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第1章 材料力学基本概念 1

1.1 材料力学的任务 1

目录 1

1.2 材料力学的研究对象 2

1.3 材料力学的基本假设 2

1.4 外力及其表示 3

1.5 内力 截面法 4

1.5.1 内力 4

1.5.2 截面法 4

1.7.1 位移与变形 5

1.7.2 线应变与切应变 5

1.7 位移 变形 应变 5

1.6 应力 5

1.8 杆件的基本变形形式 6

习题 7

第2章 轴向拉伸和压缩 8

2.1 概述 8

2.2 轴力 轴力图 8

2.3 拉压杆的应力 9

2.3.1 横截面上的应力 9

2.3.2 圣维南原理 10

2.3.3 斜截面上的应力 10

2.4 材料在轴向拉仲（压缩）时的力学性能 11

2.4.1 拉伸试验和压缩试验 11

2.4.2 材料在轴向拉伸时的力学性能 12

2.4.3 材料在轴向压缩时的力学性能 14

2.4.4 温度和时间对材料力学性能的影响 16

2.5 许用应力 强度条件 18

2.5.1 许用应力 18

2.5.2 强度条件 18

2.6 拉压杆的变形 胡克定律 20

2.7 拉压静不定问题 23

2.7.1 拉压静不定问题及其解法 23

2.7.2 装配应力 25

2.7.3 温度应力 26

2.8 应力集中 28

习题 28

第3章 剪切 34

3.1 概述 34

3.2 剪切强度的实用计算 34

3.3 挤压强度的实用计算 35

习题 37

第4章 扭转 38

4.1 概述 38

4.1.1 扭转变形 38

4.1.2 扭转外力偶矩的计算 38

4.2 扭矩 扭矩图 39

4.3 薄壁圆筒的扭转 纯剪切 40

4.3.1 薄壁圆筒扭转时横截面上的切应力 40

4.3.2 切应力互等定理 40

4.3.3 剪切胡克定律 41

4.4 圆轴扭转时的应力 强度条件 41

4.4.1 圆轴扭转时横截面上的应力 41

4.4.2 圆轴扭转时斜截面上的应力 43

4.4.3 圆轴扭转强度条件 44

4.5 圆轴扭转变形 刚度条件 45

4.6 扭转静不定问题 47

4.7 圆柱形密圈螺旋弹簧的强度 49

4.8 非圆截面杆扭转简介 50

4.9 薄壁截面杆的自由扭转 52

4.9.1 开口薄壁杆 52

4.9.2 闭口薄壁杆 53

4.10 应力集中 55

习题 56

第5章 弯曲内力 59

5.1 概述 59

5.2 剪力和弯矩 60

5.3 剪力方程和弯矩方程 剪力图和弯矩图 62

5.4 弯矩、剪力与分布载荷集度之间的关系 64

5.5 平面刚架的内力图 69

习题 70

第6章 弯曲应力 76

6.1 概述 76

6.2 弯曲正应力 76

6.2.1 变形几何关系 76

6.2.2 物理关系 77

6.2.3 静力学关系 78

6.2.4 弯曲正应力 79

6.3 弯曲切应力 79

6.3.1 矩形截面梁 80

6.3.2 工字形截面梁 81

6.3.5 弯曲正应力与弯曲切应力的数值比较 82

6.3.3 圆形截面梁 82

6.3.4 圆环形截面梁 82

6.3.6 横力弯曲时切应力对弯曲正应力的影响 83

6.4 梁的正应力和切应力强度条件 84

6.5 非对称截面梁的平面弯曲弯曲中心的概念 88

6.6 提高弯曲强度的措施 89

6.6.1 选择合理的截面形状 89

6.6.2 采用变截面梁或等强度梁 90

6.6.3 合理安排梁的受力情况 92

习题 93

第7章 弯曲变形 99

7.1 概述 99

7.2 挠曲线近似微分方程 99

7.3 积分法求梁的变形 100

7.4 叠加法求梁的位移 105

7.5 梁的刚度条件 109

7.6 提高弯曲刚度的措施 110

7.6.1 合理布置载荷及调整梁的支座 110

7.6.2 选择合理的截面形状 110

7.6.3 合理选择材料 110

7.7 简单静不定梁 111

习题 114

第8章 应力状态分析 强度理论 120

8.1 概述 120

8.1.1 一点应力状态概念 120

8.1.2 一点应力状态的表示方法 120

8.1.5 强度理论 121

8.1.4 应力状态的分类 121

8.1.3 主平面 主应力 121

8.2 平面应力状态分析 122

8.2.1 任意斜截面上的应力 122

8.2.2 主平面 123

8.2.3 主应力 123

8.2.4 极值切应力 124

8.3 平面应力状态应力圆 126

8.4 三向应力状态的最大应力 128

8.4.1 三向应力状态应力圆 128

8.4.2 三向应力状态的最大应力 128

8.5 广义胡克定律 129

8.6.2 塑性屈服理论 132

8.6.1 脆性断裂理论 132

8.6 常用的四个古典强度理论 132

习题 136

第9章 组合变形 142

9.1 概述 142

9.2 斜弯曲 142

9.3 拉伸（压缩）与弯曲的组合 147

9.4 偏心拉压 149

9.4.1 偏心拉压杆的强度计算 149

9.4.2 截面核心的概念 152

9.5 弯曲与扭转的组合 153

习题 156

第10章 压杆稳定 160

10.1 概述 160

10.2.1 两端铰支细长压杆的临界力 161

10.2 细长压杆的临界力欧拉公式 161

10.2.2 其他杆端约束下细长压杆的临界力 162

10.2.3 欧拉公式的普遍形式 163

10.3 欧拉公式的适用范围 临界应力总图 163

10.3.1 欧拉公式的适用范围 163

10.3.2 其他压杆的临界力 经验公式 164

10.3.3 临界应力总图 165

10.4 压杆的稳定校核 166

10.5 提高压杆稳定性的措施 167

10.5.1 选择合理的截面形状 168

10.5.2 改变压杆的约束条件 168

10.5.3 合理选择材料 168

习题 168

11.2 外力功与应变能 171

11.2.1 外力功 171

第11章 能量法 171

11.1 概述 171

11.2.2 杆件的应变能 172

11.2.3 应变能密度 173

11.3 卡氏定理 175

11.3.1 余功与余能 175

11.3.2 卡氏定理 176

11.4 虚功原理 179

11.5 单位载荷法 181

11.5.1 单位载荷法 181

11.5.2 莫尔积分 181

11.5.3 图乘法 185

11.6.1 功的互等定理 189

11.6 互等定理 189

11.6.2 位移互等定理 190

习题 191

第12章 静不定结构 196

12.1 概述 196

12.1.1 静不定结构的类型 196

12.1.2 求解静不定问题的方法 197

12.2 力法及力法正则方程式 197

12.2.1 基本未知量、静定基、相当系统 197

12.2.2 力法正则方程式 197

12.2.3 用力法正则方程式求解静不定结构 199

12.3 对称性的利用 204

习题 210

13.2 具有等加速度的运动构件的应力和变形 214

第13章 动荷问题 214

13.1 概述 214

13.2.1 构件作等加速直线运动时的应力 215

13.2.2 构件等速转动时的应力和变形 216

13.3 冲击应力和变形 218

13.4 提高构件抗冲击能力的措施 224

13.5 冲击韧度 224

习题 225

第14章 疲劳 229

14.1 概述 229

14.1.1 交变应力 229

14.1.2 疲劳 230

14.2.1 材料的持久极限 231

14.2 持久极限 231

14.2.2 构件的持久极限 232

14.3 对称循环构件的疲劳强度校核 234

14.4 非对称循环构件的疲劳强度校核 235

14.5 提高构件疲劳强度的措施 236

习题 236

附录Ⅰ 截面图形的几何性质 238

Ⅰ.1 静矩和形心 238

Ⅰ.1.1 静矩和形心 238

Ⅰ.1.2 组合截面图形的静矩和形心 239

Ⅰ.2.2 惯性半径 240

Ⅰ.2.3 极惯性矩 240

Ⅰ.2.1 惯性矩 240

Ⅰ.2 惯性矩惯性积 240

Ⅰ.2.4 惯性积 241

Ⅰ.2.5 简单截面图形惯性矩惯性积 241

Ⅰ.2.6 组合截面图形的惯性矩惯性积 242

Ⅰ.3 平行移轴公式 242

Ⅰ.4 转轴公式 主惯性轴 244

Ⅰ.4.1 惯性矩和惯性积的转轴公式 244

Ⅰ.4.2 主惯性轴和主惯性矩 245

Ⅰ.5 组合截面图形的形心主惯性矩 247

习题 248

附录Ⅱ 型钢表 250

附录Ⅲ 主要常用量的公制单位与国际单位换算表 257

附录Ⅳ 中英文名词对照 258

附录Ⅴ 部分习题参考答案 261

参考文献 270

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