材料力學：桿系變形的發(fā)現(xiàn)圖書目錄

前言

第一章緒論1

第一節(jié)材料力學的由來、任務、作用與學習1

第二節(jié)變形固體的基本假設6

第三節(jié)材料力學的基本概念7

第四節(jié)單向應力狀態(tài)的本構(gòu)關系10

第五節(jié)構(gòu)件變形的基本形式12

第六節(jié)結(jié)語14

思考題14

習題15

第二章軸向拉伸與壓縮16

第一節(jié)引言16

第二節(jié)軸力與軸力圖17

第三節(jié)拉壓桿應力20

第四節(jié)材料在拉壓時的力學性能27

第五節(jié)拉壓桿的強度條件33

第六節(jié)拉壓桿變形34

第七節(jié)拉壓桿超靜定問題37

第八節(jié)結(jié)語42

思考題43

習題44

第三章連接件體系的強度實用計算48

第一節(jié)引言48

第二節(jié)剪切的實用計算50

第三節(jié)擠壓的實用計算51

第四節(jié)結(jié)語52

思考題53

習題53

第四章扭轉(zhuǎn)56

第一節(jié)引言56

第二節(jié)外力偶矩、扭矩及扭矩圖57

第三節(jié)純剪切、切應力互等定理及剪切鄭玄－胡克定律59

第四節(jié)圓軸扭轉(zhuǎn)橫截面應力和強度條件61

*第五節(jié)圓軸扭轉(zhuǎn)斜截面應力66

第六節(jié)圓軸扭轉(zhuǎn)的變形和剛度條件68

第七節(jié)扭轉(zhuǎn)軸的簡單超靜定問題69

*第八節(jié)矩形截面桿的扭轉(zhuǎn)71

第九節(jié)結(jié)語72

思考題73

習題73

第五章平面圖形的幾何性質(zhì)76

第一節(jié)引言76

第二節(jié)靜矩與形心78

第三節(jié)慣性矩與慣性積80

第四節(jié)平行移軸公式81

第五節(jié)轉(zhuǎn)軸公式、主慣性軸和主慣性矩83

第六節(jié)結(jié)語87

習題87

第六章彎曲內(nèi)力90

第一節(jié)引言90

第二節(jié)梁的內(nèi)力——剪力和彎矩91

第三節(jié)剪力函數(shù)、彎矩函數(shù)和剪力圖、彎矩圖94

第四節(jié)載荷集度、剪力、彎矩間的微分關系97

第五節(jié)響應函數(shù)的橫向關系102

第六節(jié)用疊加原理求彎矩圖105

第七節(jié)平面剛架的內(nèi)力圖106

第八節(jié)結(jié)語108

思考題108

習題110

第七章彎曲應力114

第一節(jié)引言114

第二節(jié)彎曲正應力115

第三節(jié)彎曲正應力的強度條件120

第四節(jié)彎曲切應力及其強度條件124

*第五節(jié)彎曲中心131

第六節(jié)提高梁強度的措施132

第七節(jié)結(jié)語136

思考題137

習題138

第八章彎曲變形142

第一節(jié)引言143

第二節(jié)梁變形的基本概念144

第三節(jié)撓曲線的近似微分方程144

第四節(jié)積分法求梁的變形147

第五節(jié)疊加法求梁的變形153

第六節(jié)梁的剛度條件與提高梁剛度的措施160

第七節(jié)用變形比較法解簡單的超靜定梁162

第八節(jié)結(jié)語164

思考題164

習題165

第九章應力狀態(tài)理論168

第一節(jié)引言168

第二節(jié)尋找研究思路和建立相關的概念169

第三節(jié)平面應力狀態(tài)的應力分析——解析法172

第四節(jié)平面應力狀態(tài)的應力分析——圖解法177

第五節(jié)梁的主應力及其主應力跡線182

第六節(jié)三向應力狀態(tài)分析簡介183

第七節(jié)復雜應力狀態(tài)的變形 —— 廣義鄭玄-胡克定律185

第八節(jié)應變能與應變能密度191

第九節(jié)結(jié)語194

思考題195

習題195

第十章強度理論201

第一節(jié)引言201

第二節(jié)尋找研究思路202

第三節(jié)適用于脆斷材料的強度理論203

第四節(jié)適用于塑性屈服材料的強度理論205

第五節(jié)強度理論的應用207

第六節(jié)結(jié)語209

思考題210

習題211

第十一章組合變形214

第一節(jié)引言214

第二節(jié)兩相互垂直平面內(nèi)的彎曲——斜彎曲215

第三節(jié)拉伸（壓縮）與彎曲的組合221

第四節(jié)彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合變形227

第五節(jié)結(jié)語230

思考題230

習題231

第十二章求變形的能量方法237

第一節(jié)引言237

第二節(jié)桿件應變能的計算238

第三節(jié)卡氏定理246

第四節(jié)莫爾定理254

第五節(jié)互等定理259

第六節(jié)虛功原理260

第七節(jié)結(jié)語261

思考題261

習題262

第十三章超靜定系統(tǒng)266

第一節(jié)引言266

第二節(jié)力法求解超靜定系統(tǒng)267

第三節(jié)利用對稱性簡化超靜定系統(tǒng)的計算和內(nèi)力超靜定系統(tǒng)270

第四節(jié)結(jié)語273

思考題274

習題274

第十四章動載荷278

第一節(jié)引言278

第二節(jié)構(gòu)件作勻加速度直線運動或勻角速度轉(zhuǎn)動時的動應力計算279

第三節(jié)沖擊載荷下應力和變形的計算282

第四節(jié)提高構(gòu)件抗沖擊能力的措施290

第五節(jié)結(jié)語291

思考題292

習題292

第十五章壓桿穩(wěn)定295

第一節(jié)引言295

第二節(jié)兩端鉸支細長壓桿的臨界力297

第三節(jié)兩端約束不同的壓桿的臨界力303

第四節(jié)臨界應力、經(jīng)驗公式和臨界應力總圖306

第五節(jié)壓桿的穩(wěn)定校核309

第六節(jié)提高壓桿穩(wěn)定性的措施311

第七節(jié)結(jié)語312

思考題313

習題313

第十六章交變應力316

第一節(jié)引言316

第二節(jié)交變應力與疲勞失效317

第三節(jié)材料疲勞極限及其測定320

第四節(jié)影響構(gòu)件疲勞極限的主要因素322

第五節(jié)提高構(gòu)件疲勞強度的主要措施326

第六節(jié)結(jié)語327

思考題328

習題328

第十七章桿件在塑性狀態(tài)時的強度計算330

第一節(jié)引言330

第二節(jié)簡單桁架的彈塑性分析331

第三節(jié)圓軸的彈塑性扭轉(zhuǎn)337

第四節(jié)梁的彈塑性彎曲339

第五節(jié)結(jié)語344

思考題344

習題345

附錄347

附錄A常見截面的幾何性質(zhì)347

附錄B常用材料的性能參數(shù)349

附錄C型鋼表352

附錄D部分習題答案365

參考文獻375

跋376 2100433B

隋允康、宇慧平、杜家政編著的《材料力學--桿系變形的發(fā)現(xiàn)(普通高等教育十二五規(guī)劃教材)》力圖表現(xiàn)材料力學知識的發(fā)生過程，共十七章，包括軸向拉伸與壓縮，連接件體系的強度實用計算，扭轉(zhuǎn)，平面圖形的幾何性質(zhì)，彎曲內(nèi)力，彎曲應力，彎曲變形，應力狀態(tài)理論，強度理論，組合變形，求變形的能量方法，超靜定系統(tǒng)，動載荷，壓桿穩(wěn)定，交變應力，桿件在塑性狀態(tài)時的強度計算。本書可作為高等學校工科專業(yè)材料力學教學的教材，也可供相關專業(yè)技術和科研人員參考。

本書共十七章，包括：緒論，軸向拉伸與壓縮，連接件體系的強度實用計算，扭轉(zhuǎn)，平面圖形的幾何性質(zhì)，彎曲內(nèi)力，彎曲應力，彎曲變形，應力狀態(tài)理論，強度理論，組合變形，求變形的能量方法，超靜定系統(tǒng)，動載荷，壓桿穩(wěn)定，交變應力，桿件在塑性狀態(tài)時的強度計算。

包括桿系結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形分析、桿系結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析以及桿系結(jié)構(gòu)的動力分析。在進行結(jié)構(gòu)分析之前，須對實際結(jié)構(gòu)進行合理的簡化，確定計算模型，還要進行幾何構(gòu)造分析，以保證桿系結(jié)構(gòu)的幾何不變性（見結(jié)構(gòu)的幾何不變性）。對于由若干平面桿系結(jié)構(gòu)組成的空間桿系結(jié)構(gòu)，在保證安全可靠的前提下，可略去一些次要因素，將其分解為各個平面桿系結(jié)構(gòu)進行分析。有些空間桿系結(jié)構(gòu)不易分成若干平面結(jié)構(gòu)，只能按空間結(jié)構(gòu)進行分析。平面桿系結(jié)構(gòu)中各桿件一般承受三項內(nèi)力：軸力，力矩和剪力，而空間桿系結(jié)構(gòu)中各桿件一般承受六項內(nèi)力：兩個互相垂直的剪力、兩個互相垂直的、一個軸力和一個扭矩。

桿系結(jié)構(gòu)基本條件

作為桿系結(jié)構(gòu)分析基礎的三個基本條件是：①桿件材料的應力-應變關系。分為線性關系（服從胡克定律）和非線性關系。②力系平衡條件。整個結(jié)構(gòu)的力系，部分結(jié)構(gòu)的力系，一個結(jié)點的力系，都應滿足平衡條件。③變形協(xié)調(diào)條件，即變形前為某一結(jié)點約束的各桿件在變形后仍為同一結(jié)點約束。根據(jù)上述三個條件，可以推演出各種桿系結(jié)構(gòu)的計算方法，用它們不僅能算出結(jié)構(gòu)的桿件內(nèi)力、支座反力，還能算出結(jié)構(gòu)的變形。結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應力過大，會導致結(jié)構(gòu)失去承載能力；而結(jié)構(gòu)的變形過大，或?qū)е陆Y(jié)構(gòu)失去承載能力，或影響結(jié)構(gòu)的正常使用。

桿系結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形分析

靜定桿系結(jié)構(gòu)的內(nèi)力可通過平衡方程直接解出。靜不定桿系結(jié)構(gòu)可采用力法、位移法或兩者相結(jié)合的混合法求解。在用力法求解時，為了滿足變形協(xié)調(diào)條件，經(jīng)常需要計算各種桿件或整個結(jié)構(gòu)在某點的廣義位移（包括線位移和角位移）。常用的計算方法有單位載荷法。

桿系結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析

桿系結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析也是基于上述三個條件。軸心受壓力作用的直桿在壓力較小時只產(chǎn)生軸向變形，而當壓力增大到某限值時會突然產(chǎn)生彎曲變形，即出現(xiàn)壓桿的失穩(wěn)現(xiàn)象。對于壓桿（即柱），已有一些確定臨界載荷值的計算公式。在桿系結(jié)構(gòu)中不僅要考慮個別桿件的局部失穩(wěn)，而且要考慮結(jié)構(gòu)的整體失穩(wěn)。結(jié)構(gòu)在一定的載荷作用下，以一種相應的變形形式處于平衡狀態(tài)。當載荷增大到某一限值時，整個結(jié)構(gòu)體系可能出現(xiàn)失穩(wěn)，即偏離原有的變形形式而過渡到另一種平衡狀態(tài)，或整個結(jié)構(gòu)喪失承載能力。確定結(jié)構(gòu)臨界載荷值的方法與壓桿類似，只是由于桿件較多，需要考慮很多結(jié)點的力系平衡和變形協(xié)調(diào)條件，在數(shù)學處理上較為復雜。

桿系結(jié)構(gòu)動力分析

桿系結(jié)構(gòu)的動力分析主要研究在動載荷下桿系結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的隨時間變化的內(nèi)力和位移。動載荷包括周期性載荷（如各種機器振動）、沖擊載荷（如各種爆炸載荷）以及隨機載荷（如地震，海浪、風引起的載荷）。進行動力分析要在力系中增加慣性力（見相對運動），同時要把載荷、內(nèi)力、位移等都視為時間的函數(shù)。

在桿系結(jié)構(gòu)分析中，也可應用能量方法。在這種方法中，平衡條件或幾何條件被相應的能量原理來代替。其中主要有兩類基本原理：一類是與位移法相關的勢能原理，另一類是與力法相關的余能原理。應用能量原理不僅能分析結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形，也能分析結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和動力特性。

20世紀60年代以前，桿系結(jié)構(gòu)分析主要靠人工計算，所能解決的問題在范圍，規(guī)模和精確度上都受到限制。電子計算機的出現(xiàn)為桿系分析提供了強有力的工具，近年來，應用于桿系結(jié)構(gòu)分析的計算機通用程序和各種專用程序日益增多，這使計算模型可更接近于實際結(jié)構(gòu)而無須作過多的簡化。 2100433B

這種變形一般有圖1幾種情況：

桿塔組立后，其中心線的偏移值y₁，為施工傾斜值。大家對這一點的理解比較一致。因在架線前桿塔未受垂直荷重時，不應產(chǎn)生計算撓度，故只有施工傾斜值y₁。施工驗收規(guī)范中規(guī)定這個值應不大于3H/1000。

但還應控制整體彎曲變形，其值在施工驗收規(guī)范中則沒有規(guī)定。參考有關條文精神，建議不大于2L/1000(L為測量的彎曲區(qū)段長度)。

桿塔架線后，由于垂直荷載產(chǎn)生的最大撓度值，應作為檢驗設計計算撓度的數(shù)值。因最大撓度值屬于結(jié)構(gòu)受力引起的變形，應由設計計算控制。設計規(guī)程規(guī)定：對塔，不超過3H/1000，對桿，不超過5H/1000。

架線后桿塔增加的變形，主要由于垂直荷重產(chǎn)生。而施工傾斜值，除不對稱結(jié)構(gòu)的桿塔會向重載側(cè)有微小變化外，實質(zhì)上仍是架線前的施工傾斜值y₁。對稱結(jié)構(gòu)的桿塔，架線后在理論上不產(chǎn)生計算撓度值，其施工傾斜值仍應與架線前一樣。從這兩種意義來看，現(xiàn)行施工驗收規(guī)范對架線后直線桿塔的施工傾斜值未作規(guī)定，可以理解為因它與桿塔組立前沒有本質(zhì)區(qū)別，故不規(guī)定再測施工傾斜值。該規(guī)范修訂稿還注明了“桿塔組立后的允許傾斜值，也作為架線后竣工驗收的標準”，這就更明確了上述理解。只是施工傾斜的測量位置應為桿塔撓曲曲線的切線與桿塔根部垂線在頂點的位移y₁值，而不是通常測量桿塔頂點與根部垂線的位移y值。

桿塔頂點與根部垂線的位移y值，應為運行傾斜值。這個值在運行規(guī)范中規(guī)定應不超過5H/1000。 y值實為施工傾斜與結(jié)構(gòu)受力變形的綜合結(jié)果，故不能僅理解為施工傾斜值。