材料力学 第3版PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 材料力学的任务及其与相关课程的关系 1

1.2 材料力学的基本假设 2

1.3 杆件的几何特征 3

1.4 杆件变形的概念和基本形式 3

1.5 内力和截面法的概念 4

2 杆件的拉伸与压缩 6

2.1 轴向拉伸和压缩的概念 6

2.2 用截面法计算拉（压）杆的内力 6

2.2.1 拉（压）杆内力的概念 6

2.2.2 用截面法求轴向拉（压）杆内力——轴力 7

2.2.3 轴力图 7

2.3 横截面及斜截面上的应力 9

2.3.1 应力的概念 9

2.3.2 横截面上的应力 9

2.3.3 斜截面上的应力 10

2.3.4 应力集中的概念 11

2.4 虎克定律 12

2.4.1 拉（压）杆的变形与应变 12

2.4.2 虎克定律 12

2.5 拉（压）杆的应变能 14

2.6 材料在拉伸与压缩时的力学性质 15

2.6.1 材料的拉伸与压缩试验 15

2.6.2 低碳钢在拉伸时的力学性能 16

2.6.3 其他材料在拉伸时的力学性能 18

2.6.4 材料在压缩时的力学性能 19

2.7 强度条件与截面设计的基本概念 20

2.8 拉、压超静定问题 22

本章小结 24

思考题 25

习题 25

3 剪切和扭转 30

3.1 剪切与挤压 30

3.1.1 剪力和切应力 30

3.1.2 联接件中的剪切和挤压强度计算 30

3.2 薄壁圆筒的扭转剪切虎克定律 33

3.3 等直圆杆扭转时的应力·强度条件 34

3.3.1 横截面上的应力 34

3.3.2 斜截面上的应力 切应力互等定理 39

3.4 等直圆杆扭转时的变形·刚度条件 40

3.5 等直圆杆扭转时的应变能 41

3.6 非圆截面等直杆的自由扭转 42

3.6.1 矩形截面杆 43

3.6.2 开口薄壁截面杆 43

3.6.3 闭合薄壁截面杆 44

本章小结 45

思考题 46

习题 46

4 截面图形的几何性质 50

4.1 截面的静矩与形心 50

4.1.1 静矩 50

4.1.2 形心的位置 50

4.1.3 组合图形的形心位置 52

4.2 惯性矩与惯性积 53

4.2.1 惯性矩 53

4.2.2 惯性积 55

4.3 平行移轴公式 55

4.3.1 平行移轴公式 55

4.3.2 组合截面的惯性矩及惯性积 56

4.4 惯性矩和惯性积的转轴公式 58

4.5 截面的主惯性轴和主惯性矩 58

本章小结 60

思考题 61

习题 61

5 弯曲内力 65

5.1 梁的平面弯曲 梁的计算简图 65

5.1.1 梁的平面弯曲概念 65

5.1.2 梁的计算简图 66

5.2 梁的内力 剪力和弯矩 67

5.3 剪力方程与弯矩方程 剪力图与弯矩图 70

5.4 内力与分布荷载间的关系及其应用 72

5.4.1 弯矩、剪力和分布荷载集度间的关系 72

5.4.2 几种常见荷载下梁的剪力图与弯矩图的特征 73

5.5 用区段叠加法作梁的弯矩图 75

本章小结 77

思考题 77

习题 78

6 弯曲应力 82

6.1 梁横截面上的正应力 82

6.1.1 纯弯曲时梁横截面上的正应力 82

6.1.2 横力弯曲时梁横截面正应力的计算 85

6.2 梁横截面上的切应力 86

6.2.1 矩形截面梁的切应力 86

6.2.2 工字形截面梁的切应力 88

6.2.3 薄壁环形截面梁的切应力 89

6.2.4 圆截面梁的切应力 90

6.3 梁的强度条件 90

6.3.1 梁的正应力强度条件 90

6.3.2 梁的切应力强度条件 91

6.4 梁的合理截面 91

6.5 非对称截面梁的平面弯曲 弯曲中心 93

6.5.1 非对称截面梁的横力弯曲 93

6.5.2 开口薄壁截面杆的弯曲中心 96

6.6 考虑材料塑性时梁的极限弯矩 97

本章小结 99

思考题 99

习题 100

7 梁的变形 105

7.1 梁的挠曲线近似微分方程 105

7.2 用积分法求梁的位移 106

7.3 按叠加原理求梁的位移 109

7.4 梁的刚度条件 109

7.5 梁的弯曲应变能 110

7.6 超静定梁的初步概念与求解 111

本章小结 113

思考题 114

习题 114

8 应力状态与应变状态分析 118

8.1 应力状态的概念 118

8.2 平面应力状态下的应力分析 120

8.2.1 斜截面上的应力 121

8.2.2 应力圆 121

8.2.3 主应力与主平面 123

8.3 三向应力状态下的应力分析 125

8.4 平面应力状态下的应变研究 127

8.4.1 任意方向的应变 127

8.4.2 应变圆 129

8.4.3 主应变 129

8.5 广义虎克定律 132

8.6 三向应力状态下的比能 135

8.7 实验应力分析的原理与方法 136

8.7.1 概述 136

8.7.2 电阻应变计法的原理及应用 137

8.7.3 光弹性法的原理及应用 139

本章小结 144

思考题 145

习题 145

9 强度理论 148

9.1 强度理论的概念 148

9.2 四个基本的强度理论 149

9.2.1 最大拉应力理论（第一强度理论） 149

9.2.2 最大伸长线应变理论（第二强度理论） 149

9.2.3 最大切应力理论（第三强度理论） 149

9.2.4 形状改变比能理论（也称均方根切应力理论或第四强度理论） 150

9.3 其他强度理论 151

9.3.1 摩尔强度理论（修正的最大切应力理论） 151

9.3.2 双剪强度理论 151

9.4 各种强度理论的适用范围 152

本章小结 158

思考题 158

习题 158

10 组合变形 160

10.1 斜弯曲 161

10.2 拉伸（压缩）与弯曲组合变形 167

10.3 拉伸（压缩）、弯曲与扭转组合变形 171

10.4 偏心拉伸与压缩 175

10.5 截面核心 178

本章小结 180

思考题 181

习题 182

11 压杆稳定 188

11.1 压杆稳定性的概念 188

11.2 两端铰支中心受压细长直杆的欧拉公式 189

11.3 不同约束条件下细长压杆的欧拉公式 190

11.4 临界应力 欧拉公式的应用范围 191

11.5 超过比例极限时压杆的临界应力 临界应力总图 192

11.6 压杆的稳定校核及提高稳定性的措施 194

11.6.1 压杆的稳定校核 194

11.6.2 提高压杆稳定性的措施 196

本章小结 197

思考题 198

习题 199

12 能量法 201

12.1 应变能与余能 201

12.1.1 应变能 201

12.1.2 余能 203

12.2 卡氏定理 206

12.2.1 卡氏第一定理 206

12.2.2 卡氏第二定理 206

12.3 势能及最小势能原理 211

12.3.1 势能 211

12.3.2 最小势能原理 212

12.4 瑞利-里兹法 213

本章小结 215

思考题 216

习题 217

13 材料性能研究中的其他问题 219

13.1 动荷载下的应力与变形计算 219

13.1.1 考虑惯性力的杆件应力与变形计算 219

13.1.2 杆件受冲击时的应力和变形计算 221

13.1.3 冲击韧度 转变温度 224

13.2 材料的疲劳破坏与耐劳极限 226

13.2.1 材料的疲劳破坏与耐劳极限的概念 226

13.2.2 材料在对称与非对称循环交变应力下的耐劳极限 228

13.3 材料在长期荷载作用下的蠕变现象 231

本章小结 231

思考题 232

习题 232

附录 234

附录1 型钢规格表 234

附录2 简单荷载作用下梁的挠度与转角 243

习题部分参考答案 245

参考文献 252