压杆临界荷载的欧拉公式 198

12.2.1两端铰支细长压杆的临界荷载 198

12.2.2其他支承形式下细长压杆的临界荷载 200

12.3临界应力与临界应力总图 201

12.3.1临界应力与柔度 201

12.3.2欧拉公式的适用范围 202

12.3.3临界应力的经验公式 202

12.3.4临界应力总图 203

12.4压杆稳定计算与合理设计 205

12.4.1压杆稳定计算 205

12.4.2压杆合理设计 210

小结 211

思考题 211

习题 212

第十三章 能量法 215

13.1概述 215

13.2外力功的计算 215

13.3应变能的计算 216

13.3.1杆件的应变能 216

13.3.2应变能密度 218

13.3.3复杂应力状态下的应变能密度 219

13.4卡氏定理 220

13.4.1卡氏定理的一般表达式 220

13.4.2卡氏定理的应用 222

13.5单位荷载法 226

小结 230

思考题 231

习题 232

第十四章 动荷载 236

14.1概述 236

14.2等加速运动杆件的应力分析 236

14.2.1动静法 236

14.2.2构件作等加速直线运动时的动应力计算 237

14.2.3构件作等角速度转动时的动应力计算 238

14.3冲击应力分析 239

14.3.1用能量法分析冲击问题 240

14.3.2自由落体对线性弹性体的冲击 241

14.3.3等速水平运动物体对线性弹性体的冲击 242

14.3.4其他形式的冲击问题 242

小结 243

思考题 244

习题 244

第十五章 疲劳强度计算 247

15.1概述 247

15.1.1交变应力的概念与实例 247

15.1.2疲劳破坏的概念及特点 248

15.2交变应力类型 249

15.2.1交变应力的描述 249

15.2.2交变应力的类型 250

15.3材料的疲劳极限 250

15.3.1疲劳极限的概念 250

15.3.2疲劳试验与S-N曲线 251

15.4影响构件疲劳极限的主要因素 252

15.5对称循环应力下构件的疲劳强度计算 256

15.5.1构件疲劳极限的确定 256

15.5.2对称循环应力下构件的疲劳强度条件 257

15.6非对称循环应力下构件的疲劳强度计算 258

15.6.1非对称循环应力下构件的疲劳强度条件 258

15.6.2弯扭组合交变应力下构件的疲劳强度条件 260

15.7提高构件疲劳强度的措施 262

小结 263

思考题 264

习题 264

附录A常用材料的力学性能 266

附录B常见截面几何性质 267

附录C简单荷载作用下梁的挠度与转角 268

附录D型钢表 270

附录E材料力学自测题 281

习题答案 287

主要参考文献 298