材料力學(xué)

前言

　　本教材結(jié)合高等學(xué)校非力學(xué)類專業(yè)材料力學(xué)課程基本要求進(jìn)行編寫。在編寫過程中，既重視理論基礎(chǔ)研究方法，又注重工程實(shí)踐，加大實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)，明確教材的層次和定位，結(jié)合教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，做到結(jié)構(gòu)體系編排科學(xué)、合理，由淺入深，通俗易懂，方便學(xué)生學(xué)習(xí)。在 　　編寫過程中，吸收了有關(guān)院校的教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革的成果，又加入編者十幾年來的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)改革成果。在內(nèi)容編排上，按照桿件基本變形后的簡單應(yīng)力和變形建立相應(yīng)的強(qiáng)度條件以及剛度條件、復(fù)雜應(yīng)力分析以及強(qiáng)度理論、組合變形，能量方法，壓桿穩(wěn)定，交變應(yīng)力，材料黏彈性的順序，做到各章知識點(diǎn)融會貫通，完整系統(tǒng)。同時(shí)，為了加強(qiáng)平面圖形幾何性質(zhì)的重要性，把它引入到章節(jié)中。為了增加本教材的適用性，選編了能量方法、交變應(yīng)力和材料的黏彈性，以滿足各學(xué)校相關(guān)專業(yè)、不同學(xué)時(shí)的需求。全書適用于50～66學(xué)時(shí)的材料力學(xué)課程選用，也可根據(jù)各專業(yè)不同要求和學(xué)時(shí)對內(nèi)容進(jìn)行刪減。 　　參加本教材編寫工作的有：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)趙淑紅（第一章），黑龍江工程學(xué)院文麗華(第二章)，黑龍江工程學(xué)院劉長喜(第三章、第八章)，石河子大學(xué)許政（第四章、第十章），黑龍江工程學(xué)院王金玲(第五章、第六章)，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)權(quán)龍哲(第七章、第十二章)，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)王業(yè)成(第九章、第十一章)。全書由趙淑紅擔(dān)任主編，王金玲、許政任副主編。

內(nèi)容概要

本教材是普通高等學(xué)校“十一五”規(guī)劃教材。根據(jù)當(dāng)前高校教育改革的要求，適應(yīng)不同專業(yè)、不同學(xué)時(shí)進(jìn)行了編寫?！　”緯?2章，包括緒論，軸向拉伸與壓縮，扭轉(zhuǎn)，彎曲內(nèi)力，彎曲應(yīng)力，彎曲變形，應(yīng)力分析與強(qiáng)度理論，組合變形，能量方法，壓桿穩(wěn)定，交變應(yīng)力，材料的黏彈性等，書后附有型鋼表及部分習(xí)題參考答案。　　本書可作為高等學(xué)校本科、高職高專機(jī)械類專業(yè)、土木類專業(yè)材料力學(xué)課程的教材，也可作為其他專業(yè)和有關(guān)工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第1章　緒論 　1.1　材料力學(xué)的任務(wù) 　1.2　可變形固體的基本假設(shè) 　1.3　載荷分類 　1.4　工程構(gòu)件分類 　1.5　內(nèi)力、截面法和應(yīng)力 　1.6　線應(yīng)變和切應(yīng)變 　1.7　桿件變形的基本形式 　本章小結(jié) 　思考題 第2章　軸向拉伸與壓縮 　2.1　拉伸與壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力與軸力圖 　2.2　拉伸與壓縮時(shí)橫截面及斜截面上的應(yīng)力 　2.3　拉伸與壓縮時(shí)變形計(jì)算、節(jié)點(diǎn)位移，胡克定律 　2.4　材料在拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能 　2.5　溫度和時(shí)間對材料力學(xué)性能的影響 　2.6　拉壓桿強(qiáng)度計(jì)算 　2.7　拉壓桿靜不定問題 　2.8　拉壓桿連接件強(qiáng)度計(jì)算 　本章小結(jié) 　思考題 　習(xí)題 第3章　扭轉(zhuǎn) 　3.1　扭轉(zhuǎn)概述和實(shí)例 　3.2　剪切基本概念和切應(yīng)力互等定理 　3.3　傳動(dòng)軸外力偶計(jì)算，扭矩、扭矩圖 　3.4　等直圓軸在扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的應(yīng)力與變形 　3.5　圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)強(qiáng)度和剛度計(jì)算 　3.6　扭轉(zhuǎn)靜不定問題 　3.7　非圓截面桿扭轉(zhuǎn) 　本章小結(jié) 　思考題 　習(xí)題 第4章　彎曲內(nèi)力 　4.1　平面彎曲概述、梁的計(jì)算簡圖 　4.2　梁的剪力和彎矩 　4.3　剪力方程和彎矩方程，剪力圖和彎矩圖 　4.4　彎矩、剪力與分布載荷集度之間的關(guān)系 　4.5　疊加法畫梁的內(nèi)力圖 　4.6　平面剛架與曲桿的內(nèi)力圖 　本章小結(jié) 　思考題 　習(xí)題 第5章　彎曲應(yīng)力 　5.1　梁橫截面上的正應(yīng)力 　5.2　截面的慣性矩，組合公式，平行移軸公式 　5.3　梁橫截面正應(yīng)力強(qiáng)度條件 　5.4　梁橫截面切應(yīng)力強(qiáng)度條件 　5.5　梁的彎曲中心 　5.6　提高梁的強(qiáng)度措施 　5.7　非對稱截面梁的彎曲正應(yīng)力簡介 　本章小結(jié) 　思考題 　習(xí)題 第6章　彎曲變形 　6.1　梁的撓度、轉(zhuǎn)角及撓曲線近似微分方程 　6.2　積分法求梁的撓度和轉(zhuǎn)角 　6.3　疊加法求梁的撓度和轉(zhuǎn)角 　6.4　梁的剛度校核 　6.5　靜不定梁 　本章小結(jié) 　思考題 　習(xí)題 第7章　應(yīng)力分析與強(qiáng)度理論 　7.1　應(yīng)力狀態(tài)概述 　7.2　平面應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力分析 　7.3　三向應(yīng)力狀態(tài)、最大切應(yīng)力 　7.4　廣義胡克定律 　7.5　強(qiáng)度理論及其應(yīng)用 　本章小結(jié) 　思考題 　習(xí)題 第8章　組合變形 　8.1　組合變形概述 　8.2　斜彎曲 　8.3　拉（壓）與彎曲組合、偏心拉（壓） 　8.4　扭轉(zhuǎn)與彎曲組合 　本章小結(jié) 　思考題 　習(xí)題 第9章　能量方法 　9.1　應(yīng)變能法概述 　9.2　基本變形的應(yīng)變能 　9.3　由虛位移原理導(dǎo)出的單位力法 　9.4　圖形互乘法 　9.5　單位力法解靜不定問題 　本章小結(jié) 　思考題 　習(xí)題 第10章　壓桿穩(wěn)定 　10.1　壓桿穩(wěn)定概述 　10.2　細(xì)長中心受壓直桿臨界壓力的歐拉公式 　10.3　臨界應(yīng)力總圖 　10.4　壓桿穩(wěn)定性計(jì)算及提高壓桿的穩(wěn)定性措施 　本章小結(jié) 　習(xí)題 第11章　交變應(yīng)力 　11.1　交變應(yīng)力概述 　11.2　疲勞強(qiáng)度的影響因素 　11.3　提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的措施 　本章小結(jié) 　思考題 　習(xí)題 第12章　材料的黏彈性 　12.1　材料黏彈性概述 　12.2　流變模型和流變方程 　本章小結(jié) 　思考題 　習(xí)題 附錄 　附錄Ⅰ　型鋼表 　附錄Ⅱ　部分習(xí)題參考答案 參考文獻(xiàn)　

章節(jié)摘錄

　　第1章 緒論　　1.1 材料力學(xué)的任務(wù)　　工程結(jié)構(gòu)是工程中各種結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱，包括：機(jī)械結(jié)構(gòu)、土木結(jié)構(gòu)、水利與水電結(jié)構(gòu)等。工程結(jié)構(gòu)的各組成部分，統(tǒng)稱為構(gòu)件。構(gòu)件一般由固體制成，在外力作用下，固體有抵抗破壞的能力，但這種能力又是有限度的。而且，在外力作用下，固體的尺寸和形狀還將發(fā)生變化，稱為變形?！　楸ＷC結(jié)構(gòu)或構(gòu)件有足夠的能力負(fù)擔(dān)起應(yīng)當(dāng)承受的載荷。必須保證結(jié)構(gòu)和構(gòu)件具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性?！　。?）強(qiáng)度要求　　強(qiáng)度（strength）就是指構(gòu)件應(yīng)有足夠的抵抗破壞的能力。例如沖床曲軸不可折斷、儲氣罐不應(yīng)爆破。　?。?）剛度要求　　剛度（stiffness）就是指構(gòu)件應(yīng)有足夠的抵抗變形的能力。在載荷作用下構(gòu)件即使有足夠的強(qiáng)度，但若變形過大，仍不能正常工作。例如，若齒輪軸變形過大，將造成齒輪和軸承的不均勻磨損，引起噪聲；機(jī)床主軸變形過大將影響加工精度。　?。?）穩(wěn)定性要求　　穩(wěn)定性（stability）就是指構(gòu)件應(yīng)有足夠的保持原有平衡形態(tài)的能力。有些受壓力作用的細(xì)長桿如千斤頂?shù)穆輻U、內(nèi)燃機(jī)的挺桿等，應(yīng)始終維持原有的直線平衡形態(tài)，保證不被壓彎?！　±绺鞣N橋的橋面結(jié)構(gòu)，采取什么形式才能保證不發(fā)生破壞，也不發(fā)生過大的彈性變形，即不僅保證橋梁具有足夠的強(qiáng)度，而且具有足夠的剛度，同時(shí)還要具有重量輕、節(jié)省材料等優(yōu)點(diǎn)。　　又如在施工過程中會由于局部桿件或整體結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性而導(dǎo)致整個(gè)腳手架的傾覆與坍塌，造成人民生命和國家財(cái)產(chǎn)的巨大損失。　　此外，各種大型水利設(shè)施、核反應(yīng)堆容器、計(jì)算機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)器等也都有大量的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題。　　一般來說，在工程問題中，構(gòu)件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，但對具體構(gòu)件又往往有所側(cè)重。例如儲氣罐主要是要保證強(qiáng)度，車床主軸主要是要具備一定的剛度，而受壓的細(xì)長桿則應(yīng)保持穩(wěn)定性。此外對某些特殊構(gòu)件還可能有相反的要求。例如為防止超載，當(dāng)載荷超出某一極限時(shí)，安全銷應(yīng)立即破壞。又如為發(fā)揮緩沖作用，車輛的緩沖彈簧應(yīng)有較大的變形。

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