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