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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