目录 1
第1章 绪论 1
1.1 材料力学的任务和内容 1
1.2 构件的分类和材料模型 2
1.2.1 构件的分类 2
1.2.2 材料基本模型 3
1.3 杆件变形的基本形式 4
1.4 内力和应力的概念 5
1.5 位移、变形和应变的概念 6
小结 8
思考题 8
第2章 内力和内力图 9
2.1 内力分量和符号规定 9
2.1.1 内力分量 9
2.1.2 内力分量的正、负规定 9
2.2 截面法求内力 10
2.3 内力方程及内力图 14
2.4.1 梁的平衡微分方程 16
2.4 杆的平衡微分方程 16
2.4.2 积分关系 17
2.4.3 其它杆的平衡微分方程 18
小结 20
思考题 21
习题（A） 22
习题（B） 26
3.1 拉（压）杆的应力 29
3.1.1 横截面上的应力 29
第3章 拉伸和压缩 29
3.1.2 斜截面上的应力 30
3.1.3 单向应力状态 31
3.1.4 公式适用条件 31
3.2 强度条件及应用 33
3.2.1 安全系数和许用应力 33
3.2.2 强度条件及应用 34
3.3 拉（压）杆的变形和位移 36
3.3.1 虎克定律和纵向变形 36
3.3.2 泊松比和横向变形 37
3.3.3 桁架节点位移 39
3.4 拉、压超静定问题 40
3.4.1 超静定问题及其解法 40
3.4.2 温度应力和装配应力 43
3.5 拉（压）组合杆 44
3.5.1 组合杆承受荷载作用 44
3.5.2 组合杆承受温度改变作用 46
3.6 位移法的应用 48
3.6.1 简单二力杆系结构的位移法求解 48
3.6.2 拉（压）杆的刚度矩阵 51
小结 52
思考题 53
习题（A） 55
习题（B） 59
第4章 材料的力学性能 61
4.1 金属材料拉伸力学性能 61
4.1.1 低碳钢拉伸力学性能 61
4.1.2 铸铁拉伸力学性能 63
4.2 材料压缩力学性能 64
4.1.3 其它金属材料拉伸力学性能 64
4.2.1 低碳钢压缩力学性能 65
4.2.2 铸铁压缩力学性能 65
4.2.3 混凝土和石料受压性能 65
4.3 塑料的力学性能 66
4.4 复合材料的力学性能 68
4.5 材料力学性能指标.两类材料力学性能比较 70
4.5.1 材料主要力学性能指标 70
4.5.2 两类材料力学性能比较 71
4.6 GB228-87对材料一些性能指标的定义 72
4.7 温度对材料力学性能的影响 73
4.7.1 钢材在高、低温下的力学性质 74
4.7.2 温度对塑料力学性能的影响 75
4.8 粘弹性和蠕变、松弛、弹性后效的概念 75
4.8.1 粘弹性的概念 75
4.8.2 蠕变、松弛和弹性后效的概念 75
4.9 材料的本构模型和本构方程 76
小结 79
思考题 80
习题（A） 80
习题（B） 81
第5章 扭转 82
5.1 圆轴扭转时的应力和变形 82
5.1.1 圆轴扭转的平面假设和变形规律 82
5.1.2 剪切虎克定律和剪应力变化规律 83
5.1.3 静力关系和应力、应变公式 84
5.1.4 纯剪切单元体和剪应力互等定理 86
5.2.3 受扭圆杆的破坏现象 87
5.2.2 刚度计算 87
5.2.1 强度计算 87
5.2 圆轴扭转的强度和刚度计算 87
5.3 扭转的超静定问题 89
5.4 非圆截面杆在纯扭转时的应力和变形 90
5 4.1 矩形截面杆 91
5.4.2 椭圆截面杆 92
5.4.3 开口薄壁杆 92
5.4.4 闭口薄壁杆 94
小结 94
思考题 95
习题（A） 96
习题（B） 97
第6章 梁的应力 99
6.1 弯曲正应力 99
6.1.1 纯弯曲正应力 99
6.1.2 横力弯曲正应力 102
6.1.3 正应力强度条件 103
6.2 弯曲剪应力 106
6.2.1 矩形截面剪应力 106
6.2.2 工字形截面剪应力 108
6.2.3 其它截面最大剪应力 109
6.2.4 弯曲中心 111
6.2.5 剪应力强度条件 112
6.3 拉（压）弯组合正应力 114
6.4 非对称弯曲正应力 118
6.4.1 正应力计算 118
6.4.2 正应力强度条件 118
小结 120
思考题 121
习题（A） 122
习题（B） 125
第7章 梁的变形 128
7.1 弯曲变形的概念 128
7.1.1 挠度与转角 128
7.1.2 刚度条件 128
7.1.3 挠曲线微分方程 129
7.2 积分法求梁的变形 130
7.2.1 二次积分 130
7 2.2 四次积分 133
7.3 叠加法计算梁的挠度和转角 135
7.4 考虑剪切的影响 137
7.5 简单超静定梁 139
7.6 矩阵位移法求解梁问题的基本公式 141
7.6.1 单元刚度矩阵 141
7.6.2 总刚度矩阵K 142
7.6.3 节间荷载等效 145
小结 145
思考题 146
习题（A） 148
习题（B） 150
第8章 特殊梁 153
8.1 曲梁正应力 153
8.1.1 纯弯曲正应力 153
8.1.2 中性层曲率半径 155
8.1.3 轴向力与弯矩组合 156
8.2 组合梁 157
8 2.1 一般解法 157
8.2.2 两种材料构成的组合梁 159
8.2.3 夹芯粱 161
8.3 钢筋混凝土梁 162
8.3.1 弹性分析 163
8.3.2 塑性分析 164
8.4 弹性地基梁 166
小结 170
思考题 170
习题（A） 171
习题（B） 173
9.1.1 三向应力状态与双向应力状态 175
第9章 应力状态与应变状态分析 175
9.1 双向应力状态分析 175
9.1.2 斜截面上的应力 176
9.1.3 主应力与主方向 179
9.2 图解法求主应力 182
9.3 三向应力状态简介 185
9.4 广义虎克定律 187
9.5 双向应力状态下的应变分析 190
9.6 应变测量 192
小结 193
思考题 194
习题（A） 194
习题（B） 196
第10章 强度准则 198
10.1 四个常用的强度准则 198
10.1.1 脆性断裂准则 198
10.1.2 塑性流动准则 199
10.1.3 强度准则通式与选用 200
10.2 莫尔强度准则 201
10.3 双剪应力理论 202
10.4 薄壁容器的强度分析 203
10.5 梁的主应力强度校核 207
10.6 扭转和其它基本变形组合下的强度分析 208
10.7 复合材料的强度准则 211
10.8 强度失效控制的其它方法 214
10.8.1 极限载荷法 214
10.8.2 破损-安全设计 216
10.8.3 可靠性设计 217
小结 219
思考题 220
习题（A） 221
习题（B） 223
第11章 能量法 225
11.1 杆件的应变能和余能 225
11.1.1 应变能和余能 225
11.1.2 杆件在基本变形和组合变形下的应变能 226
11.2.1 实功与虚功 233
11.2 虚功原理 233
11.2.2 虚功原理 234
11.3 恩格塞定理和卡氏第二定理 236
11.4 单位荷载法 240
11.5 图乘法 244
11.6 卡氏第定理 247
11.7.1 势能 249
11.7.2 最小势能原理 249
11.7 最小势能原理、瑞利-李兹法 249
11.7.3 瑞利李兹法 250
11.8 互等定理 252
11.8.1 功的互等定理 252
11.8.2 位移互等定理 253
11.8.3 反力互等定理 253
11.9 用能量法解超静定问题 254
11.10 力法正则方程 256
11.10.1 力法正则方程 256
11.10.2 高次超静定系统 257
11.10.3 对称性的利用 260
小结 262
思考题 264
习题（A） 265
习题（B） 269
第12章 计算机应用 272
12.1 主应力计算 272
12.1.1 基本公式 272
12.1.2 程序框图和源程序 274
12.1.3 计算实例 277
12.2.2 刚度矩阵的形成 278
12.2 多跨梁数值分析 278
12.2.1 梁单元的基本数据 278
12.2.3 梁的计算源程序 279
12.2.4 实例分析 283
12.3 平面二力杆系 285
12.3.1 数值计算的基本公式 286
12.3.2 杆系结构计算源程序 288
12.3.3 原始数据准备 293
12.3.4 计算实例 293
思考题 296
小结 296
习题（A） 297
习题（B） 298
第13章 压杆稳定 300
13.1 理想压杆的欧拉公式 301
13.1.1 不同支座条件下的临界压力 301
13.1.2 欧拉公式的统一形式 304
13.2 临界应力和稳定性条件 304
13.2.1 临界应力 304
13.2.2 压杆的稳定性条件 307
13.2.3 提高杆件的稳定性措施 308
13.3 能量法求解压杆稳定问题 310
13.4 非理想压杆的稳定问题 313
13.4.1 偏心受压杆 313
13.4.2 具有初始曲率的受压杆 315
13.4.3 纵横弯曲 316
13.5 层合柱的临界荷载 318
小结 318
习题（A） 319
思考题 319
习题（B） 321
第14章 动应力 323
14.1 惯性荷载问题 323
14.2 冲击荷载问题 327
14.2.1 自由落体冲击 327
14.2.2 冲击动荷系数的讨论 328
14.2.3 提高构件抗冲击能力的措施 331
14.3.1 交变应力和疲劳破坏 332
14.3 交变应力和疲劳极限 332
14.3.2 交变应力作用的特征应力 333
14.3.3 材料的疲劳极限 334
14.4 影响构件疲劳极限的主要因素 335
14.4.1 构件外形的影响（应力集中问题） 335
14.4.2 构件尺寸的影响 337
14.4.3 表面加工质量的影响 338
14.5 对称循环下构件的疲劳强度校核 339
14.6 非对称循环下构件的疲劳强度校核 340
14.6.1 材料的疲劳极限曲线及简化折线 340
14.6.2 非对称循环下构件的疲劳强度校核 341
14.7 弯扭组合交变应力下构件的疲劳强度校核 343
14.8 线性累计损伤理论和疲劳裂纹扩展速率 345
14.8.1 线性累计损伤理论 345
14.8.2 疲劳裂纹扩展速率 346
小结 347
思考题 348
习题（A） 349
习题（B） 351
15.1 构件的连接 353
第15章 连接的实用计算 353
15.2 剪切和挤压的实用计算 354
15.2.1 剪切的实用计算 354
15.2.2 挤压的实用计算 354
15.3 焊接的实用计算 357
15.3.1 对接焊缝 357
15.3.2 角焊缝 358
小结 359
习题（A） 360
思考题 360
习题（B） 361
附录Ⅰ 截面图形几何性质 363
Ⅰ.1 一些几何性质的定义 363
Ⅰ.1.1 截面静矩和形心 363
Ⅰ.1.2 惯性矩和惯性积 363
Ⅰ.2 基本截面图形几何性质 364
Ⅰ.2.1 矩形 364
Ⅰ.2.3 圆形和圆环形 365
Ⅰ.2.2 三角形 365
Ⅰ.3 坐标变换公式 367
Ⅰ.3.1 平行移轴公式 367
Ⅰ.3.2 转轴公式 368
Ⅰ.4 组合截面图形几何性质 369
小结 371
思考题 371
习题（A） 372
习题（B） 373
附录Ⅱ 型钢表 375
附录Ⅲ 习题参考答案 391