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第1章 绪论1

1.1　材料力学的任务与研究对象1

1.1.1　材料力学的任务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

1.3　外力与内力4

1.4　应力与应变5

1.5　杆件变形的基本形式7

思考题8

习题8

第2章　轴向拉压与材料的力学性能11

2.1　引言11

2.2　拉压杆的内力与应力12

2.2.1　轴力与轴力图12

2.2.2　横截面上的应力13

2.2.3　圣维南原理14

2.2.4　拉压杆斜截面上的应力15

2.3　材料拉伸与压缩时的力学性能17

2.3.1　拉伸试验与应力-应变曲线17

2.3.2　低碳钢拉伸时的力学性能19

2.3.3　卸载与再加载规律20

2.3.4　材料的塑性21

2.3.5　其他材料拉伸时的力学性能21

2.3.6　复合材料与高分子材料的拉伸力学性能22

2.3.7　材料在压缩时的力学性能23

2.3.8　应力集中24

2.4　拉压杆的强度计算25

2.4.1　失效与许用应力25

2.4.2　强度条件26

2.5　拉压杆的变形计算29

2.5.1　拉压杆的轴向变形与胡克定律29

2.5.2　拉压杆的横向变形与泊松比29

2.5.3　轴向拉压时的应变能32

2.6　简单拉压静不定问题33

2.6.1　静不定问题分析33

2.6.2　热应力与预应力36

2.7　连接件的强度计算37

2.7.1　剪切与剪切强度条件37

2.7.2　挤压与挤压强度计算38

思考题41

习题42

第3章　扭转47

3.1　引言47

3.2　扭力偶矩、扭矩与扭矩图48

3.3 薄壁圆筒扭转试验与剪切胡克定律50

3.4　圆轴扭转的应力与变形52

3.4.1　试验与假设52

3.4.2　圆轴扭转切应力的一般公式53

3.4.3　最大扭转切应力54

3.4.4　圆轴的扭转变形55

3.5 圆轴扭转时的强度条件与刚度条件56

3.6 圆柱形密圈螺旋弹簧的应力与变形61

3.7　非圆截面轴扭转64

思考题66

习题67

第4章　弯曲内力70

4.1 引言70

4.2　梁的计算简图71

4.3　弯曲内力及内力图72

4.3.1　梁横截面上的内力——剪力与弯矩72

4.3.2　剪力图与弯矩图74

4.4　剪力、弯矩与载荷集度间的微分关系79

4.5　平面刚架与曲杆的内力83

思考题85

习题85

第5章　弯曲应力90

5.1　弯曲正应力90

5.1.1　试验与假设90

5.1.2　弯曲正应力的一般公式91

5.1.3　最大弯曲正应力93

5.1.4　弯曲正应力公式的适用范围94

5.2　弯曲切应力简介95

5.2.1　矩形截面梁的弯曲切应力96

5.2.2　圆形截面的弯曲切应力98

5.2.3　薄壁截面梁的弯曲切应力98

5.2.4　弯曲正应力与弯曲切应力的比较99

5.3　弯曲强度条件及其应用100

5.3.1　弯曲正应力强度条件100

5.3.2　弯曲切应力强度条件101

5.4　提高梁弯曲强度的主要措施106

思考题109

习题109

第6章　弯曲变形114

6.1　引言114

6.2　确定梁位移的积分法115

6.2.1　挠曲线微分方程115

6.2.2　积分法求梁的变形116

6.3　确定梁位移的叠加法119

6.4　梁的刚度条件及合理设计124

6.5　简单静不定梁125

思考题129

习题129

第7章　应力状态与强度理论132

7.1　引言132

7.2　平面应力状态分析的解析法135

7.3　平面应力状态分析的几何法——应力圆138

7.4　三向应力状态下的最大应力142

7.5　广义胡克定律144

7.6　复杂应力状态下的应变能与畸变能147

7.7　强度理论概述148

思考题153

习题154

第8章　组合变形157

8.1　引言157

8.2　拉（压）弯组合变形158

8.2.1　杆件同时承受横向力与轴向力作用158

8.2.2　偏心拉（压）160

8.2.3　截面核心162

8.3　弯曲与扭转的组合163

思考题168

习题169

第9章　压杆稳定173

9.1　引言173

9.2　细长压杆的临界载荷174

9.2.1　两端铰支细长压杆的临界载荷175

9.2.2　大挠度理论与实际压杆176

9.2.3　两端非铰支细长压杆的临界载荷177

9.2.4　欧拉公式的一般形式178

9.3　压杆的临界应力179

9.4　压杆的稳定条件与合理设计182

9.4.1　压杆的稳定条件182

9.4.2　折减系数法183

9.4.3　压杆的合理设计184

思考题186

习题186

第10章　构件的疲劳强度189

10.1　引言189

10.2　交变应力的描述及其分类190

10.3 S-N曲线与材料的疲劳极限192

10.4　影响构件疲劳极限的因素193

10.5　构件的疲劳强度计算与提高构件疲劳强度的途径197

10.5.1　对称循环应力下构件的疲劳强度条件197

10.5.2　非对称循环应力下构件的疲劳强度条件197

10.5.3　弯扭组合交变应力下构件的疲劳强度条件198

10.5.4　提高构件疲劳强度的途径201

思考题201

习题202

第11章　能量法204

11.1　外力功与应变能的一般表达式204

11.1.1　外力功的计算204

11.1.2　应变能的计算205

11.1.3　互等定理207

11.2　变形体虚功原理208

11.3　单位载荷法209

11.4　冲击应力分析214

11.4.1　铅垂冲击应力分析214

11.4.2　水平冲击应力分析216

11.4.3　吊索冲击应力分析217

11.4.4　扭转冲击应力分析218

11.5　构件加速运动时的动应力分析219

11.5.1　构件作加速直线平动时的动应力分析219

11.5.2　构件转动时的动应力分析220

思考题221

习题222

第12章　静不定问题分析226

12.1　引言226

12.2　用力法分析求解静不定问题227

12.2.1　外力静不定结构分析227

12.2.2　内力静不定结构分析230

12.3　对称与反对称静不定问题分析232

12.3.1　结构对称、载荷对称的静不定结构分析233

12.3.2　结构对称、载荷反对称的静不定结构分析236

12.3.3　平面静不定刚架空间受力分析238

思考题240

习题240

第13章 非金属材料的力学性能简介243

13.1　复合材料的力学性能243

13.1.1　引言243

13.1.2　复合材料的纵向力学性能244

13.1.3　复合材料的横向力学性能与面内切变模量248

13.1.4　短纤维复合材料的力学性能250

13.2　聚合物的力学性能255

13.2.1　聚合物的分类255

13.2.2　聚合物的力学状态与转变256

13.2.3　聚合物的力学性能257

13.3　陶瓷材料的力学性能261

13.3.1　陶瓷材料的弹性性能261

13.3.2 陶瓷材料的疲劳与抗热震性263

思考题265

附录A　平面图形的常用几何性质266

A.1　平面图形的静矩与形心266

A.2　惯性矩、惯性积、惯性半径与极惯性矩269

A.3　惯性矩的平行轴公式273

思考题274

习题275

附录B　单位制及数值精度277

附录C　型钢规格表279

习题答案292

参考文献301