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第1章 绪论1

1.1材料力学的研究对象、内容和方法1

1.1.1构件与杆件1

1.1.2杆件的基本变形形式2

1.1.3强度、刚度与稳定性3

1.1.4材料力学的研究方法3

1.2材料力学的基本假设4

1.2.1连续性假设4

1.2.2均匀性假设5

1.2.3各向同性假设5

1.3外力和内力5

1.3.1外力5

1.3.2内力与截面法6

1.4应力7

1.4.1应力的概念7

1.4.2应力状态8

1.5应变9

1.5.1位移与变形9

1.5.2应变9

1.6胡克定律11

思考题12

习题14

第2章 轴向拉压应力与材料的力学性能16

2.1拉压杆的内力16

2.1.1拉压杆的内力——轴力16

2.1.2轴力图17

2.2拉压杆的应力19

2.2.1拉压杆横截面上的应力19

2.2.2拉压杆斜截面上的应力21

2.2.3圣维南原理22

2.3材料在拉伸与压缩时的力学性能23

2.3.1材料拉伸试验的基本要求23

2.3.2低碳钢拉伸时的力学性能24

2.3.3其他材料拉伸时的力学性能26

2.3.4材料压缩时的力学性能27

2.3.5温度和时间对材料力学性能的影响28

2.4安全因数、许用应力和强度条件30

2.4.1安全因数与许用应力30

2.4.2拉压杆的强度条件30

2.5应力集中的概念35

思考题37

习题38

计算机作业一43

第3章 轴向拉压变形44

3.1拉压杆的轴向变形与横向变形44

3.1.1轴向变形44

3.1.2横向变形与泊松比45

3.2变形计算的叠加原理46

3.3桁架的节点位移47

3.4拉压杆静不定问题49

3.5热应力与预应力54

3.5.1热应力54

3.5.2预应力59

思考题62

习题63

计算机作业二70

第4章 连接件强度的实用计算71

4.1连接件的形式71

4.2剪切强度实用计算73

4.3挤压强度实用计算75

思考题78

习题79

第5章 扭转84

5.1轴的动力传递、扭矩与扭矩图84

5.1.1传动轴和外力偶矩84

5.1.2轴的内力——扭矩与扭矩图85

5.2扭转圆轴的应力与强度条件86

5.2.1圆轴横截面上的应力86

5.2.2圆轴扭转强度条件88

5.2.3薄壁圆筒横截面上的切应力90

5.2.4扭转圆轴斜截面上的应力91

5.3扭转圆轴的变形与刚度条件92

5.3.1扭转圆轴的变形92

5.3.2扭转圆轴的刚度条件93

5.4非圆截面杆的扭转97

5.4.1矩形截面杆的自由扭转97

5.4.2开口薄壁截面杆的自由扭转98

5.4.3闭口薄壁截面杆的扭转99

5.5扭转应力集中101

思考题102

习题103

计算机作业三109

第6章 弯曲内力110

6.1梁的内力——剪力和弯矩111

6.2剪力图和弯矩图113

6.3剪力、弯矩与载荷集度之间的微分关系115

6.3.1剪力、弯矩与载荷集度之间的微分关系115

6.3.2剪力图、弯矩图的形状特征与载荷的关系116

6.4静定平面刚架和曲杆的内力图121

思考题123

习题124

第7章 弯曲应力128

7.1梁的弯曲正应力与强度条件128

7.1.1纯弯曲与横力弯曲128

7.1.2纯弯曲时梁横截面上的正应力128

7.1.3弯曲正应力公式在横力弯曲中的推广133

7.1.4弯曲正应力强度条件133

7.2梁的弯曲切应力与强度条件138

7.2.1矩形截面梁的切应力138

7.2.2工字形截面梁与组合梁的切应力140

7.2.3圆形及薄壁圆环截面梁的切应力143

7.2.4梁的切应力强度条件144

7.3提高梁弯曲强度的措施145

7.3.1降低梁的最大弯矩145

7.3.2选择合理的截面形状146

7.3.3合理设计梁的形状——变截面梁147

7.4弯曲中心148

7.5弯曲应力集中149

思考题150

习题152

第8章 弯曲变形159

8.1梁变形的基本方程159

8.1.1挠度和转角间的关系159

8.1.2挠曲轴近似微分方程159

8.2计算梁变形的积分法160

8.3计算梁变形的叠加法164

8.4梁的刚度条件与合理刚度设计167

8.4.1梁的刚度条件167

8.4.2梁的合理刚度设计168

8.5简单静不定梁168

8.6温度引起的梁变形172

思考题173

习题174

第9章 应力状态分析与广义胡克定律179

9.1应力状态179

9.1.1单元体与应力状态179

9.1.2主应力与应力状态的分类182

9.2二向应力状态分析183

9.2.1解析法183

9.2.2应力圆法186

9.3三向应力状态分析简介190

9.3.1三向应力圆190

9.3.2最大应力191

9.4广义胡克定律192

9.4.1二向应力状态的广义胡克定律192

9.4.2三向应力状态的广义胡克定律192

9.4.3体积应变193

9.5由测点处的正应变确定应力状态195

9.6应变能196

9.6.1应变能的概念196

9.6.2空间应力状态下的应变能密度196

思考题198

习题199

计算机作业四205

第10章 强度理论206

10.1强度理论概述206

10.2适用于脆性断裂的强度理论207

10.3适用于塑性屈服的强度理论207

10.4莫尔强度理论209

10.5强度理论的选用210

思考题214

习题214

第11章 组合变形217

11.1轴向拉压与弯曲的组合变形217

11.1.1轴向拉压与弯曲的组合变形217

11.1.2偏心拉伸与偏心压缩218

11.1.3截面核心的概念221

11.2轴向拉压与扭转的组合变形223

11.3斜弯曲224

11.3.1斜弯曲的正应力与强度条件224

11.3.2斜弯曲的变形计算226

11.4扭转与弯曲的组合变形226

11.5薄壁压力容器的组合变形232

思考题233

习题235

第12章 压杆的稳定性240

12.1稳定性的基本概念240

12.2两端铰支细长压杆的临界载荷241

12.3不同杆端约束下细长压杆的临界载荷242

12.4欧拉公式的适用范围与临界应力总图245

12.4.1临界应力和柔度245

12.4.2欧拉公式的适用范围246

12.4.3临界应力总图246

12.5压杆的稳定性校核247

12.6提高压杆稳定性的措施250

思考题251

习题252

计算机作业五254

第13章 疲劳强度255

13.1疲劳破坏与循环应力255

13.1.1疲劳破坏的特点255

13.1.2应力谱257

13.2材料的S-N曲线和疲劳极限259

13.2.1 S-N曲线和疲劳极限259

13.2.2 S-N曲线的数学描述260

13.3影响构件疲劳极限的主要因素260

13.3.1构件形状的影响261

13.3.2构件截面尺寸的影响264

13.3.3构件表面质量的影响264

13.4构件的疲劳强度计算265

13.4.1对称循环应力下构件的疲劳强度条件265

13.4.2非对称循环应力下构件的疲劳强度条件266

13.4.3弯扭组合变形下构件的疲劳强度条件266

13.5变幅循环应力与累积损伤理论267

思考题269

习题269

第14章 能量原理272

14.1杆件的应变能272

14.2莫尔定理与单位载荷法275

14.3卡氏第二定理279

14.4互等定理282

14.5虚功原理284

14.6用单位载荷法求解静不定问题287

思考题291

习题293

第15章 惯性载荷问题296

15.1等加速度运动构件的惯性载荷问题296

15.1.1等加速直线运动构件的惯性载荷问题296

15.1.2等角速度旋转构件的惯性载荷问题297

15.2构件受冲击时应力和变形的计算299

15.3提高构件抗冲击能力的措施305

思考题307

习题308

第16章 简单弹塑性问题312

16.1材料的弹塑性应力应变关系312

16.2简单桁架的弹塑性分析314

16.3圆轴的弹塑性扭转317

16.4梁的弹塑性弯曲318

16.4.1矩形截面梁的弹塑性分析、塑性铰318

16.4.2形状系数和塑性极限状态时中性轴位置320

16.4.3梁的极限载荷321

16.5残余应力的概念324

思考题325

习题326

参考文献329

附录A平面图形的几何性质330

A.1静矩和形心330

A.2极惯性矩332

A.3惯性矩与惯性积333

A.4平行移轴定理334

A.5转轴公式与主惯性矩336

思考题339

习题341

附录B常见截面形状的几何性质344

附录C常用材料的力学性能346

附录D简单载荷下梁的挠度与转角348

附录E型钢表350

附录F量度单位换算表363

附录G材料力学名词中英文对照366

思考题与习题答案370