材料力学

目　　录

第1章  绪论 1
1.1  材料力学的任务 1
1.2  可变形固体的性质及其基本假设 2
1.3  内力及应力的概念 3
1.3.1  内力的概念 3
1.3.2  应力的概念 5
1.4  杆件的基本变形形式 6
第2章  轴向拉伸和压缩 9
2.1  轴向拉伸和压缩的概念 9
2.2  轴力、轴力图 10
2.3  拉(压)杆内的应力 12
2.3.1  拉(压)杆横截面上的应力 12
2.3.2  拉(压)杆斜截面上的应力 13
2.4  拉(压)杆的变形 16
2.4.1  绝对变形胡克定律 16
2.4.2  相对变形、泊松比 17
2.5  材料在拉伸和压缩时的力学性能 20
2.5.1  材料的拉伸和压缩试验 20
2.5.2  低碳钢拉伸时的力学性能 21
2.5.3  其他金属材料在拉伸时的
力学性能 24
2.5.4  金属材料在压缩时的
力学性能 25
2.5.5  几种非金属材料的力学性能 26
2.5.6  塑性材料和脆性材料的
主要区别 27
2.6  许用应力与强度条件 28
2.6.1  许用应力 28
2.6.2  强度条件 29
2.7  应力集中 32
2.7.1  应力集中 32
2.7.2  应力集中对构件强度的影响 33
2.8  拉(压)杆的超静定问题 33
2.8.1  超静定问题的提出及其
求解方法 33
2.8.2  装配应力 36
2.8.3  温度应力 39
2.9  习题 40
第3章  扭转与剪切 47
3.1  扭转的概念及实例 47
3.2  扭矩的计算和扭矩图 48
3.2.1  外力偶矩的计算 48
3.2.2  扭矩及扭矩图 49
3.3  圆轴扭转时的应力与强度条件 52
3.3.1  薄壁圆筒的扭转应力 52
3.3.2  圆截面轴扭转时横截面上的
应力 54
3.3.3  斜截面上的应力 57
3.3.4  强度条件 59
3.4  圆轴扭转时的变形与刚度条件 61
3.4.1  扭转变形公式 61
3.4.2  圆轴扭转刚度条件 61
3.5  扭转超静定问题 63
3.6  剪切的概念及实例 65
3.7  连接件的强度计算 66
3.7.1  剪切实用计算 66
3.7.2  挤压实用计算 67
3.8  习题 72
第4章  弯曲内力 81
4.1  平面弯曲的概念及梁的计算简图 81
4.1.1  平面弯曲的概念 82
4.1.2  梁的计算简图 82
4.2  梁的内力及内力图 84
4.2.1  梁的内力——剪力和弯矩 84
4.2.2  梁的内力图——剪力图和
弯矩图 88
4.2.3  平面刚架与曲杆的内力图 97
4.3  习题 99
第5章  弯曲应力 105
5.1  纯弯曲时梁横截面上的正应力 105
5.1.1  试验分析及假设 105
5.1.2  正应力公式的推导 106
5.1.3  纯弯曲理论的推广 108
5.1.4  正应力公式的适用条件 108
5.1.5  梁的正应力强度计算 110
5.2  梁的横截面上的切应力 114
5.2.1  矩形截面梁横截面上的
切应力 114
5.2.2  其他截面梁的切应力 116
5.2.3  梁的切应力强度条件 118
5.3  梁的合理设计 120
5.3.1  合理配置支座和荷载 120
5.3.2  合理设计截面形状 121
5.3.3  合理设计梁的形状——
变截面梁 122
5.4  习题 123
第6章  弯曲变形 129
6.1  弯曲变形的基本概念 129
6.2  梁的挠曲线近似微分方程 130
6.3  积分法求梁的变形 131
6.3.1  两次积分 131
6.3.2  积分常数的确定 131
6.4  叠加法求梁的变形 137
6.5  梁的刚度条件 140
6.6  梁的合理刚度设计 141
6.7  简单超静定梁的求解 143
6.8  习题 145
第7章  应力状态和强度理论 149
7.1  概述 149
7.2  平面应力状态下的应力分析 150
7.2.1  平面应力状态的概念 150
7.2.2  解析法 151
7.2.3  几何法——应力圆法 155
7.3  空间应力状态下的应力分析 160
7.3.1  空间应力状态的概念 160
7.3.2  任意截面上的应力 161
7.3.3  最大切应力及其方位 162
7.4  广义胡克定律 163
7.4.1  广义胡克定律 163
7.4.2  体积应变 165
7.4.3  空间应力状态的比能 167
7.5  强 度 理 论 168
7.5.1  4个强度理论 169
7.5.2  相当应力及强度条件 173
7.5.3  强度理论的应用 173
7.6  习题 175
第8章  组合变形的强度计算 185
8.1  组合变形的概念 185
8.2  斜弯曲 186
8.3  拉伸(压缩)与弯曲的组合 189
8.4  偏心拉伸(压缩) 193
8.4.1  偏心拉(压)的应力计算 194
8.4.2  截面核心 196
8.5  扭转与弯曲 199
8.6  习题 202
第9章  压杆稳定 209
9.1  压杆稳定的概念 209
9.2  理想压杆临界力的计算 210
9.2.1  两端铰支细长压杆的
临界力 210
9.2.2  一端固定、一端自由细长
压杆的临界力 212
9.2.3  两端固定的细长压杆的
临界力 213
9.2.4  细长压杆的临界力公式 215
9.3  欧拉公式的适用范围 216
9.3.1  临界应力和柔度 216
9.3.2  欧拉公式的适用范围 216
9.3.3  临界应力总图 217
9.4  压杆的稳定计算 218
9.4.1  稳定安全因数法 218
9.4.2  稳定因数法 220
9.4.3  稳定条件的应用 224
9.5  压杆的合理截面设计 227
9.6  习题 228
第10章  能量法 233
10.1  概述 233
10.2  应变能和余能 233
10.2.1  应变能 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  用能量法求解超静定问题 242
10.5  习题 244
第11章  动荷载与交变应力 247
11.1  概述 247
11.2  加速直线运动或等角速转动时的
动应力计算 247
11.2.1  构件做等加速直线运动 247
11.2.2  构件做等角速转动 250
11.3  冲击荷载 251
11.4  交变应力 257
11.4.1  交变应力及应力-时间
历程 257
11.4.2  金属疲劳破坏的概念 258
11.4.3  金属材料的S-N曲线和
疲劳极限 259
11.4.4  钢结构构件及其连接部位的
S-N曲线 260
11.4.5  钢结构构件及其连接部位的
疲劳计算 262
11.5  习题 265
附录A  截面的几何性质 269
附录B  常用材料的力学性能 282
附录C  型钢表 285
附录D  简单荷载作用下梁的挠度和
转角 298
附录E  常见截面的几何性质 301
有关术语中英文对照表 303
各章习题参考答案 311
主要符号表 322
参考文献 325