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第1章 材料力学基本概念1

1.1 材料力学的任务和研究对象1

1.1.1 强度、刚度和稳定性1

1.1.2 材料力学的研究对象2

1.2 材料力学的基本假设2

1.2.1 连续性假设2

1.2.2 均匀性假设2

1.2.3 各向同性假设2

1.2.4 小变形假设3

1.3 外力、内力和应力3

1.3.1 外力3

1.3.2 内力和截面法4

1.3.3 应力5

1.4 位移、变形和应变5

1.4.1 位移与变形5

1.4.2 应变5

1.5 杆件变形的基本形式7

1.5.1 轴向拉伸或压缩7

1.5.2 剪切7

1.5.3 扭转7

1.5.4 弯曲7

习题7

第2章 轴向拉伸和压缩9

2.1 概述9

2.2 轴力和轴力图9

2.2.1 轴力9

2.2.2 轴力图10

2.3 拉压杆的应力11

2.3.1 横截面上的应力11

2.3.2 斜截面上的应力12

2.3.3 圣维南原理13

2.4 材料在拉伸和压缩时的力学性能14

2.4.1 拉压试验简介14

2.4.2 材料在拉伸时的力学性能15

2.4.3 材料压缩时的力学性能17

2.5 轴向拉压杆的强度条件18

2.6 拉压杆的变形21

2.7 拉压静不定问题25

2.7.1 拉压静不定问题及解法25

2.7.2 装配应力29

2.7.3 温度应力30

2.8 应力集中的概念32

习题33

第3章 剪切37

3.1 概述37

3.2 剪切的实用计算37

3.3 挤压的实用计算39

习题42

第4章 扭转44

4.1 概述44

4.2 扭矩和扭矩图44

4.2.1 传动轴上的外力偶矩44

4.2.2 扭矩及扭矩图45

4.3 纯剪切、切应力互等定理和剪切胡克定律46

4.3.1 薄壁圆筒扭转时横截面上的切应力46

4.3.2 切应力互等定理47

4.3.3 剪切胡克定律47

4.4 圆轴扭转时的应力及强度条件47

4.4.1 圆轴扭转时横截面上的应力47

4.4.2 圆轴扭转时斜截面上的应力51

4.4.3 强度条件52

4.5 圆轴扭转时的变形及刚度条件53

4.5.1 圆轴扭转变形53

4.5.2 圆轴扭转刚度条件54

4.6 扭转静不定问题56

4.7 圆柱形密圈螺旋弹簧的强度58

4.8 非圆截面杆件的扭转59

4.8.1 自由扭转和约束扭转60

4.8.2 矩形截面杆的扭转60

习题61

第5章 弯曲内力64

5.1 概述64

5.1.1 弯曲的概念64

5.1.2 梁的支座形式与支反力64

5.1.3 梁的基本类型65

5.2 剪力和弯矩66

5.3 剪力图和弯矩图68

5.4 剪力、弯矩和分布载荷集度间的微分关系71

5.4.1 剪力、弯矩与分布载荷集度间的微分关系71

5.4.2 利用微分关系绘制剪力图和弯矩图72

5.4.3 叠加法作弯矩图75

5.5 平面刚架和曲梁的内力76

5.5.1 平面刚架的内力76

5.5.2 曲梁的内力77

习题78

第6章 弯曲应力82

6.1 概述82

6.2 弯曲正应力82

6.2.1 变形几何方面83

6.2.2 物理方面84

6.2.3 静力学方面84

6.2.4 弯曲正应力85

6.2.5 纯弯曲正应力公式在横力弯曲中的推广86

6.3 弯曲切应力86

6.3.1 矩形截面梁的弯曲切应力86

6.3.2 工字形截面梁的弯曲切应力88

6.3.3 圆形及圆环形截面梁的弯曲切应力89

6.3.4 弯曲正应力与弯曲切应力的数值比较89

6.3.5 横力弯曲时切应力对弯曲正应力的影响90

6.4 梁的强度条件91

6.4.1 弯曲正应力强度条件91

6.4.2 弯曲切应力强度条件92

6.5 非对称截面梁的平面弯曲和弯曲中心95

6.6 提高弯曲强度的措施97

6.6.1 选择合理的截面形状97

6.6.2 采用变截面梁与等强度梁98

6.6.3 合理安排梁的受力99

习题101

第7章 弯曲变形106

7.1 概述106

7.2 挠曲线近似微分方程107

7.3 积分法求梁的变形107

7.4 叠加法求梁的位移112

7.5 梁的刚度条件与合理刚度设计117

7.5.1 梁的刚度条件117

7.5.2 提高弯曲刚度的措施118

7.6 简单静不定梁119

习题124

第8章 应力状态分析与强度理论129

8.1 概述129

8.1.1 应力状态的概念129

8.1.2 应力状态的表示方法129

8.1.3 强度理论130

8.2 平面应力状态分析131

8.2.1 任意斜截面上的应力131

8.2.2 主平面132

8.2.3 主应力132

8.2.4 极值切应力132

8.3 平面应力状态的应力圆134

8.4 三向应力状态的最大应力135

8.5 广义胡克定律137

8.5.1 广义胡克定律137

8.5.2 体积应变138

8.6 空间应力状态下的应变能和畸变能139

8.6.1 应变能及应变能密度139

8.6.2 体积改变能密度和畸变能密度140

8.7 常用的四个古典强度理论141

8.7.1 脆性断裂强度理论141

8.7.2 塑性屈服强度理论142

习题147

第9章 组合变形151

9.1 概述151

9.2 斜弯曲151

9.3 偏心拉伸（压缩）与截面核心155

9.3.1 偏心拉压杆的强度计算155

9.3.2 截面核心的概念158

9.4 弯曲与扭转的组合158

习题162

第10章 压杆稳定166

10.1 概述166

10.2 细长压杆的临界力和欧拉公式167

10.2.1 两端铰支细长压杆的临界力167

10.2.2 其他杆端约束下细长压杆的临界力168

10.2.3 欧拉公式的普遍形式170

10.2.4 欧拉公式的适用范围171

10.3 中、小柔度杆的临界力和临界应力总图171

10.4 压杆的稳定校核174

10.5 提高压杆稳定性的措施176

10.5.1 选择合理的截面形状176

10.5.2 改变压杆的约束条件176

10.5.3 合理选择材料176

习题176

第11章 能量法179

11.1 概述179

11.2 外力功与应变能179

11.2.1 外力功179

11.2.2 杆件的应变能180

11.2.3 应变能密度181

11.3 卡氏定理182

11.3.1 余功与余能182

11.3.2 卡氏定理183

11.3.3 用卡氏定理计算位移184

11.4 变形体虚功原理187

11.5 单位载荷法188

11.5.1 单位载荷法188

11.5.2 莫尔积分189

11.5.3 图乘法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

习题200

第12章 静不定结构205

12.1 概述205

12.2 力法及力法正则方程206

12.2.1 基本未知量、静定基、相当系统206

12.2.2 力法正则方程206

12.2.3 求解外力静不定结构208

12.2.4 求解内力静不定结构212

12.3 对称性的利用214

习题220

第13章 动载荷223

13.1 概述223

13.2 等加速运动构件的应力和应变223

13.2.1 构件等加速直线运动时的应力223

13.2.2 构件等速转动时的应力和变形225

13.3 冲击应力和变形227

13.4 提高构件抗冲击能力的措施233

习题234

第14章 疲劳237

14.1 概述237

14.1.1 交变应力237

14.1.2 疲劳238

14.2 持久极限239

14.2.1 材料的持久极限239

14.2.2 构件的持久极限240

14.3 对称循环构件的疲劳强度校核243

14.4 非对称循环构件的疲劳强度校核244

14.5 提高构件疲劳强度的措施245

习题245

附录A1 截面图形的几何性质247

A1.1 静矩247

A1.1.1 静矩和形心247

A1.1.2 组合截面图形的静矩和形心249

A1.2 惯性矩和惯性积249

A1.3 平行移轴公式252

A1.4 转轴公式和主惯性轴253

A1.4.1 惯性矩和惯性积的转轴公式253

A1.4.2 主惯性轴和主惯性矩254

A1.5 组合图形的形心主惯性矩256

习题257

附录A2 型钢表259

附录A3 常用材料的力学性能271

附录A4 常用截面图形的几何性质272

参考文献274