材料力學

目　　錄

第1章  緒論 1
1.1  材料力學的任務 1
1.2  可變形固體的性質及其基本假設 2
1.3  內力及應力的概念 3
1.3.1  內力的概念 3
1.3.2  應力的概念 5
1.4  桿件的基本變形形式 6
第2章  軸向拉伸和壓縮 9
2.1  軸向拉伸和壓縮的概念 9
2.2  軸力、軸力圖 10
2.3  拉(壓)桿內的應力 12
2.3.1  拉(壓)桿橫截面上的應力 12
2.3.2  拉(壓)桿斜截面上的應力 13
2.4  拉(壓)桿的變形 16
2.4.1  絕對變形胡克定律 16
2.4.2  相對變形、泊松比 17
2.5  材料在拉伸和壓縮時的力學性能 20
2.5.1  材料的拉伸和壓縮試驗 20
2.5.2  低碳鋼拉伸時的力學性能 21
2.5.3  其他金屬材料在拉伸時的
力學性能 24
2.5.4  金屬材料在壓縮時的
力學性能 25
2.5.5  幾種非金屬材料的力學性能 26
2.5.6  塑性材料和脆性材料的
主要區(qū)別 27
2.6  許用應力與強度條件 28
2.6.1  許用應力 28
2.6.2  強度條件 29
2.7  應力集中 32
2.7.1  應力集中 32
2.7.2  應力集中對構件強度的影響 33
2.8  拉(壓)桿的超靜定問題 33
2.8.1  超靜定問題的提出及其
求解方法 33
2.8.2  裝配應力 36
2.8.3  溫度應力 39
2.9  習題 40
第3章  扭轉與剪切 47
3.1  扭轉的概念及實例 47
3.2  扭矩的計算和扭矩圖 48
3.2.1  外力偶矩的計算 48
3.2.2  扭矩及扭矩圖 49
3.3  圓軸扭轉時的應力與強度條件 52
3.3.1  薄壁圓筒的扭轉應力 52
3.3.2  圓截面軸扭轉時橫截面上的
應力 54
3.3.3  斜截面上的應力 57
3.3.4  強度條件 59
3.4  圓軸扭轉時的變形與剛度條件 61
3.4.1  扭轉變形公式 61
3.4.2  圓軸扭轉剛度條件 61
3.5  扭轉超靜定問題 63
3.6  剪切的概念及實例 65
3.7  連接件的強度計算 66
3.7.1  剪切實用計算 66
3.7.2  擠壓實用計算 67
3.8  習題 72
第4章  彎曲內力 81
4.1  平面彎曲的概念及梁的計算簡圖 81
4.1.1  平面彎曲的概念 82
4.1.2  梁的計算簡圖 82
4.2  梁的內力及內力圖 84
4.2.1  梁的內力——剪力和彎矩 84
4.2.2  梁的內力圖——剪力圖和
彎矩圖 88
4.2.3  平面剛架與曲桿的內力圖 97
4.3  習題 99
第5章  彎曲應力 105
5.1  純彎曲時梁橫截面上的正應力 105
5.1.1  試驗分析及假設 105
5.1.2  正應力公式的推導 106
5.1.3  純彎曲理論的推廣 108
5.1.4  正應力公式的適用條件 108
5.1.5  梁的正應力強度計算 110
5.2  梁的橫截面上的切應力 114
5.2.1  矩形截面梁橫截面上的
切應力 114
5.2.2  其他截面梁的切應力 116
5.2.3  梁的切應力強度條件 118
5.3  梁的合理設計 120
5.3.1  合理配置支座和荷載 120
5.3.2  合理設計截面形狀 121
5.3.3  合理設計梁的形狀——
變截面梁 122
5.4  習題 123
第6章  彎曲變形 129
6.1  彎曲變形的基本概念 129
6.2  梁的撓曲線近似微分方程 130
6.3  積分法求梁的變形 131
6.3.1  兩次積分 131
6.3.2  積分常數(shù)的確定 131
6.4  疊加法求梁的變形 137
6.5  梁的剛度條件 140
6.6  梁的合理剛度設計 141
6.7  簡單超靜定梁的求解 143
6.8  習題 145
第7章  應力狀態(tài)和強度理論 149
7.1  概述 149
7.2  平面應力狀態(tài)下的應力分析 150
7.2.1  平面應力狀態(tài)的概念 150
7.2.2  解析法 151
7.2.3  幾何法——應力圓法 155
7.3  空間應力狀態(tài)下的應力分析 160
7.3.1  空間應力狀態(tài)的概念 160
7.3.2  任意截面上的應力 161
7.3.3  最大切應力及其方位 162
7.4  廣義胡克定律 163
7.4.1  廣義胡克定律 163
7.4.2  體積應變 165
7.4.3  空間應力狀態(tài)的比能 167
7.5  強 度 理 論 168
7.5.1  4個強度理論 169
7.5.2  相當應力及強度條件 173
7.5.3  強度理論的應用 173
7.6  習題 175
第8章  組合變形的強度計算 185
8.1  組合變形的概念 185
8.2  斜彎曲 186
8.3  拉伸(壓縮)與彎曲的組合 189
8.4  偏心拉伸(壓縮) 193
8.4.1  偏心拉(壓)的應力計算 194
8.4.2  截面核心 196
8.5  扭轉與彎曲 199
8.6  習題 202
第9章  壓桿穩(wěn)定 209
9.1  壓桿穩(wěn)定的概念 209
9.2  理想壓桿臨界力的計算 210
9.2.1  兩端鉸支細長壓桿的
臨界力 210
9.2.2  一端固定、一端自由細長
壓桿的臨界力 212
9.2.3  兩端固定的細長壓桿的
臨界力 213
9.2.4  細長壓桿的臨界力公式 215
9.3  歐拉公式的適用范圍 216
9.3.1  臨界應力和柔度 216
9.3.2  歐拉公式的適用范圍 216
9.3.3  臨界應力總圖 217
9.4  壓桿的穩(wěn)定計算 218
9.4.1  穩(wěn)定安全因數(shù)法 218
9.4.2  穩(wěn)定因數(shù)法 220
9.4.3  穩(wěn)定條件的應用 224
9.5  壓桿的合理截面設計 227
9.6  習題 228
第10章  能量法 233
10.1  概述 233
10.2  應變能和余能 233
10.2.1  應變能 233
10.2.2  余能 237
10.3  卡氏定理 238
10.3.1  卡氏第一定理 239
10.3.2  卡氏第二定理 240
10.4  用能量法求解超靜定問題 242
10.5  習題 244
第11章  動荷載與交變應力 247
11.1  概述 247
11.2  加速直線運動或等角速轉動時的
動應力計算 247
11.2.1  構件做等加速直線運動 247
11.2.2  構件做等角速轉動 250
11.3  沖擊荷載 251
11.4  交變應力 257
11.4.1  交變應力及應力-時間
歷程 257
11.4.2  金屬疲勞破壞的概念 258
11.4.3  金屬材料的S-N曲線和
疲勞極限 259
11.4.4  鋼結構構件及其連接部位的
S-N曲線 260
11.4.5  鋼結構構件及其連接部位的
疲勞計算 262
11.5  習題 265
附錄A  截面的幾何性質 269
附錄B  常用材料的力學性能 282
附錄C  型鋼表 285
附錄D  簡單荷載作用下梁的撓度和
轉角 298
附錄E  常見截面的幾何性質 301
有關術語中英文對照表 303
各章習題參考答案 311
主要符號表 322
參考文獻 325