目錄
前言
主要符號(hào)表
第1章 材料力學(xué)基本概念 1
1.1 材料力學(xué)的任務(wù)和研究對(duì)象 1
1.1.1 強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性 1
1.1.2 材料力學(xué)的研究對(duì)象 2
1.2 材料力學(xué)的基本假設(shè) 2
1.2.1 連續(xù)性假設(shè) 2
1.2.2 均勻性假設(shè) 2
1.2.3 各向同性假設(shè) 2
1.2.4 小變形假設(shè) 3
1.3 外力、內(nèi)力和應(yīng)力 3
1.3.1 外力 3
1.3.2 內(nèi)力和截面法 4
1.3.3 應(yīng)力 5
1.4 位移、變形和應(yīng)變 5
1.4.1 位移與變形 5
1.4.2 應(yīng)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(zhuǎn) 7
1.5.4 彎曲 7
習(xí)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(yīng)力 11
2.3.1 橫截面上的應(yīng)力 11
2.3.2 斜截面上的應(yīng)力 12
2.3.3 圣維南原理 13
2.4 材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能 14
2.4.1 拉壓試驗(yàn)簡(jiǎn)介 14
2.4.2 材料在拉伸時(shí)的力學(xué)性能 15
2.4.3 材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能 17
2.5 軸向拉壓桿的強(qiáng)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(yīng)力 29
2.7.3 溫度應(yīng)力 30
2.8 應(yīng)力集中的概念 32
習(xí)題 33
第3章 剪切 37
3.1 概述 37
3.2 剪切的實(shí)用計(jì)算 37
3.3 擠壓的實(shí)用計(jì)算 39
習(xí)題 42
第4章 扭轉(zhuǎn) 44
4.1 概述 44
4.2 扭矩和扭矩圖 44
4.2.1 傳動(dòng)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(yīng)力互等定理和剪切胡克定律 46
4.3.1 薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的切應(yīng)力 46
4.3.2 切應(yīng)力互等定理 47
4.3.3 剪切胡克定律 47
4.4 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力及強(qiáng)度條件 47
4.4.1 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的應(yīng)力 47
4.4.2 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)斜截面上的應(yīng)力 51
4.4.3 強(qiáng)度條件 52
4.5 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形及剛度條件 53
4.5.1 圓軸扭轉(zhuǎn)變形 53
4.5.2 圓軸扭轉(zhuǎn)剛度條件 54
4.6 扭轉(zhuǎn)靜不定問題 56
4.7 圓柱形密圈螺旋彈簧的強(qiáng)度 58
4.8 非圓截面桿件的扭轉(zhuǎn) 59
4.8.1 自由扭轉(zhuǎn)和約束扭轉(zhuǎn) 60
4.8.2 矩形截面桿的扭轉(zhuǎn) 60
習(xí)題 61
第5章 彎曲內(nèi)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(guān)系 71
5.4.1 剪力、彎矩與分布載荷集度間的微分關(guān)系 71
5.4.2 利用微分關(guān)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(nèi)力 76
5.5.1 平面剛架的內(nèi)力 76
5.5.2 曲梁的內(nèi)力 77
習(xí)題 78
第6章 彎曲應(yīng)力 82
6.1 概述 82
6.2 彎曲正應(yīng)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(xué)方面 84
6.2.4 彎曲正應(yīng)力 85
6.2.5 純彎曲正應(yīng)力公式在橫力彎曲中的推廣 86
6.3 彎曲切應(yīng)力 86
6.3.1 矩形截面梁的彎曲切應(yīng)力 86
6.3.2 工字形截面梁的彎曲切應(yīng)力 88
6.3.3 圓形及圓環(huán)形截面梁的彎曲切應(yīng)力 89
6.3.4 彎曲正應(yīng)力與彎曲切應(yīng)力的數(shù)值比較 89
6.3.5 橫力彎曲時(shí)切應(yīng)力對(duì)彎曲正應(yīng)力的影響 90
6.4 梁的強(qiáng)度條件 91
6.4.1 彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件 91
6.4.2 彎曲切應(yīng)力強(qiáng)度條件 92
6.5 非對(duì)稱截面梁的平面彎曲和彎曲中心 95
6.6 提高彎曲強(qiáng)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(qiáng)度梁 98
6.6.3 合理安排梁的受力 99
習(xí)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(shè)計(jì) 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(jiǎn)單靜不定梁 119
習(xí)題 124
第8章 應(yīng)力狀態(tài)分析與強(qiáng)度理論 129
8.1 概述 129
8.1.1 應(yīng)力狀態(tài)的概念 129
8.1.2 應(yīng)力狀態(tài)的表示方法 129
8.1.3 強(qiáng)度理論 130
8.2 平面應(yīng)力狀態(tài)分析 131
8.2.1 任意斜截面上的應(yīng)力 131
8.2.2 主平面 132
8.2.3 主應(yīng)力 132
8.2.4 極值切應(yīng)力 132
8.3 平面應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)力圓 134
8.4 三向應(yīng)力狀態(tài)的最大應(yīng)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(yīng)變 138
8.6 空間應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變能和畸變能 139
8.6.1 應(yīng)變能及應(yīng)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(gè)古典強(qiáng)度理論 141
8.7.1 脆性斷裂強(qiáng)度理論 141
8.7.2 塑性屈服強(qiáng)度理論 142
習(xí)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(qiáng)度計(jì)算 155
9.3.2 截面核心的概念 158
9.4 彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合 158
習(xí)題 162
第10章 壓桿穩(wěn)定 166
10.1 概述 166
10.2 細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界力和歐拉公式 167
10.2.1 兩端鉸支細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界力 167
10.2.2 其他桿端約束下細(xì)長(zhǎng)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(yīng)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(xí)題 176
第11章 能量法 179
11.1 概述 179
11.2 外力功與應(yīng)變能 179
11.2.1 外力功 179
11.2.2 桿件的應(yīng)變能 180
11.2.3 應(yīng)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(jì)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(xí)題 200
第12章 靜不定結(jié)構(gòu) 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(dāng)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(jié)構(gòu) 208
12.2.4 求解內(nèi)力靜不定結(jié)構(gòu) 212
12.3 對(duì)稱性的利用 214
習(xí)題 220
第13章 動(dòng)載荷 223
13.1 概述 223
13.2 等加速運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的應(yīng)力和應(yīng)變 223
13.2.1 構(gòu)件等加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的應(yīng)力 223
13.2.2 構(gòu)件等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的應(yīng)力和變形 225
13.3 沖擊應(yīng)力和變形 227
13.4 提高構(gòu)件抗沖擊能力的措施 233
習(xí)題 234
第14章 疲勞 237
14.1 概述 237
14.1.1 交變應(yīng)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(gòu)件的持久極限 240
14.3 對(duì)稱循環(huán)構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度校核 243
14.4 非對(duì)稱循環(huán)構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度校核 244
14.5 提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的措施 245
習(xí)題 245
附錄A1 截面圖形的幾何性質(zhì) 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(zhuǎn)軸公式和主慣性軸 253
A1.4.1 慣性矩和慣性積的轉(zhuǎn)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(xí)題 257
附錄A2 型鋼表 259
附錄A3 常用材料的力學(xué)性能 271
附錄A4 常用截面圖形的幾何性質(zhì) 272
參考文獻(xiàn) 274