材料力學(xué)

目　　錄

第1章  緒論 1
1.1  材料力學(xué)的任務(wù) 1
1.2  可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè) 2
1.3  內(nèi)力及應(yīng)力的概念 3
1.3.1  內(nèi)力的概念 3
1.3.2  應(yīng)力的概念 5
1.4  桿件的基本變形形式 6
第2章  軸向拉伸和壓縮 9
2.1  軸向拉伸和壓縮的概念 9
2.2  軸力、軸力圖 10
2.3  拉(壓)桿內(nèi)的應(yīng)力 12
2.3.1  拉(壓)桿橫截面上的應(yīng)力 12
2.3.2  拉(壓)桿斜截面上的應(yīng)力 13
2.4  拉(壓)桿的變形 16
2.4.1  絕對(duì)變形胡克定律 16
2.4.2  相對(duì)變形、泊松比 17
2.5  材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能 20
2.5.1  材料的拉伸和壓縮試驗(yàn) 20
2.5.2  低碳鋼拉伸時(shí)的力學(xué)性能 21
2.5.3  其他金屬材料在拉伸時(shí)的
力學(xué)性能 24
2.5.4  金屬材料在壓縮時(shí)的
力學(xué)性能 25
2.5.5  幾種非金屬材料的力學(xué)性能 26
2.5.6  塑性材料和脆性材料的
主要區(qū)別 27
2.6  許用應(yīng)力與強(qiáng)度條件 28
2.6.1  許用應(yīng)力 28
2.6.2  強(qiáng)度條件 29
2.7  應(yīng)力集中 32
2.7.1  應(yīng)力集中 32
2.7.2  應(yīng)力集中對(duì)構(gòu)件強(qiáng)度的影響 33
2.8  拉(壓)桿的超靜定問(wèn)題 33
2.8.1  超靜定問(wèn)題的提出及其
求解方法 33
2.8.2  裝配應(yīng)力 36
2.8.3  溫度應(yīng)力 39
2.9  習(xí)題 40
第3章  扭轉(zhuǎn)與剪切 47
3.1  扭轉(zhuǎn)的概念及實(shí)例 47
3.2  扭矩的計(jì)算和扭矩圖 48
3.2.1  外力偶矩的計(jì)算 48
3.2.2  扭矩及扭矩圖 49
3.3  圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力與強(qiáng)度條件 52
3.3.1  薄壁圓筒的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 52
3.3.2  圓截面軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的
應(yīng)力 54
3.3.3  斜截面上的應(yīng)力 57
3.3.4  強(qiáng)度條件 59
3.4  圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形與剛度條件 61
3.4.1  扭轉(zhuǎn)變形公式 61
3.4.2  圓軸扭轉(zhuǎn)剛度條件 61
3.5  扭轉(zhuǎn)超靜定問(wèn)題 63
3.6  剪切的概念及實(shí)例 65
3.7  連接件的強(qiáng)度計(jì)算 66
3.7.1  剪切實(shí)用計(jì)算 66
3.7.2  擠壓實(shí)用計(jì)算 67
3.8  習(xí)題 72
第4章  彎曲內(nèi)力 81
4.1  平面彎曲的概念及梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖 81
4.1.1  平面彎曲的概念 82
4.1.2  梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖 82
4.2  梁的內(nèi)力及內(nèi)力圖 84
4.2.1  梁的內(nèi)力——剪力和彎矩 84
4.2.2  梁的內(nèi)力圖——剪力圖和
彎矩圖 88
4.2.3  平面剛架與曲桿的內(nèi)力圖 97
4.3  習(xí)題 99
第5章  彎曲應(yīng)力 105
5.1  純彎曲時(shí)梁橫截面上的正應(yīng)力 105
5.1.1  試驗(yàn)分析及假設(shè) 105
5.1.2  正應(yīng)力公式的推導(dǎo) 106
5.1.3  純彎曲理論的推廣 108
5.1.4  正應(yīng)力公式的適用條件 108
5.1.5  梁的正應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算 110
5.2  梁的橫截面上的切應(yīng)力 114
5.2.1  矩形截面梁橫截面上的
切應(yīng)力 114
5.2.2  其他截面梁的切應(yīng)力 116
5.2.3  梁的切應(yīng)力強(qiáng)度條件 118
5.3  梁的合理設(shè)計(jì) 120
5.3.1  合理配置支座和荷載 120
5.3.2  合理設(shè)計(jì)截面形狀 121
5.3.3  合理設(shè)計(jì)梁的形狀——
變截面梁 122
5.4  習(xí)題 123
第6章  彎曲變形 129
6.1  彎曲變形的基本概念 129
6.2  梁的撓曲線(xiàn)近似微分方程 130
6.3  積分法求梁的變形 131
6.3.1  兩次積分 131
6.3.2  積分常數(shù)的確定 131
6.4  疊加法求梁的變形 137
6.5  梁的剛度條件 140
6.6  梁的合理剛度設(shè)計(jì) 141
6.7  簡(jiǎn)單超靜定梁的求解 143
6.8  習(xí)題 145
第7章  應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論 149
7.1  概述 149
7.2  平面應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力分析 150
7.2.1  平面應(yīng)力狀態(tài)的概念 150
7.2.2  解析法 151
7.2.3  幾何法——應(yīng)力圓法 155
7.3  空間應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力分析 160
7.3.1  空間應(yīng)力狀態(tài)的概念 160
7.3.2  任意截面上的應(yīng)力 161
7.3.3  最大切應(yīng)力及其方位 162
7.4  廣義胡克定律 163
7.4.1  廣義胡克定律 163
7.4.2  體積應(yīng)變 165
7.4.3  空間應(yīng)力狀態(tài)的比能 167
7.5  強(qiáng) 度 理 論 168
7.5.1  4個(gè)強(qiáng)度理論 169
7.5.2  相當(dāng)應(yīng)力及強(qiáng)度條件 173
7.5.3  強(qiáng)度理論的應(yīng)用 173
7.6  習(xí)題 175
第8章  組合變形的強(qiáng)度計(jì)算 185
8.1  組合變形的概念 185
8.2  斜彎曲 186
8.3  拉伸(壓縮)與彎曲的組合 189
8.4  偏心拉伸(壓縮) 193
8.4.1  偏心拉(壓)的應(yīng)力計(jì)算 194
8.4.2  截面核心 196
8.5  扭轉(zhuǎn)與彎曲 199
8.6  習(xí)題 202
第9章  壓桿穩(wěn)定 209
9.1  壓桿穩(wěn)定的概念 209
9.2  理想壓桿臨界力的計(jì)算 210
9.2.1  兩端鉸支細(xì)長(zhǎng)壓桿的
臨界力 210
9.2.2  一端固定、一端自由細(xì)長(zhǎng)
壓桿的臨界力 212
9.2.3  兩端固定的細(xì)長(zhǎng)壓桿的
臨界力 213
9.2.4  細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界力公式 215
9.3  歐拉公式的適用范圍 216
9.3.1  臨界應(yīng)力和柔度 216
9.3.2  歐拉公式的適用范圍 216
9.3.3  臨界應(yīng)力總圖 217
9.4  壓桿的穩(wěn)定計(jì)算 218
9.4.1  穩(wěn)定安全因數(shù)法 218
9.4.2  穩(wěn)定因數(shù)法 220
9.4.3  穩(wěn)定條件的應(yīng)用 224
9.5  壓桿的合理截面設(shè)計(jì) 227
9.6  習(xí)題 228
第10章  能量法 233
10.1  概述 233
10.2  應(yīng)變能和余能 233
10.2.1  應(yīng)變能 233
10.2.2  余能 237
10.3  卡氏定理 238
10.3.1  卡氏第一定理 239
10.3.2  卡氏第二定理 240
10.4  用能量法求解超靜定問(wèn)題 242
10.5  習(xí)題 244
第11章  動(dòng)荷載與交變應(yīng)力 247
11.1  概述 247
11.2  加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或等角速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的
動(dòng)應(yīng)力計(jì)算 247
11.2.1  構(gòu)件做等加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 247
11.2.2  構(gòu)件做等角速轉(zhuǎn)動(dòng) 250
11.3  沖擊荷載 251
11.4  交變應(yīng)力 257
11.4.1  交變應(yīng)力及應(yīng)力-時(shí)間
歷程 257
11.4.2  金屬疲勞破壞的概念 258
11.4.3  金屬材料的S-N曲線(xiàn)和
疲勞極限 259
11.4.4  鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其連接部位的
S-N曲線(xiàn) 260
11.4.5  鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其連接部位的
疲勞計(jì)算 262
11.5  習(xí)題 265
附錄A  截面的幾何性質(zhì) 269
附錄B  常用材料的力學(xué)性能 282
附錄C  型鋼表 285
附錄D  簡(jiǎn)單荷載作用下梁的撓度和
轉(zhuǎn)角 298
附錄E  常見(jiàn)截面的幾何性質(zhì) 301
有關(guān)術(shù)語(yǔ)中英文對(duì)照表 303
各章習(xí)題參考答案 311
主要符號(hào)表 322
參考文獻(xiàn) 325