材料力學(xué)（陳菊芳）

第1章 緒論 1

1.1 材料力學(xué)的任務(wù) 1

1.1.1 構(gòu)件的承載能力 1

1.1.2 材料力學(xué)的任務(wù) 2

1.2 材料力學(xué)的基本假設(shè) 3

1.2.1 對變形固體的基本假設(shè) 3

1.2.2 對構(gòu)件變形的基本假設(shè) 3

1.3 外力、 內(nèi)力和應(yīng)力 4

1.3.1 外力 4

1.3.2 內(nèi)力與截面法 4

1.3.3 應(yīng)力 6

1.4 變形與應(yīng)變 7

1.5 桿件變形的基本形式 8

思考題 9

習(xí)題 10

第2章 軸向拉伸與壓縮 11

2.1 引言 11

2.2 拉（壓）桿的內(nèi)力 12

2.2.1 軸力 12

2.2.2 軸力圖 13

2.3 拉（壓）桿的應(yīng)力 15

2.3.1 拉（壓）桿橫截面上的應(yīng)力 15

2.3.2 圣維南原理 16

2.3.3 拉（壓）桿斜截面上的應(yīng)力 17

2.4 材料拉伸時的力學(xué)性能 19

2.4.1 拉伸試驗與σε曲線 19

2.4.2 低碳鋼拉伸時的力學(xué)性能 20

2.4.3 其他塑性材料拉伸時的力學(xué)性能 22

2.4.4 鑄鐵拉伸時的力學(xué)性能 23

2.5 材料壓縮時的力學(xué)性能 24

2.6 拉（壓）桿的強度計算 25

2.6.1 極限應(yīng)力、 許用應(yīng)力與安全因數(shù) 25

2.6.2 拉（壓）桿的強度條件 26

2.7 拉（壓）桿的變形 29

2.7.1 拉（壓）桿的軸向變形 29

2.7.2 拉（壓）桿的橫向變形 30

2.8 拉（壓）桿的超靜定問題 33

2.8.1 拉（壓）桿超靜定問題的解法 33

2.8.2 溫度應(yīng)力 35

2.8.3 裝配應(yīng)力 36

2.9 應(yīng)力集中的概念 37

思考題 39

習(xí)題 40

第3章 剪切與擠壓 48

3.1 引言 48

3.2 剪切的實用計算 49

3.2.1 剪切面上的內(nèi)力 49

3.2.2 剪切面上的應(yīng)力 49

3.2.3 剪切強度條件 49

3.3 擠壓的實用計算 50

3.3.1 擠壓應(yīng)力的實用計算 50

3.3.2 擠壓強度條件 50

3.4 連接件的強度計算 51

思考題 56

習(xí)題 56

第4章 扭轉(zhuǎn) 60

4.1 引言 60

4.2 外力偶矩、 扭矩和扭矩圖 61

4.2.1 外力偶矩的計算 61

4.2.2 扭矩 61

4.2.3 扭矩圖 62

4.3 圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力與強度條件 64

4.3.1 薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)時的切應(yīng)力 64

4.3.2 切應(yīng)力互等定理 64

4.3.3 切應(yīng)變與剪切胡克定律 65

4.3.4 圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力 65

4.3.5 極慣性矩和抗扭截面系數(shù) 68

4.3.6 扭轉(zhuǎn)圓軸的強度 70

4.4 圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形與剛度條件 71

4.4.1 扭轉(zhuǎn)角 71

4.4.2 圓軸扭轉(zhuǎn)的剛度條件 73

4.5 非圓截面桿扭轉(zhuǎn)的概念 75

4.5.1 自由扭轉(zhuǎn)與約束扭轉(zhuǎn) 75

4.5.2 矩形截面桿的自由扭轉(zhuǎn) 76

4.5.3 開口薄壁桿件的自由扭轉(zhuǎn) 77

4.5.4 閉口薄壁桿件的自由扭轉(zhuǎn) 78

思考題 80

習(xí)題 82

第5章 彎曲內(nèi)力 86

5.1 引言 86

5.2 梁的計算簡圖 87

5.2.1 支座約束的基本形式 87

5.2.2 載荷的基本形式 87

5.2.3 靜定梁的基本形式 88

5.3 剪力與彎矩 89

5.4 剪力、 彎矩方程與剪力、 彎矩圖 91

5.5 剪力、 彎矩與載荷集度間的微分關(guān)系 96

5.5.1 剪力、 彎矩與載荷集度間的微分關(guān)系 96

5.5.2 利用剪力、 彎矩與載荷集度間的微分關(guān)系繪制剪力圖、 彎矩圖 97

5.5.3 剪力、 彎矩與載荷集度間的積分關(guān)系 102

5.6 平面剛架的彎曲內(nèi)力 104

思考題 105

習(xí)題 105

第6章 彎曲應(yīng)力 109

6.1 引言 109

6.2 截面圖形的幾何性質(zhì) 109

6.2.1 靜矩與形心 110

6.2.2 慣性矩、 慣性積和慣性半徑 112

6.2.3 平行移軸公式 114

6.2.4 轉(zhuǎn)軸公式 115

6.3 梁在平面彎曲時橫截面上的正應(yīng)力 116

6.3.1 變形的幾何關(guān)系 116

6.3.2 物理關(guān)系 118

6.3.3 靜力關(guān)系 118

6.4 梁的正應(yīng)力強度條件 122

6.5 彎曲切應(yīng)力 127

6.5.1 矩形截面梁的彎曲切應(yīng)力 127

6.5.2 工字形截面梁的彎曲切應(yīng)力 130

6.5.3 圓形截面梁的彎曲切應(yīng)力 131

6.5.4 薄壁圓環(huán)形截面 132

6.6 梁的切應(yīng)力強度校核 133

6.7 提高梁的彎曲強度的措施 136

思考題 140

習(xí)題 141

第7章 彎曲變形 147

7.1 引言 147

7.2 撓曲線的近似微分方程 148

7.3 用積分法求梁的變形 149

7.4 用疊加法求梁的變形 155

7.5 簡單超靜定梁 163

7.6 梁的剛度條件及提高梁剛度的措施 165

7.6.1 剛度條件 165

7.6.2 提高梁剛度的措施 166

思考題 167

習(xí)題 168

第8章 應(yīng)力狀態(tài)分析與強度理論 172

8.1 引言 172

8.2 應(yīng)力狀態(tài)的概念 172

8.3 復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的工程實例 174

8.3.1 二向應(yīng)力狀態(tài)的工程實例 174

8.3.2 三向應(yīng)力狀態(tài)的工程實例 176

8.4 二向應(yīng)力狀態(tài)分析的解析法 176

8.4.1 任意斜截面上的應(yīng)力 176

8.4.2 主平面與主應(yīng)力 177

8.5 二向應(yīng)力狀態(tài)分析的圖解法 179

8.5.1 應(yīng)力圓的概念 179

8.5.2 應(yīng)力圓的作法 179

8.5.3 根據(jù)應(yīng)力圓確定斜截面上的應(yīng)力 180

8.5.4 根據(jù)應(yīng)力圓確定主應(yīng)力與極值應(yīng)力 180

8.6 三向應(yīng)力狀態(tài) 183

8.6.1 三向應(yīng)力圓 183

8.6.2 最大應(yīng)力 183

8.7 廣義胡克定律 185

8.8 強度理論 187

8.8.1 強度理論概念 187

8.8.2 適用于脆性斷裂的強度理論 188

8.8.3 適用于塑性屈服的強度理論 189

8.8.4 強度理論的選用 190

思考題 191

習(xí)題 193

第9章 組合變形 197

9.1 引言 197

9.2 斜彎曲 198

9.2.1 斜彎曲的應(yīng)力計算 198

9.2.2 斜彎曲梁的中性軸 199

9.3 拉伸（壓縮）與彎曲的組合變形 201

9.4 彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合變形 204

思考題 210

習(xí)題 211

第10章 壓桿穩(wěn)定 216

10.1 引言 216

10.2 細長壓桿的臨界壓力 218

10.2.1 兩端鉸支細長壓桿的臨界壓力 218

10.2.2 其他支座細長壓桿的臨界載荷 220

10.3 歐拉公式的適用范圍和經(jīng)驗公式 222

10.3.1 臨界應(yīng)力與柔度 223

10.3.2 歐拉公式的適用范圍 223

10.3.3 臨界應(yīng)力的經(jīng)驗公式 223

10.3.4 臨界應(yīng)力總圖 224

10.4 壓桿的穩(wěn)定計算 225

10.5 提高壓桿穩(wěn)定的措施 230

思考題 233

習(xí)題 234

第11章 動載荷 239

11.1 引言 239

11.2 桿件作加速運動時的應(yīng)力與變形 239

11.2.1 桿件作勻加速直線運動 239

11.2.2 桿件作勻速圓周運動 240

11.3 桿件受沖擊時的應(yīng)力與變形 244

11.3.1 垂直沖擊 244

11.3.2 水平?jīng)_擊 248

11.3.3 突然剎車 249

11.3.4 提高桿件承受沖擊能力的措施 250

11.4 交變應(yīng)力與疲勞破壞 251

11.4.1 交變應(yīng)力與疲勞破壞 251

11.4.2 交變應(yīng)力的特征參數(shù) 253

11.5 桿件的疲勞強度計算 254

11.5.1 材料的疲勞極限 254

11.5.2 影響桿件疲勞極限的因素 255

11.5.3 對稱循環(huán)下桿件的疲勞強度計算 258

11.5.4 非對稱循環(huán)下桿件的疲勞強度計算 259

11.5.5 彎扭組合交變應(yīng)力下桿件的疲勞強度計算 260

11.5.6 提高桿件疲勞強度的措施 261

思考題 261

習(xí)題 263

第12章 能量法 269

12.1 引言 269

12.2 桿件應(yīng)變能的計算 269

12.2.1 軸向拉（壓）桿的應(yīng)變能 269

12.2.2 扭轉(zhuǎn)圓軸的應(yīng)變能 270

12.2.3 彎曲梁的應(yīng)變能 270

12.2.4 組合變形桿的應(yīng)變能 270

12.3 互等定理 272

12.4 卡氏定理 274

12.5 莫爾定理與單位載荷法 278

12.5.1 莫爾定理 278

12.5.2 單位載荷法 279

12.5.3 計算莫爾積分的圖乘法 282

12.6 用單位載荷法求解超靜定問題 285

12.6.1 用力法分析超靜定問題 285

12.6.2 對稱與反對稱超靜定問題分析 286

思考題 288

習(xí)題 289

附錄 294

附錄A 常用材料的力學(xué)性能 294

附錄B 型鋼表(GB/T 706—2008) 295

附錄C 思考題與習(xí)題參考答案 307

參考文獻 317

本書是“十二五”江蘇省高等學(xué)校重點教材，也是為應(yīng)用型本科院校精心編寫的材料力學(xué)教材。

本書共12章，主要內(nèi)容包括緒論、 軸向拉伸與壓縮、 剪切與擠壓、 扭轉(zhuǎn)、 彎曲內(nèi)力、 彎曲應(yīng)力、 彎曲變形、 應(yīng)力狀態(tài)分析與強度理論、 組合變形、 壓桿穩(wěn)定、 動載荷和能量法等。本書中每章例題經(jīng)過精心挑選，注意理論與工程實際問題結(jié)合，并配有解題分析和討論。 各章末均配有思考題與習(xí)題，附錄C給出了思考題與習(xí)題參考答案。

本書適合作為應(yīng)用型本科院校工科各專業(yè)的“材料力學(xué)”課程的教材，也可作為高職高專和成人教育的教材，還可作為相關(guān)工程技術(shù)人員的參考書。

美陳：美術(shù)陳列。 將產(chǎn)品元素以占據(jù)一定空間使其具有可視形象以供欣賞的藝術(shù)。

美陳產(chǎn)品主要通過它的材料、造型、顏色三方面來體現(xiàn)藝術(shù)設(shè)計理念。是為了你某種特定的需要，通過藝術(shù)創(chuàng)造，公開而廣泛地向公眾宣傳。美陳設(shè)計是藝術(shù)家們幫助企業(yè)占領(lǐng)市場、推銷產(chǎn)品、樹立品牌、擴大知名度的重要形式，主要目的是擴大經(jīng)濟效益。

美陳屬于空間設(shè)計專業(yè)，根據(jù)市場需求定位而繁衍成一門綜合性很強的學(xué)科，美陳具有很鮮明的行業(yè)特色。美陳是現(xiàn)代新興起的學(xué)科，是集合廣告專業(yè)、室內(nèi)專業(yè)、環(huán)境景觀藝術(shù)、工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計等綜合設(shè)計很強的專業(yè)。美陳設(shè)計師應(yīng)具備豐富的文化素養(yǎng)，有較強的創(chuàng)意、策劃、組織與協(xié)作能力。應(yīng)熟練掌握系統(tǒng)設(shè)計的方法和技能，把握時代及展示專業(yè)發(fā)展規(guī)律，對專業(yè)設(shè)計所涉及的空間、造型、聲光、電等方面具備很強的創(chuàng)造和綜合表達能力，同時具備現(xiàn)代科技技術(shù)和心理學(xué)、人機工程學(xué)等相關(guān)學(xué)科知識。產(chǎn)品元素設(shè)計出發(fā)點是建立在客戶的需求和大眾的審美之上，它是一種綜合性的廣告宣傳手法，與一般廣告不同，更強調(diào)突出造型的藝術(shù)主題、表現(xiàn)手法。2100433B

材料力學(xué)的創(chuàng)始人伽利略，就曾用材料力學(xué)實驗試驗研究了拉伸、壓縮和彎曲現(xiàn)象。材料力學(xué)實驗部分在整個材料力學(xué)中具有重要地位，材料力學(xué)實驗與材料力學(xué)理論教學(xué)互為支持，互為驗證，加強對材料力學(xué)理論知識的理解。主要內(nèi)容包括：材料力學(xué)實驗的內(nèi)容、材料力學(xué)實驗的標(biāo)準、方法和要求、實驗程序和實驗報告組成。根據(jù)實驗的性質(zhì)，材料的力學(xué)實驗可分三類。