材料力學-含練習冊

前言

　　材料力學是高等學校工科專業(yè)的一門技術基礎課，具有工程背景強、應用范圍廣等特點，也是高等院校工科專業(yè)課的基礎。　　目前課程學時壓縮，教學第一線對相應學時的小篇幅教材的需要迫切，本書為滿足這種需要，并依據(jù)教育部高等學校力學教學指導委員會力學基礎課程教學指導分委員會于2008年制定的“理工科非力學專業(yè)力學基礎課程教學基本要求（試行）”，在總結多年教學經驗的基礎上編寫而成的。本書具有以下特點：①秉承了國內同類教材“邏輯清晰、由淺人深、注重基礎知識及工程應用相結合”的原則，針對高等工科院校的教師授課及學生學習特點，注重對分析問題、解決問題的思路及方法的總結；②例題多、習題類型廣，難度分布適當；③力求“貼近現(xiàn)代工程實際，宜于教學”的編寫風格，真正使其成為教師的“備課筆記”，學生的“學習指導書”?！　”緯商m州理工大學宋曦（緒論、第1、2、13章）、楊靜寧（第4、5、6章）、趙永剛（第7、8、9章）、馬連生（第10、11、12章）和天津工業(yè)大學邢靜忠（第3章及附錄I）編寫。全書由蘭州理工大學李世榮主審。　　本書是工科力學系列教材之一，在編寫和出版過程中得到了蘭州理工大學教務處以及工程力學系的支持。為使本書順利出版，科學出版社的同志們付出了辛勤的勞動，做了大量的工作，在此一并表示衷心的感謝！　　本書在編寫過程中，參考了國內外一些優(yōu)秀教材，并選用了其中的部分例題和習題，在此也向這些教材的編者致謝！　　本書可作為高等院校理工科各專業(yè)材料力學課程的教材，也可供相關工程技術人員參考?！　∠抻诰幷咚?，書中的疏漏在所難免，敬請讀者批評指正。

內容概要

　　《材料力學》為滿足目前課程學時壓縮教學第一線迫切需要相應學時的小篇幅教材，并依據(jù)教育部高等學校力學教學指導委員會力學基礎課程教學指導分委員會于2008年制定的“理工科非力學專業(yè)力學基礎課程教學基本要求（試行）”編寫而成的。全書內容包括基本變形、應力狀態(tài)和強度理論、組合變形、壓桿穩(wěn)定、能量法、超靜定、動載荷及交變應力等13章內容。注重基礎知識及工程應用相結合，強化學生能力培養(yǎng)。書中例題類型多，每章后附有習題，書后有參考答案?！　　恫牧狭W》可作為高等院校理工科各專業(yè)材料力學課程的教材，也可供相關工程技術人員參考。

書籍目錄

前言緒論小結習題第1章 軸向拉伸與壓縮1.1 實例及基本概念1.2 軸力及軸力圖1.3 軸向拉壓桿截面上的應力1.4 材料在拉伸壓縮時的力學性能1.5 應力集中的概念1.6 溫度和時間對材料力學性能的影響1.7 軸向拉壓桿的強度計算1.8 軸向拉壓桿的變形1.9 拉壓超靜定問題1.10 溫度應力和裝配應力1.11 軸向拉壓時的應變能小結習題第2章 連接件的實用計算2.1 實例及基本概念2.2 剪切與擠壓實用計算小結習題第3章 扭轉3.1 實例及基本概念3.2 外力偶矩扭矩扭矩圖3.3 薄壁圓筒的扭轉3.4 圓軸扭轉時的應力3.5 圓軸扭轉時的變形3.6 非圓截面桿的扭轉小結習題第4章 彎曲內力4.1 概述4.2 彎曲內力4.3 剪力圖和彎矩圖4.4 分布載荷集度、剪力和彎矩間的關系4.5 平面剛架和曲桿的內力圖小結習題第5章 彎曲應力5.1 概述5.2 純彎曲時梁橫截面上的正應力5.3 橫力彎曲時梁的正應力正應力強度條件5.4 彎曲切應力計算5.5 彎曲切應力的強度校核5.6 開口薄壁截面的彎曲中心5.7 提高梁彎曲強度的主要措施小結習題第6章 彎曲變形超靜定梁6.1 概述6.2 梁的撓曲線近似微分方程6.3 求梁變形的積分法6.4 用疊加法計算彎曲變形6.5 簡單超靜定梁6.6 剛度條件提高梁彎曲剛度的主要措施小結習題第7章 應力狀態(tài)和強度理論7.1 應力狀態(tài)的基本概念7.2 二向應力狀態(tài)分析的解析法7.3 二向應力狀態(tài)分析的圖解法7.4 三向應力狀態(tài)及其應力圓7.5 二向應變狀態(tài)分析7.6 廣義胡克定律7.7 應變能密度7.8 強度理論概述7.9 四種常用的強度理論7.1 0各種強度理論的應用小結習題第8章 組合變形8.1 組合變形和疊加原理8.2 斜彎曲8.3 拉伸（或壓縮）與彎曲的組合8.4 彎曲與扭轉的組合8.5 組合變形的一般情況小結習題第9章 壓桿穩(wěn)定9.1 穩(wěn)定性的概念9.2 兩端鉸支細長壓桿的臨界壓力9.3 其他支座條件下細長壓桿的臨界壓力9.4 臨界應力9.5 壓桿的穩(wěn)定校核9.6 提高壓桿穩(wěn)定性的措施小結習題第10章 能量法10.1 概述10.2 應變能余能10.3 虛功原理10.4 單位載荷法10.5 卡氏定理10.6 互等定理小結習題第11章 用能量法分析超靜定結構11.1 概述11.2 力法11.3 對稱與反對稱性質的利用小結習題第12章 動載荷12.1 等加速度運動構件的動應力計算12.2 構件受沖擊載荷作用時的應力和變形計算12.3 提高構件抵抗沖擊能力的措施小結習題第13章 交變應力13.1 交變應力及疲勞破壞13.2 交變應力的循環(huán)特征和類型13.3 材料的疲勞極限13.4 構件的疲勞極限13.5 對稱循環(huán)下構件的疲勞強度計算13.6 疲勞極限曲線13.7 非對稱循環(huán)下構件的疲勞強度計算13.8 彎扭組合交變應力的疲勞強度計算13.9 提高構件疲勞強度的措施小結習題參考文獻附錄Ⅰ 平面圖形的幾何性質附錄Ⅱ 型鋼表習題參考答案

章節(jié)摘錄

　　有些桁架橋梁突然倒塌，就是由于其中受壓構件的失穩(wěn)造成的。對這類細長壓桿，要求它們工作時能保持原有的直線平衡狀態(tài)，即要求構件應具有足夠的穩(wěn)定性?！　嶋H設計構件時，不但要滿足強度、剛度和穩(wěn)定性三方面的要求，同時，還必須盡可能地合理選用材料和降低材料的消耗量以節(jié)約資金或減輕構件的自重。前者往往要求用較多或較好的材料，后者則要求用較少或價廉的材料，兩者之間存在著矛盾。材料力學的任務就在于力求合理地解決這種矛盾，即在保證滿足強度、剛度和穩(wěn)定性要求的前提下，以最經濟的代價，為構件選擇合適的材料，確定合理的截面形狀和尺寸，為設計構件提供必要的理論基礎和計算方法?！　嫾膹姸?、剛度和穩(wěn)定性問題都與材料的力學性能（即材料受外力作用時在變形和破壞等方面所表現(xiàn)出的性能）有關，這些力學性能均需要通過材料力學試驗來測定。此外，經過簡化得出的理論是否反映實際情況，也要借助于試驗來驗證。而隨著計算機技術的迅速發(fā)展，計算機分析方法已使過去一些理論上難以解決的問題逐步得以解決，也為試驗數(shù)據(jù)的采集、整理和參數(shù)的選擇提供了方便。因此，試驗分析、理論研究和計算機分析方法都是材料力學解決問題的重要手段?！　∪?、變形固體的基本假設　　一切固體在外力作用下都將發(fā)生變形，故稱為變形固體。變形固體有多方面的屬性，研究的角度不同，側重點也不同。研究構件的強度、剛度和穩(wěn)定性時，為抽象出力學模型，掌握與問題有關的重要屬性，略去一些次要屬性，對變形固體作如下假設。　　1.連續(xù)性假設　　認為組成固體的物質不留空隙地充滿了固體的體積，即認為是密實的。實際上，組成固體的粒子之間存在著空隙并不連續(xù)，但這種空隙的大小與構件的尺寸相比均很小，可以忽略不計。于是就認為固體在其整個體積內是連續(xù)的。根據(jù)這一假設，構件中的某些力學量可用坐標的連續(xù)函數(shù)表示，從而有利于建立相應的數(shù)學模型?！　?.均勻性假設　　認為從固體內取出的任一部分，不論其體積大小如何，其力學性能都是完全一樣的。實際的變形固體其基本組成部分（如金屬的晶粒）的性能都有不同程度的差異，但由于基本組成部分的大小與構件的尺寸相比極其微小，在宏觀研究中可以略去，即認為是均勻的。根據(jù)這一假設，從構件內部任何部位所切取的微小單元如微小立方體，都具有與構件完全相同的性能。這樣，通過試件所測得的材料的力學性能，便可以用于構件內部的任何部位。　　3.各向同性假設　　認為材料沿各個方向的力學性能都是相同的。具有這種屬性的材料稱為各向同性材料。實際物體，例如，金屬是由晶粒組成，沿不同方向，晶粒的力學性質并不相同。

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