目錄
前言
主要符號表
第1章 材料力學基本概念 1
1.1 材料力學的任務和研究對象 1
1.1.1 強度、剛度和穩(wěn)定性 1
1.1.2 材料力學的研究對象 2
1.2 材料力學的基本假設 2
1.2.1 連續(xù)性假設 2
1.2.2 均勻性假設 2
1.2.3 各向同性假設 2
1.2.4 小變形假設 3
1.3 外力、內力和應力 3
1.3.1 外力 3
1.3.2 內力和截面法 4
1.3.3 應力 5
1.4 位移、變形和應變 5
1.4.1 位移與變形 5
1.4.2 應變 5
1.5 桿件變形的基本形式 7
1.5.1 軸向拉伸或壓縮 7
1.5.2 剪切 7
1.5.3 扭轉 7
1.5.4 彎曲 7
習題 7
第2章 軸向拉伸和壓縮 9
2.1 概述 9
2.2 軸力和軸力圖 9
2.2.1 軸力 9
2.2.2 軸力圖 10
2.3 拉壓桿的應力 11
2.3.1 橫截面上的應力 11
2.3.2 斜截面上的應力 12
2.3.3 圣維南原理 13
2.4 材料在拉伸和壓縮時的力學性能 14
2.4.1 拉壓試驗簡介 14
2.4.2 材料在拉伸時的力學性能 15
2.4.3 材料壓縮時的力學性能 17
2.5 軸向拉壓桿的強度條件 18
2.6 拉壓桿的變形 21
2.7 拉壓靜不定問題 25
2.7.1 拉壓靜不定問題及解法 25
2.7.2 裝配應力 29
2.7.3 溫度應力 30
2.8 應力集中的概念 32
習題 33
第3章 剪切 37
3.1 概述 37
3.2 剪切的實用計算 37
3.3 擠壓的實用計算 39
習題 42
第4章 扭轉 44
4.1 概述 44
4.2 扭矩和扭矩圖 44
4.2.1 傳動軸上的外力偶矩 44
4.2.2 扭矩及扭矩圖 45
4.3 純剪切、切應力互等定理和剪切胡克定律 46
4.3.1 薄壁圓筒扭轉時橫截面上的切應力 46
4.3.2 切應力互等定理 47
4.3.3 剪切胡克定律 47
4.4 圓軸扭轉時的應力及強度條件 47
4.4.1 圓軸扭轉時橫截面上的應力 47
4.4.2 圓軸扭轉時斜截面上的應力 51
4.4.3 強度條件 52
4.5 圓軸扭轉時的變形及剛度條件 53
4.5.1 圓軸扭轉變形 53
4.5.2 圓軸扭轉剛度條件 54
4.6 扭轉靜不定問題 56
4.7 圓柱形密圈螺旋彈簧的強度 58
4.8 非圓截面桿件的扭轉 59
4.8.1 自由扭轉和約束扭轉 60
4.8.2 矩形截面桿的扭轉 60
習題 61
第5章 彎曲內力 64
5.1 概述 64
5.1.1 彎曲的概念 64
5.1.2 梁的支座形式與支反力 64
5.1.3 梁的基本類型 65
5.2 剪力和彎矩 66
5.3 剪力圖和彎矩圖 68
5.4 剪力、彎矩和分布載荷集度間的微分關系 71
5.4.1 剪力、彎矩與分布載荷集度間的微分關系 71
5.4.2 利用微分關系繪制剪力圖和彎矩圖 72
5.4.3 疊加法作彎矩圖 75
5.5 平面剛架和曲梁的內力 76
5.5.1 平面剛架的內力 76
5.5.2 曲梁的內力 77
習題 78
第6章 彎曲應力 82
6.1 概述 82
6.2 彎曲正應力 82
6.2.1 變形幾何方面 83
6.2.2 物理方面 84
6.2.3 靜力學方面 84
6.2.4 彎曲正應力 85
6.2.5 純彎曲正應力公式在橫力彎曲中的推廣 86
6.3 彎曲切應力 86
6.3.1 矩形截面梁的彎曲切應力 86
6.3.2 工字形截面梁的彎曲切應力 88
6.3.3 圓形及圓環(huán)形截面梁的彎曲切應力 89
6.3.4 彎曲正應力與彎曲切應力的數(shù)值比較 89
6.3.5 橫力彎曲時切應力對彎曲正應力的影響 90
6.4 梁的強度條件 91
6.4.1 彎曲正應力強度條件 91
6.4.2 彎曲切應力強度條件 92
6.5 非對稱截面梁的平面彎曲和彎曲中心 95
6.6 提高彎曲強度的措施 97
6.6.1 選擇合理的截面形狀 97
6.6.2 采用變截面梁與等強度梁 98
6.6.3 合理安排梁的受力 99
習題 101
第7章 彎曲變形 106
7.1 概述 106
7.2 撓曲線近似微分方程 107
7.3 積分法求梁的變形 107
7.4 疊加法求梁的位移 112
7.5 梁的剛度條件與合理剛度設計 117
7.5.1 梁的剛度條件 117
7.5.2 提高彎曲剛度的措施 118
7.6 簡單靜不定梁 119
習題 124
第8章 應力狀態(tài)分析與強度理論 129
8.1 概述 129
8.1.1 應力狀態(tài)的概念 129
8.1.2 應力狀態(tài)的表示方法 129
8.1.3 強度理論 130
8.2 平面應力狀態(tài)分析 131
8.2.1 任意斜截面上的應力 131
8.2.2 主平面 132
8.2.3 主應力 132
8.2.4 極值切應力 132
8.3 平面應力狀態(tài)的應力圓 134
8.4 三向應力狀態(tài)的最大應力 135
8.5 廣義胡克定律 137
8.5.1 廣義胡克定律 137
8.5.2 體積應變 138
8.6 空間應力狀態(tài)下的應變能和畸變能 139
8.6.1 應變能及應變能密度 139
8.6.2 體積改變能密度和畸變能密度 140
8.7 常用的四個古典強度理論 141
8.7.1 脆性斷裂強度理論 141
8.7.2 塑性屈服強度理論 142
習題 147
第9章 組合變形 151
9.1 概述 151
9.2 斜彎曲 151
9.3 偏心拉伸(壓縮)與截面核心 155
9.3.1 偏心拉壓桿的強度計算 155
9.3.2 截面核心的概念 158
9.4 彎曲與扭轉的組合 158
習題 162
第10章 壓桿穩(wěn)定 166
10.1 概述 166
10.2 細長壓桿的臨界力和歐拉公式 167
10.2.1 兩端鉸支細長壓桿的臨界力 167
10.2.2 其他桿端約束下細長壓桿的臨界力 168
10.2.3 歐拉公式的普遍形式 170
10.2.4 歐拉公式的適用范圍 171
10.3 中、小柔度桿的臨界力和臨界應力總圖 171
10.4 壓桿的穩(wěn)定校核 174
10.5 提高壓桿穩(wěn)定性的措施 176
10.5.1 選擇合理的截面形狀 176
10.5.2 改變壓桿的約束條件 176
10.5.3 合理選擇材料 176
習題 176
第11章 能量法 179
11.1 概述 179
11.2 外力功與應變能 179
11.2.1 外力功 179
11.2.2 桿件的應變能 180
11.2.3 應變能密度 181
11.3 卡氏定理 182
11.3.1 余功與余能 182
11.3.2 卡氏定理 183
11.3.3 用卡氏定理計算位移 184
11.4 變形體虛功原理 187
11.5 單位載荷法 188
11.5.1 單位載荷法 188
11.5.2 莫爾積分 189
11.5.3 圖乘法 193
11.6 互等定理 197
11.6.1 功的互等定理 197
11.6.2 位移互等定理 198
習題 200
第12章 靜不定結構 205
12.1 概述 205
12.2 力法及力法正則方程 206
12.2.1 基本未知量、靜定基、相當系統(tǒng) 206
12.2.2 力法正則方程 206
12.2.3 求解外力靜不定結構 208
12.2.4 求解內力靜不定結構 212
12.3 對稱性的利用 214
習題 220
第13章 動載荷 223
13.1 概述 223
13.2 等加速運動構件的應力和應變 223
13.2.1 構件等加速直線運動時的應力 223
13.2.2 構件等速轉動時的應力和變形 225
13.3 沖擊應力和變形 227
13.4 提高構件抗沖擊能力的措施 233
習題 234
第14章 疲勞 237
14.1 概述 237
14.1.1 交變應力 237
14.1.2 疲勞 238
14.2 持久極限 239
14.2.1 材料的持久極限 239
14.2.2 構件的持久極限 240
14.3 對稱循環(huán)構件的疲勞強度校核 243
14.4 非對稱循環(huán)構件的疲勞強度校核 244
14.5 提高構件疲勞強度的措施 245
習題 245
附錄A1 截面圖形的幾何性質 247
A1.1 靜矩 247
A1.1.1 靜矩和形心 247
A1.1.2 組合截面圖形的靜矩和形心 249
A1.2 慣性矩和慣性積 249
A1.3 平行移軸公式 252
A1.4 轉軸公式和主慣性軸 253
A1.4.1 慣性矩和慣性積的轉軸公式 253
A1.4.2 主慣性軸和主慣性矩 254
A1.5 組合圖形的形心主慣性矩 256
習題 257
附錄A2 型鋼表 259
附錄A3 常用材料的力學性能 271
附錄A4 常用截面圖形的幾何性質 272
參考文獻 274