材料力學(xué)

內(nèi)容概要

　　機(jī)械工業(yè)出版社《21世紀(jì)高等教育規(guī)劃教材：材料力學(xué)》是根據(jù)教育部高等學(xué)校力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)最新制訂的 《材料力學(xué)課程教學(xué)基本要求》（A類(lèi)）編寫(xiě)的?！　∪珪?shū)分為基礎(chǔ)部分與專(zhuān)題部分共13章。基礎(chǔ)部分反映材料力學(xué)的基本要求，包括：材料力學(xué)概述、內(nèi)力與內(nèi)力圖、軸向拉伸與壓縮、連接件強(qiáng)度的工程計(jì)算、圓軸扭轉(zhuǎn)、彎曲強(qiáng)度、彎曲剛度、應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論、組合受力與變形桿件的強(qiáng)度計(jì)算、壓桿穩(wěn)定性等內(nèi)容，共10章；專(zhuān)題部分包括：能量法、簡(jiǎn)單的超靜定系統(tǒng)、動(dòng)載荷與疲勞強(qiáng)度等內(nèi)容共3章，供不同院校選用。根據(jù)不同院校的實(shí)際情況，基礎(chǔ)部分所需學(xué)時(shí)為32~48學(xué)時(shí)；專(zhuān)題篇所需學(xué)時(shí)為16~24學(xué)時(shí)?！　榱诉m應(yīng)教學(xué)改革的需要和提高教學(xué)質(zhì)量的要求，《21世紀(jì)高等教育規(guī)劃教材：材料力學(xué)》更加注重基本概念，而不追求冗長(zhǎng)的理論推導(dǎo)與繁瑣的數(shù)學(xué)運(yùn)算。與同類(lèi)教材相比，難度有所下降，工程概念有所加強(qiáng)，引入了大量涉及廣泛領(lǐng)域的工程實(shí)例以及與工程有關(guān)的例題和習(xí)題?！　榱俗寣W(xué)生更快地掌握最基本的知識(shí)，在保持傳統(tǒng)的教學(xué)體系的同時(shí)，在概念、原理的敘述方面作了一些改進(jìn)：一方面從提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題等方面作了比較詳盡的論述與討論；另一方面提供了較多的例題分析，特別是新增加了關(guān)于一些重要概念的例題分析。　　《21世紀(jì)高等教育規(guī)劃教材：材料力學(xué)》可作為高等學(xué)校工科各專(zhuān)業(yè)的材料力學(xué)課程教材，也可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。

作者簡(jiǎn)介

　　范欽珊 清華大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。享受?chē)?guó)務(wù)院特殊津貼。2003年獲首屆高等學(xué)校教學(xué)名師獎(jiǎng)。 　　歷任教育部工科力學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)副主任、基礎(chǔ)力學(xué)課程指導(dǎo)組組長(zhǎng)。 　　長(zhǎng)期從事非線性屈曲理論與應(yīng)用、反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)力學(xué)等方面的研究。同時(shí)從事材料力學(xué)、工程力學(xué)等本科生教學(xué)工作與教學(xué)軟件研制。在高等教育的崗位上已經(jīng)工作46年，共為6000多名本科生授過(guò)課，培養(yǎng)碩士生和博士生18名?，F(xiàn)在仍然活躍在本科教學(xué)第一線，為清華大學(xué)、北京交通大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、河海大學(xué)等院校的本科生講授“材料力學(xué)”和“工程力學(xué)”。 　　主持教育部面向21世紀(jì)“力學(xué)系列課程改革項(xiàng)目”，2000年通過(guò)鑒定；在全國(guó)26個(gè)省、市、自治區(qū)做了300多場(chǎng)關(guān)于教學(xué)改革的報(bào)告與示范教學(xué)。主持全國(guó)性研討會(huì)、培訓(xùn)班15次，培訓(xùn)青年教師150多人；主持清華大學(xué)21 1工程、世行貸款目、985力學(xué)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)，取得了一批創(chuàng)新性成果，受到國(guó)內(nèi)評(píng)審專(zhuān)家和世行官員的一致好評(píng)。 　　創(chuàng)建清華大學(xué)材料力學(xué)精品課程，以及國(guó)家工科基礎(chǔ)課程（力學(xué)）教學(xué)基地。 　　在國(guó)內(nèi)、外發(fā)表論文70余篇。出版教材、專(zhuān)著與譯著30余部；課堂教學(xué)軟件10多套；“材料力學(xué)問(wèn)題求解器”軟件一套；研制“新世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)課程”——工程力學(xué)（1）、（2）；創(chuàng)建我國(guó)第一個(gè)多媒體“工程力學(xué)”教學(xué)資源庫(kù)；建立了清華大學(xué)力學(xué)教學(xué)基地網(wǎng)站。 　　獲全國(guó)優(yōu)秀科技圖書(shū)獎(jiǎng)1項(xiàng)；國(guó)家級(jí)優(yōu)秀教學(xué)成果獎(jiǎng)2項(xiàng)；北京市優(yōu)秀教學(xué)成果獎(jiǎng)1項(xiàng)；省部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，一等獎(jiǎng)1項(xiàng)；優(yōu)秀教材二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，一等獎(jiǎng)1項(xiàng)；全國(guó)高校自然科學(xué)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)；國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。 　　目前正在從事江蘇省科技成果轉(zhuǎn)化基金項(xiàng)目——“高強(qiáng)度高韌性球墨鑄鐵的產(chǎn)業(yè)化”，以及“鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化”研究。同時(shí)，致力于教育啷“高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程項(xiàng)目——在內(nèi)容與體系改革的基礎(chǔ)上推進(jìn)課程的研究型教學(xué)”的研究與實(shí)踐，取得了一些階段性成果，受到力學(xué)界與教育界同行專(zhuān)家的認(rèn)同。

書(shū)籍目錄

前言第1章 材料力學(xué)概述1.1 材料力學(xué)的研究?jī)?nèi)容1.2 材料力學(xué)的基本假定1.2.1 均勻連續(xù)性假定1.2.2 各向同性假定1.2.3 小變形假定1.3 彈性桿件的外力與內(nèi)力1.3.1 外力4.3.2 內(nèi)力1.4 彈性體受力與變形特點(diǎn)1.5 應(yīng)力與應(yīng)變1.5.1 正應(yīng)力與切應(yīng)力1.5.2 正應(yīng)變與切應(yīng)變1.6 線彈性材料的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系1.7 桿件受力與變形的基本形式1.7.1 拉伸或壓縮1.7.2 剪切1.7.3 扭轉(zhuǎn)1.7.4 平面彎曲1.7.5 組合受力與變形1.8 結(jié)論與討論1.8.1 關(guān)于靜力學(xué)模型與材料力學(xué)模型1.8.2 關(guān)于靜力學(xué)概念與原理在材料力學(xué)中的可用性與限制性習(xí)題第2章 內(nèi)力與內(nèi)力圖2.1 內(nèi)力與內(nèi)力分量2.1.1 內(nèi)力與內(nèi)力分量的概念2.1.2 內(nèi)力分量的正負(fù)號(hào)規(guī)則2.1.3 截面法確定截面上的內(nèi)力2.2 軸力圖2.3 扭矩圖2.4 剪力圖與彎矩圖2.4.1 剪力方程彎矩方程2.4.2 剪力圖彎矩圖2.4.3 載荷集度、剪力和彎矩的微分關(guān)系2.5 剛架的內(nèi)力圖2.6 結(jié)論與討論2.6.1 關(guān)于桿件內(nèi)力分析的幾點(diǎn)結(jié)論2.6.2 力系簡(jiǎn)化在確定控制面上內(nèi)力時(shí)的應(yīng)用2.6.3 重視對(duì)平衡微分方程的理解和應(yīng)用2.6.4 疊加原理的應(yīng)用限制習(xí)題第3章 軸向拉伸與壓縮3.1 拉壓桿件的應(yīng)力3.2 拉壓桿件的強(qiáng)度計(jì)算3.2.1 強(qiáng)度條件、安全因數(shù)與許用應(yīng)力3.2.2 三類(lèi)強(qiáng)度問(wèn)題3.2.3 強(qiáng)度計(jì)算舉例3.3 拉壓桿件的變形3.4 拉伸與壓縮時(shí)材料的力學(xué)性能3.4.1 材料拉伸時(shí)的應(yīng)力一應(yīng)變曲線3.4.2 韌性材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能3.4.3 脆性材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能3.4.4 強(qiáng)度失效概念與極限應(yīng)力3.4.5 壓縮時(shí)材料的力學(xué)性能3.5 結(jié)論與討論3.5.1 本章 的主要結(jié)論3.5.2 關(guān)于應(yīng)力和變形公式的應(yīng)用條件3.5.3 加力點(diǎn)附近區(qū)域的應(yīng)分布3.5.4 應(yīng)力集中的概念3.5.5 拉伸和壓縮超靜定問(wèn)題概述習(xí)題第4章 連接件的剪切與擠壓強(qiáng)度工程計(jì)算4.1 鉚接件的強(qiáng)度失效形式及相應(yīng)的強(qiáng)度計(jì)算方法4.1.1 連接件剪切破壞及剪切假定計(jì)算4.1.2 連接件的擠壓破壞及擠壓強(qiáng)度計(jì)算4.1.3 連接板的拉斷強(qiáng)度計(jì)算4.1.4 連接件后面的連接板的剪切計(jì)算4.2 焊縫強(qiáng)度的剪切假定計(jì)算4.3 結(jié)論與討論4.3.1 剪切強(qiáng)度計(jì)算中應(yīng)當(dāng)著重注意的問(wèn)題4.3.2 機(jī)械連接件的剪切強(qiáng)度計(jì)算習(xí)題第5章 圓軸扭轉(zhuǎn)5.1 外加力偶矩與所傳遞功率的關(guān)系5.2 純剪切狀態(tài)與切應(yīng)力互等定理5.2.1 薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)時(shí)的切應(yīng)力與純剪切狀態(tài)5.2.2 切應(yīng)力互等定理5.2.3 剪切胡克定律5.3 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的切應(yīng)力分析5.3.1 平面假定5.3.2 變形協(xié)調(diào)方程5.3.3 物理關(guān)系5.3.4 靜力學(xué)方程5.3.5 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的切應(yīng)力表達(dá)式5.4 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度與剛度計(jì)算5.4.1 圓軸扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)與破壞現(xiàn)象5.4.2 圓軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算5.4.3 圓軸扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算5.5 結(jié)論與討論5.5.1 圓軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度與剛度計(jì)算及其他5.5.2 矩形截面桿扭轉(zhuǎn)時(shí)的切應(yīng)力5.5.3 扭轉(zhuǎn)超靜定問(wèn)題概述習(xí)題第6章 彎曲強(qiáng)度6.1 工程中的彎曲構(gòu)件6.2 與應(yīng)力分析相關(guān)的截面圖形幾何性質(zhì)6.2.1 靜矩、形心及其相互關(guān)系6.2.2 慣性矩、極慣性矩、慣性積、慣性半徑6.2.3 慣性矩與慣性積的移軸定理6.2.4 慣性矩與慣性積的轉(zhuǎn)軸定理6.2.5 形心主慣性軸、形心主慣性平面與形心主慣性矩6.3 平面彎曲時(shí)梁橫截面上的正立力6.3.1 平面彎曲與純彎曲的概念6.3.2 純彎曲時(shí)梁橫截面上的正應(yīng)力分析6.3.3 梁的彎曲正應(yīng)力公式的應(yīng)用與推廣6.4 平面彎曲正應(yīng)力公式應(yīng)用舉例6.5 梁的強(qiáng)度計(jì)算6.5.1 梁的強(qiáng)度條件6.5.2 彎曲強(qiáng)度條件6.5.3 梁的彎曲強(qiáng)度計(jì)算過(guò)程及舉例6.6 彎曲切應(yīng)力6.6.1 開(kāi)口薄壁截面梁的彎曲切應(yīng)力計(jì)算6.6.2 實(shí)心截面梁的彎曲切應(yīng)力計(jì)算6.7 結(jié)論與討論6.7.1 關(guān)于彎曲正應(yīng)力公式的應(yīng)用條件6.7.2 提高梁強(qiáng)度的措施6.7.3 彎曲中心的概念習(xí)題第7章 彎曲剛度7.1 彎曲變形與位移的基本概念7.1.1 梁彎曲后的撓度曲線7.1.2 梁的撓度與轉(zhuǎn)角7.1.3 梁的位移與約束密切相關(guān)7.1.4 梁位移分析的工程意義7.2 小撓度微分方程及其積分7.2.1 小撓度曲線微分方程7.2.2 積分常數(shù)的確定、約束條件與連續(xù)條件7.3 工程中的疊加法7.3.1 疊加法應(yīng)用于多個(gè)載荷作用的情形7.3.2 疊加法應(yīng)用于間斷陛分布載荷作用的情形7.3.3 逐段剛化疊加法7.4 簡(jiǎn)單的超靜定梁7.5 彎曲剛度計(jì)算7.5.1 彎曲剛度條件7.5.2 剛度計(jì)算舉例7.6 結(jié)論與討論7.6.1 關(guān)于變形和位移的相依關(guān)系7.6.2 關(guān)于梁的連續(xù)光滑曲線7.6.3 關(guān)于求解超靜定問(wèn)題的討論7.6.4 提高彎曲剛度的途徑習(xí)題第8章 應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論8.1 基本概念8.1.1 應(yīng)力狀態(tài)8.1.2 應(yīng)力狀態(tài)的描述8.2 平面應(yīng)力狀態(tài)分析的解析法8.2.1 方向角與應(yīng)力分量的正負(fù)號(hào)規(guī)則8.2.2 微元的局部平衡8.2.3 平面應(yīng)力狀態(tài)中任意方向面上的正應(yīng)力與切應(yīng)力8.3 應(yīng)力狀態(tài)中的主應(yīng)力與最大切應(yīng)力8.3.1 主平面、主應(yīng)力與主方向8.3.2 平面應(yīng)力狀態(tài)的三個(gè)主立力8.3.3 面內(nèi)最大切應(yīng)力與一點(diǎn)處的最大切應(yīng)力8.4 應(yīng)力狀態(tài)分析的圖解解析法8.4.1 應(yīng)力圓方程8.4.2 應(yīng)力圓的畫(huà)法8.4.3 應(yīng)力圓的應(yīng)用8.5 一般應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變能密度8.5.1 廣義胡克定律——一般應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系8.5.2 各向同性材料各彈性常數(shù)之間的關(guān)系8.5.3 一般應(yīng)力狀態(tài)的總應(yīng)變能密度8.5.4 體積改變能密度與畸變能密度8.6 一般應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度條件8.6.1 建立一般應(yīng)力狀態(tài)下強(qiáng)度條件的難點(diǎn)與解決方案8.6.2 第一強(qiáng)度理論8.6.3 第二強(qiáng)度理論8.6.4 第三強(qiáng)度理論8.6.5 第四強(qiáng)度理論8.7 薄壁容器強(qiáng)度設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述8.8 結(jié)論與討論8.8.1 關(guān)于應(yīng)力狀態(tài)的幾點(diǎn)重要結(jié)論8.8.2 平衡方法是分析應(yīng)力狀態(tài)最重要、最基本的方法8.8.3 關(guān)于應(yīng)力狀態(tài)的不同的表示方法8.8.4 正確應(yīng)用廣義胡克定律8.8.5 應(yīng)用強(qiáng)度理論需要注意的幾個(gè)問(wèn)題習(xí)題第9章 組合受力與變形桿件的強(qiáng)度計(jì)算9.1 斜彎曲9.1.1 產(chǎn)生斜彎曲的加載方式9.1.2 疊加法確定橫截面上的正應(yīng)力9.1.3 最大正應(yīng)力與強(qiáng)度條件9.2 拉伸（壓縮）與彎曲的組合9.3 彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合9.3.1 計(jì)算簡(jiǎn)圖9.3.2 危險(xiǎn)點(diǎn)及其應(yīng)力狀態(tài)9.3.3 強(qiáng)度條件與設(shè)計(jì)公式9.4 結(jié)論與討論9.4.1 關(guān)于中性軸的討論9.4.2 關(guān)于強(qiáng)度計(jì)算的全過(guò)程習(xí)題第10章 壓桿的穩(wěn)定性問(wèn)題10.1 壓桿穩(wěn)定性的基本概念……第11章 材料力學(xué)中的能量第12章 簡(jiǎn)單的超靜定系統(tǒng)第13章 運(yùn)載荷與疲勞強(qiáng)度附錄附錄A 型鋼表附錄B 習(xí)題答案附錄C 索引參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1）確定指定截面上的內(nèi)力要應(yīng)用截面法，用假想截面從所考察的截面處將梁截開(kāi)，切不可將截面附近處所作用的外力當(dāng)作截面上的內(nèi)力?！　?）求桿件截面上的內(nèi)力時(shí)，桿件上的外力不能任意簡(jiǎn)化，這是由變形體的特點(diǎn)決定的。在研究剛體的平衡或運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，忽略了小變形的影響，因而將外力向任意點(diǎn)簡(jiǎn)化，對(duì)平衡方程都沒(méi)有影響。但是，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力是由于變形引起的，二者緊密關(guān)聯(lián)。截開(kāi)以前，如將外力簡(jiǎn)化，則整個(gè)結(jié)構(gòu)的變形將發(fā)生變化，內(nèi)力亦因此而異。　　例如，圖2.1 7a所示承受分布載荷的梁，在分布載荷作用下（左圖），梁的每個(gè)截面上都有剪力和彎矩作用；若用集中力gf代替分布載荷（右圖），則很明顯BC段上將沒(méi)有剪力和彎矩，這當(dāng)然是錯(cuò)誤的。截開(kāi)以后當(dāng)用平衡方程計(jì)算某個(gè)截面上的剪力和彎矩，這又是討論平衡問(wèn)題，因而作用在截開(kāi)部分上的外力又可以進(jìn)行簡(jiǎn)化，而對(duì)計(jì)算結(jié)果不發(fā)生任何影響。例如，圖2-17b所示，為求D截面上的剪力和彎矩，將作用在肋段上的分布力簡(jiǎn)化成一集中力qz／4，其計(jì)算結(jié)果與用積分計(jì)算的結(jié)果相同。同理，在這種情形下，還可以將qf／／4向D截面中心簡(jiǎn)化，得到一個(gè)力和一個(gè)力偶，則截面上的剪力和彎矩分別與之大小相等、方向相反。

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