目錄
第1章 緒論 1
1.1 材料力學(xué)的研究對象 1
1.2 材料力學(xué)的任務(wù) 1
1.3 材料力學(xué)的基本假設(shè) 2
1.4 桿件的基本變形 3
1.5 材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)及有限元模擬簡介 5
第2章 軸向拉伸和壓縮 6
2.1 拉壓變形概述 6
2.1.1 拉壓桿的內(nèi)力 6
2.1.2 拉壓桿的應(yīng)力 6
2.1.3 變形和應(yīng)變的概念 7
2.2 桿件拉伸和壓縮的應(yīng)力應(yīng)變理論分析 8
2.2.1 拉壓胡克定律 8
2.2.2 低碳鋼材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能分析 9
2.2.3 應(yīng)力集中 11
2.3 桿件的拉伸和壓縮實(shí)驗(yàn) 12
2.3.1 低碳鋼和鑄鐵材料的拉伸實(shí)驗(yàn) 12
2.3.2 低碳鋼和鑄鐵的壓縮實(shí)驗(yàn) 17
2.3.3 含孔平板拉伸實(shí)驗(yàn) 19
2.4 拉伸和壓縮行為的有限元模擬 20
2.4.1 金屬材料拉伸過程模擬 20
2.4.2 金屬材料壓縮過程模擬 36
2.4.3 含孔平板拉伸過程模擬 48
第3章 扭轉(zhuǎn) 61
3.1 扭轉(zhuǎn)變形概述 61
3.2 薄壁圓筒的扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn) 61
3.3 等直圓桿的扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn) 63
3.4 桿件扭轉(zhuǎn)行為的有限元模擬 65
3.5 桿件扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力應(yīng)變理論分析 75
3.5.1 薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力及變形 75
3.5.2 剪切胡克定律 77
3.5.3 等直圓桿扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力及變形 77
3.5.4 矩形截面桿扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力及變形 80
第4章 彎曲 81
4.1 彎曲變形概述 81
4.2 梁的純彎曲實(shí)驗(yàn) 82
4.3 梁彎曲行為的有限元模擬 84
4.4 梁彎曲的應(yīng)力應(yīng)變理論分析 91
4.4.1 純彎曲時(shí)梁橫截面上的正應(yīng)力 91
4.4.2 梁的切應(yīng)力 95
第5章 強(qiáng)度理論 99
5.1 強(qiáng)度理論概述 99
5.1.1 單向應(yīng)力狀態(tài) 99
5.1.2 純剪應(yīng)力狀態(tài) 99
5.1.3 平面應(yīng)力狀態(tài) 99
5.2 梁的強(qiáng)度校核有限元模擬 100
5.2.1 問題描述 100
5.2.2 有限元分析 101
5.3 強(qiáng)度理論 106
5.3.1 脆性斷裂 106
5.3.2 塑性屈服 107
5.3.3 強(qiáng)度理論的統(tǒng)一形式 108
第6章 組合變形 110
6.1 組合變形概述 110
6.2 薄壁圓筒彎扭組合變形實(shí)驗(yàn) 110
6.3 薄壁圓筒拉扭(壓扭)組合有限元模擬 114
6.3.1 問題描述 114
6.3.2 拉扭模型與相關(guān)參數(shù) 114
6.3.3 有限元分析 114
6.4 薄壁圓筒彎扭組合有限元模擬 122
6.4.1 問題描述 122
6.4.2 彎扭模型與相關(guān)參數(shù) 122
6.4.3 有限元分析 122
6.5 組合變形理論 130
6.5.1 拉伸和扭轉(zhuǎn) 130
6.5.2 壓縮和扭轉(zhuǎn) 130
6.5.3 彎曲和扭轉(zhuǎn) 131
第7章 壓桿穩(wěn)定 133
7.1 壓桿穩(wěn)定概述 133
7.2 壓桿失穩(wěn)實(shí)驗(yàn) 134
7.3 壓桿失穩(wěn)有限元模擬 136
7.3.1 問題描述 136
7.3.2 模型與參數(shù) 136
7.3.3 有限元分析 136
7.4 壓桿穩(wěn)定理論 144
7.4.1 兩端鉸支細(xì)長壓桿臨界力的歐拉公式 144
7.4.2 其他桿端約束下細(xì)長壓桿臨界力的歐拉公式 146
7.4.3 對歐拉公式的一些分析 148
第8章 交變應(yīng)力-疲勞分析 150
8.1 概述 150
8.2 疲勞失效實(shí)驗(yàn) 150
8.3 梁的疲勞失效有限元模擬 152
8.3.1 ABAQUS疲勞分析簡介 152
8.3.2 有限元分析 153
8.4 疲勞分析 171
8.4.1 疲勞極限 171
8.4.2 疲勞分析方法 173
第9章 材料力學(xué)性能的進(jìn)一步研究 176
9.1 概述 176
9.2 應(yīng)變速率和應(yīng)力速率相關(guān)材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn) 176
9.3 溫度相關(guān)材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn) 177
9.4 金屬材料的蠕變和應(yīng)力松弛實(shí)驗(yàn) 179
9.5 材料一些特殊力學(xué)性能的模擬 181
9.5.1 蠕變有限元模擬 181
9.5.2 帶孔平板的熱應(yīng)力分析 187
9.6 材料力學(xué)性能評估方法 191
9.6.1 率相關(guān)理論 191
9.6.2 溫度相關(guān)理論 192
9.6.3 蠕變和松弛理論 192
第10章 有限元軟件分析常見錯(cuò)誤 194
10.1 錯(cuò)誤查看和分析 194
10.2 常見錯(cuò)誤和解決方法 194
10.2.1 DAT文件常見錯(cuò)誤和警告信息 195
10.2.2 MSG文件常見錯(cuò)誤和警告信息 199
10.2.3 LOG文件常見錯(cuò)誤和警告信息 201
10.3 小結(jié) 201
參考文獻(xiàn) 202