材料力學

目    錄
第1章  緒論    1
1.1  材料力學的基本任務    1
1.2  可變形固體及其基本假設    2
1.3  外力及其分類    2
1.4  內力和應力的概念    3
1.4.1  內力    3
1.4.2  應力    4
1.5  變形與應變    5
1.6  材料力學的研究對象及其幾何特征    6
1.7  桿件變形的基本形式    6
1.7.1  軸向拉伸或壓縮    6
1.7.2  剪切    7
1.7.3  扭轉    7
1.7.4  彎曲    7
本章小結    7
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  軸力和軸力圖    10
2.3  拉(壓)桿內的應力    12
2.3.1  拉(壓)桿橫截面上的應力    12
2.3.2  拉(壓)桿斜截面上的應力    14
2.4  拉(壓)桿的變形    15
2.4.1  縱向線應變和橫向線應變    15
2.4.2  胡克定律    16
2.5  拉(壓)桿內的應變能    19
2.6  材料在拉伸和壓縮時的力學性能    20
2.6.1  材料在拉伸時的力學性能    20
2.6.2  材料在壓縮時的力學性能    24
2.7  許用應力與強度條件    25
2.7.1  安全因數(shù)和許用應力    25
2.7.2  強度條件    25
2.8  拉伸(壓縮)的超靜定問題    28
2.8.1  超靜定問題的概念    28
2.8.2  拉(壓)桿超靜定問題的解法    28
2.8.3  裝配應力和溫度應力    30
2.9  應力集中的概念    33
本章小結    35
習題    35
第3章  扭轉與剪切    43
3.1  扭轉的概念    43
3.2  扭矩和扭矩圖    44
3.2.1  外力偶矩的計算    44
3.2.2  扭矩及扭矩圖    44
3.3  剪切胡克定律與切應力互等定理    47
3.3.1  薄壁圓筒扭轉時的切應力    47
3.3.2  剪切胡克定律    48
3.3.3  切應力互等定理    49
3.4  圓軸扭轉時的應力與強度條件    49
3.4.1  圓軸扭轉時橫截面上的應力    49
3.4.2  圓軸扭轉的強度條件    52
3.5  圓軸扭轉變形與剛度條件    53
3.5.1  圓軸扭轉時的變形    53
3.5.2  圓軸扭轉的剛度條件    54
3.6  圓軸扭轉的超靜定問題    55
3.7  矩形截面桿的扭轉應力與變形    57
3.8  剪切和擠壓的實用計算    59
3.8.1  剪切的概念    59
3.8.2  剪切的實用計算    60
3.8.3  擠壓的實用計算    61
本章小結    63
習題    64
第4章  彎曲內力    69
4.1  彎曲的概念及梁的計算簡圖    69
4.1.1  彎曲的概念    69
4.1.2  梁的計算簡圖    70
4.2  剪力和彎矩    72
4.3  剪力方程和彎矩方程·剪力圖和
彎矩圖    74
4.4  載荷集度、剪力和彎矩間的微分
關系及其應用    78
4.4.1  載荷集度、剪力和彎矩間的
微分關系    78
4.4.2  作剪力圖和彎矩圖的
簡易方法    80
4.5  用疊加原理作梁的彎矩圖    82
4.6  平面剛架和曲桿的彎曲內力    84
本章小結    86
習題    86
第5章  彎曲應力    92
5.1  彎曲時梁橫截面上的正應力    92
5.1.1  純彎曲和橫力彎曲的概念    92
5.1.2  純彎曲時梁橫截面上的
正應力    93
5.1.3  橫力彎曲時梁橫截面上的
正應力    97
5.2  彎曲時梁橫截面上的切應力    99
5.2.1  矩形梁橫截面上的切應力    99
5.2.2  工字形截面梁    102
5.2.3  其他形狀截面梁    103
5.3  梁的強度條件    104
5.3.1  彎曲正應力強度條件    104
5.3.2  彎曲切應力強度條件    106
5.4  提高彎曲強度的措施    108
5.4.1  減小彎矩值    108
5.4.2  選擇合理的截面形狀    109
5.4.3  采用變截面梁或等強度梁    111
5.5  彎曲中心的概念    112
本章小結    114
習題    114
第6章  彎曲變形    119
6.1  彎曲變形的概念    119
6.2  梁的撓曲線近似微分方程    119
6.3  積分法求梁的彎曲變形    121
6.4  疊加法求梁的彎曲變形    126
6.5  梁的剛度條件    131
6.6  提高梁剛度的措施    132
6.6.1  選擇合理的截面形狀，
增大梁的彎曲剛度EI    132
6.6.2  合理選用載荷類型，改善梁的
結構布局減少跨長    132
6.7  簡單超靜定梁    133
本章小結    137
習題    137
第7章  應力狀態(tài)和強度理論    142
7.1  概述    142
7.2  平面應力狀態(tài)下的應力分析    144
7.2.1  斜截面方位角和應力分量的
正負號約定    144
7.2.2  平面應力狀態(tài)分析——
解析法    145
7.2.3  平面應力分析——
圖解法(應力圓)    148
7.3  空間應力狀態(tài)的概念    152
7.3.1  空間應力狀態(tài)的一般形式    152
7.3.2  三向應力狀態(tài)及應力圓    153
7.3.3  三向應力狀態(tài)中切應力
及其方位    154
7.4  廣義胡克定律    155
7.4.1  一般空間應力狀態(tài)下的
廣義胡克定律    155
7.4.2  特殊應力狀態(tài)下的廣義
胡克定律    156
7.4.3  材料彈性常數(shù)之間的關系    157
7.4.4  各向同性材料的體應變    157
7.5  平面應變狀態(tài)及應變測量    158
7.5.1  任意方向的應變    159
7.5.2  主應變及其方向    160
7.5.3  應變的測量    161
7.6  空間應力狀態(tài)下的應變能密度    163
7.7  強度理論及應用    164
7.7.1  4種常用強度理論    164
7.7.2  強度理論的應用    167
本章小結    170
習題    171
第8章  組合變形    176
8.1  組合變形的概念    176
8.2  斜彎曲    177
8.2.1  斜彎曲橫截面上正應力及
強度條件    177
8.2.2  斜彎曲中性軸位置    179
8.2.3  斜彎曲的變形    179
8.3  拉伸(壓縮)與彎曲的組合    180
8.3.1  橫向力與軸向力共同作用    180
8.3.2  偏心拉伸(壓縮)    182
8.4  扭轉與彎曲的組合    185
本章小結    188
習題    188
第9章  壓桿穩(wěn)定    195
9.1  壓桿穩(wěn)定的概念    195
9.2  細長壓桿的臨界壓力    197
9.2.1  兩端鉸支細長壓桿的
臨界壓力    197
9.2.2  其他支承形式下細長壓桿的
臨界壓力    198
9.3  歐拉公式的適用范圍    200
9.3.1  臨界應力    200
9.3.2  歐拉公式的適用范圍    200
9.3.3  臨界應力的經(jīng)驗公式    201
9.4  壓桿的穩(wěn)定計算    202
9.5  提高壓桿穩(wěn)定性的措施    204
本章小結    205
習題    205
第10章  動載荷    208
10.1  概述    208
10.2  用動靜法求應力和變形    208
10.2.1  等加速直線運動時構件的
應力計算    208
10.2.2  等角速度轉動時構件的
應力計算    210
10.3  桿件受沖擊時的應力和變形    212
10.4  沖擊韌性    215
10.5  提高桿件抗沖擊載荷能力的措施    217
本章小結    218
習題    218
第11章  交變應力    222
11.1  概述    222
11.2  交變應力的循環(huán)特征、應力幅和
平均應力    224
11.3  材料的持久極限及影響因素    225
11.3.1  材料的持久極限    225
11.3.2  影響持久極限的因素    226
11.4  對稱循環(huán)交變應力下構件的
疲勞強度計算    230
11.5  持久極限曲線    232
11.6  非對稱循環(huán)下構件的疲勞強度
計算    233
11.7  彎扭組合交變應力的強度計算    236
11.8  提高構件疲勞強度的措施    238
本章小結    240
習題    240
第12章  能量方法    244
12.1  概述    244
12.2  桿件應變能的計算    244
12.2.1  軸向拉伸或壓縮    244
12.2.2  扭轉    245
12.2.3  彎曲    246
12.2.4  應變能的普遍表達式    246
12.3  互等定理    247
12.4  卡氏定理    249
12.5  單位荷載法  莫爾積分    251
12.6  圖乘法    253
本章小結    256
習題    257
附錄A  平面圖形的幾何性質    260
附錄B  型鋼表    273
附錄C  習題參考答案    286
參考文獻    296