簡明材料力學

前言

　　本教材根據(jù)高等學校土建類專業(yè)關于材料力學課程的基本要求編寫，并從一般地方高校的教學實際和培養(yǎng)目標出發(fā)，以實際工程為背景，注重材料力學的基本概念、學生解題能力的培養(yǎng)，力求理論與應用并重、知識傳授與能力培養(yǎng)并重，充分反映課程教學內容和課程體系改革的研究成果。本書具有以下特點：　?。?）貫徹少而精的原則，在保證教材的基本概念、基本原理等得到豐富的前提下，刪除了不實用、不常用的內容。例如對連接件的計算只介紹實用的計算方法，并不進行應力分析?！　。?）加強了相關課程的融會貫通，刪除了重復的內容。如扭轉一章僅介紹圓截面桿的扭轉變形。壓桿穩(wěn)定一章介紹了折減彈性模量理論，以便和后續(xù)課程——鋼結構的壓桿穩(wěn)定的計算方法——相融合?！　。?）編者在選材，闡述問題的角度與方式，解題方法、行文等方面力求深入淺出，使教材內容通俗明晰、層次分明，引導教師在教學過程中注意啟發(fā)式教學，為學生獨立思考留下較大空間，以利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力?！　。?）從教學內容到例題、習題的編排上，歸類精選各類概念性強的習題、例題，例題少而精，且為課程內容的重點，其分析與討論由淺入深，有利于學生掌握解題的方法。本教材主要為了解決土建類專業(yè)面臨的少教學時數(shù)的問題，故減少課堂授課時數(shù)，而增大學生自學和思考的空間。本教材全部內容講授需要50～60學時。

內容概要

本書根據(jù)高等學校土建類專業(yè)關于材料力學課程的基本要求編寫，注重基本理論和基本方法的講授，并在此基礎上，注重學生能力的培養(yǎng)。力求論述的內容簡明扼要、層次清楚，使學生達到熟練掌握關于材料力學的基本概念、基本理論、基本方法和一定的計算能力的教學要求并注意與相關課程的融會貫通。    本書內容共分為9章和1個附錄，其主要內容包括：拉伸和壓縮、扭轉、彎曲應力、梁彎曲時的位移、簡單超靜定問題、應力狀態(tài)和強度理論、組合變形及連接部分的計算、壓桿穩(wěn)定和截面圖形的幾何性質等。本書適合作為土木工程、建筑材料、給水排水、采暖通風、動力機械、工程管理、環(huán)境保護等土建類和機械類本科專業(yè)學生的材料力學課程的教材，同時也可供相關工程技術人員參考。

書籍目錄

第一章  緒論  第一節(jié)  材料力學的任務  第二節(jié)  材料力學與生產實踐的關系  第三節(jié)  可變形固體的性質及其基本假設  第四節(jié)  內力、截面法和應力的概念  第五節(jié)  桿件變形的基本形式第二章  軸向拉伸與壓縮  第一節(jié)  軸向拉伸和壓縮的概念  第二節(jié)  軸向拉伸和壓縮桿的內力軸力圖  第三節(jié)  軸向拉壓桿橫截面上的應力  第四節(jié)  安全系數(shù)及軸向拉壓桿的強度計算  第五節(jié)  軸向拉壓桿的變形計算  第六節(jié)  材料在拉伸與壓縮時的力學性質  第七節(jié)  應力集中的概念  第八節(jié)  軸向拉伸與壓縮的超靜定問題  思考題  習  題第三章  扭轉  第一節(jié)  扭轉的概念  第三節(jié)  純剪切  第四節(jié)  圓軸扭轉時的應力  第五節(jié)  圓軸扭轉時的變形  思考題  習  題第四章  彎曲內力及應力  第一節(jié)  梁承受荷載的特點及梁的計算簡圖  第二節(jié)  常見的簡單梁  第三節(jié)  梁的彎矩和剪力  第四節(jié)  剪力、彎矩方程及剪力圖、彎矩圖  第五節(jié)  彎矩、剪力與分布荷載的關系及其應用  第六節(jié)  幾種常見荷載下梁的剪力圖與彎矩圖的特征  第七節(jié)  用疊加法作彎矩圖  第八節(jié)  梁的彎曲實驗、平面假設  第九節(jié)  對稱彎曲正應力公式  第十節(jié)  常見截面的I2和W2  第十一節(jié)  梁的正應力強度條件  第十二節(jié)  梁的剪應力  第十三節(jié)  梁的合理截面  思考題  習  題第五章  梁彎曲時的位移  第一節(jié)  彎曲變形的概念  第二節(jié)  積分法求梁的變形  第三節(jié)  用積分法求梁的變形  第四節(jié)  疊加法求梁的變形  思考題  習  題第六章  簡單超靜定問題  第一節(jié)  超靜定問題及其解法  第二節(jié)  拉壓超靜定問題  第三節(jié)  扭轉超靜定問題  第四節(jié)  簡單超靜定梁  思考題  習  題第七章  應力狀態(tài)和強度理論  第一節(jié)  應力狀態(tài)問題的概論  第二節(jié)  平面應力狀態(tài)的應力分析  第三節(jié)  平面應力狀態(tài)下的相值應力和主應力  第四節(jié)  廣義胡克定律  第五節(jié)  強度理論  思考題  習  題第八章  組合變形及連接部分計算  第一節(jié)  概  述  第二節(jié)  兩相互垂直平面內的彎曲——斜彎曲  第三節(jié)  拉伸或壓縮與彎曲的組合  第四節(jié)  扭轉與彎曲的組合變形  第五節(jié)  連接件的實用計算  第六節(jié)  鉚釘連接的計算  思考題  習  題第九章  壓桿穩(wěn)定  第一節(jié)  壓桿穩(wěn)定的概念  第二節(jié)  兩端鉸支細長壓桿臨界力的歐拉公式  第三節(jié)  不同約束條件下細長壓桿的臨界力  第四節(jié)  歐拉公式的應用范圍·臨界應力總圖  第五節(jié)  壓桿的穩(wěn)定計算及提高穩(wěn)定的措施  思考題  習  題附錄I  截面的幾何性質  第一節(jié)  截面的靜矩和形心  第二節(jié)  慣性矩·慣性積和極慣性矩  第三節(jié)  慣性矩和慣性積的平行移軸和轉軸公式  第四節(jié)  慣性矩和慣性積的轉軸公式·截面的主慣性軸和主慣性矩  思考題  習  題附錄Ⅱ  常用截面的面積、形心、形心慣性矩參考文獻

章節(jié)摘錄

　　從遠古時代起，人類就開始從事房屋、橋梁的建修，后來又在車輛、船只和其他簡單機械的制造等方面，逐漸積累了關于結構的受力分析和材料強度的知識。例如，早在兩三千年以前，我國就已經(jīng)采用柱、梁、檁、椽等木結構建造墻壁不承重的房屋，知道了立柱宜采用圓截面，木梁應采用矩形截面。由隋朝工匠李春主持建造的趙州橋，跨長37m，是由石塊砌成的拱結柯，既利用了石料耐壓的特性，又減輕了橋身的重量?！　〔牧狭W成為一門比較系統(tǒng)的科學，是在17世紀以后隨著大工業(yè)生產而發(fā)展起來的。通常認為，意大利科學家伽利略《關于兩種新科學的敘述及其證明》（1638年）一書的發(fā)表，是材料力學開始形成一門科學的標志。當時歐洲各國生產規(guī)模及海外交通信速擴大工業(yè)興起，單憑經(jīng)驗或用簡單的比例放大方法，都不能解決大型和新型的船舶、水閘、海港等結構的設計問題。在這種情況下，伽利略及其他科技人員開始研究材料的強度問題，并引入了試驗研究和理論分析相結合的科學方法。英國科學家胡克利用彈簧做實驗，在1678年得出了變形和外力成正比的結論，在這個基礎上發(fā)展成胡克定律。根據(jù)胡克定律，并經(jīng)過進一步的實驗和理論分析，法國科學家?guī)靵鲈?773年正確地解決了梁的彎曲問題。這樣，在材料力學的發(fā)展史上，形成了一條理論分析與實驗研究相結合的道路?！　∽畛?，天然的木料、石料和較粗糙的鑄鋼、鑄鐵是主要的工程材料。隨著鐵路、車輛、動力機械、金屬切削機床和飛機的發(fā)明及使用，鋼和鋁合金的隨之出現(xiàn)，人們才廣泛地使用有較高強度的金屬。同時促使了彎曲、扭轉理論進一步完善，薄板、薄殼理論也有了很大發(fā)展，測定材料的力學性質的專門實驗室也建立了起來。在這個基礎上，符合一定強度要求的構件的截面尺寸大為減小，自重和材料消耗也得以降低?？墒?，由于構件細長了，它變形的問題卻顯得突出了，這就促進了對構件剛度的研究。著名數(shù)學家歐拉早在1774年就提出了壓桿穩(wěn)定臨界荷載的計算公式，但也是在發(fā)生了多起由于壓桿失穩(wěn)而引起嚴重事故之后（如1896年瑞士孟汗太因坦鐵橋因桁架壓桿失穩(wěn)而倒塌），壓桿穩(wěn)定理論才在歐拉公式的基礎上發(fā)展起來。

編輯推薦

　　本教材根據(jù)高等學校土建類專業(yè)關于材料力學課程的基本要求編寫，并從一般地方高校的教學實際和培養(yǎng)目標出發(fā)，以實際工程為背景，注重材料力學的基本概念、學生解題能力的培養(yǎng)，力求理論與應用并重、知識傳授與能力培養(yǎng)并重，充分反映課程教學內容和課程體系改革的研究成果?！　　?1世紀普通高等院校規(guī)劃教材·基礎力學：簡明材料力學》貫徹少而精的原則，在保證教材的基本概念、基本原理等得到豐富的前提下，刪除了不實用、不常用的內容。例如對連接件的計算只介紹實用的計算方法，并不進行應力分析。加強了相關課程的融會貫通，刪除了重復的內容。如扭轉一章僅介紹圓截面桿的扭轉變形。壓桿穩(wěn)定一章介紹了折減彈性模量理論，以便和后續(xù)課程——鋼結構的壓桿穩(wěn)定的計算方法——相融合。編者在選材，闡述問題的角度與方式，解題方法、行文等方面力求深入淺出，使教材內容通俗明晰、層次分明，引導教師在教學過程中注意啟發(fā)式教學，為學生獨立思考留下較大空間，以利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

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