材料力学 / 21世纪高等教育规划教材
¥29.80定价
作者: 范钦珊
出版时间:2022-01-13
出版社:机械工业出版社
“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材
- 机械工业出版社
- 9787111320784
- 1-6
- 90261
- 44218108-7
- 平装
- 16开
- 2022-01-13
- 388
- 320
- 工学
- 材料科学与工程
- TB301
- 理工科
- 本科
内容简介
本书是根据教育部高等学校力学基础课程教学指导分委员会最新制订的《材料力学课程教学基本要求》(A类)编写的。全书分为基础部分与专题部分共13章。基础部分包括反映材料力学基本要求的:轴向拉伸与压缩、材料的力学性能、内力与内力图、连接件强度的工程假定计算、圆轴扭转、弯曲强度与刚度、应力状态与强度理论、组合受力与变形杆件的强度计算、压杆稳定等内容,共10章;专题部分包括:能量法、简单的超静定系统、动载荷与疲劳强度等内容共3章。
目录
前言
第1章材料力学概述
11材料力学的研究内容
12材料力学的基本假定
121均匀连续性假定
122各向同性假定
123小变形假定
13弹性杆件的外力与内力
131外力
132内力
14弹性体受力与变形特点
15应力与应变
151正应力与切应力
152正应变与切应变
16线弹性材料的应力-应变
关系
17杆件受力与变形的基本
形式
171拉伸或压缩
172剪切
173扭转
174平面弯曲
175组合受力与变形
18结论与讨论
181关于静力学模型与材料力学
模型
182关于静力学概念与原理在材
料力学中的可用性与
限制性
习题
第2章内力与内力图
21内力与内力分量
211内力与内力分量的概念
212内力分量的正负号规则
213截面法确定截面上的
内力
22轴力图
23扭矩图
24剪力图与弯矩图
241剪力方程弯矩方程
242剪力图弯矩图
243载荷集度、剪力和弯矩的
微分关系
*25刚架的内力图
26结论与讨论
261关于杆件内力分析的几点
结论
262力系简化在确定控制面上
内力时的应用
263重视对平衡微分方程的理
解和应用
264叠加原理的应用限制
习题
第3章轴向拉伸与压缩
31拉压杆件的应力
32拉压杆件的强度计算
321强度条件、安全因数与许用
应力
322三类强度问题
323强度计算举例
33拉压杆件的变形
34拉伸与压缩时材料的力学
性能
341材料拉伸时的应力-应变
曲线
342韧性材料拉伸时的力学
性能
343脆性材料拉伸时的力学
性能
344强度失效概念与极限
应力
345压缩时材料的力学性能
35结论与讨论
351本章的主要结论
352关于应力和变形公式的应
用条件
*353加力点附近区域的应力
分布
*354应力集中的概念
*355拉伸和压缩超静定问题
概述
习题
第4章连接件的剪切与挤压强度
工程计算
41铆接件的强度失效形式及
相应的强度计算方法
411连接件剪切破坏及剪切假定
计算
412连接件的挤压破坏及挤压
强度计算
413连接板的拉断强度计算
414连接件后面的连接板的剪切
计算
42焊缝强度的剪切假定
计算
43结论与讨论
431剪切强度计算中应当着重
注意的问题
432机械连接件的剪切强度
计算
习题
第5章圆轴扭转
51外加力偶矩与所传递功率的
关系
52纯剪切状态与切应力互等
定理
521薄壁圆筒扭转时的切应力
与纯剪切状态
522切应力互等定理
523剪切胡克定律
53圆轴扭转时的切应力
分析
531平面假定
532变形协调方程
533物理关系
534静力学方程
535圆轴扭转时横截面上的切
应力表达式
54圆轴扭转时的强度与刚度
计算
541圆轴扭转实验与破坏
现象
542圆轴扭转强度计算
543圆轴扭转刚度计算
55结论与讨论
551圆轴扭转强度与刚度计算及
其他
552矩形截面杆扭转时的切
应力
*553扭转超静定问题概述
习题
第6章弯曲强度
61工程中的弯曲构件
62与应力分析相关的截面
图形几何性质
621静矩、形心及其相互
关系
622惯性矩、极惯性矩、惯性积、
惯性半径
623惯性矩与惯性积的移轴
定理
*624 惯性矩与惯性积的转轴
定理
625形心主惯性轴、形心主惯性
平面与形心主惯性矩
63平面弯曲时梁横截面上的正
应力
631平面弯曲与纯弯曲的
概念
632纯弯曲时梁横截面上的
正应力分析
633梁的弯曲正应力公式的
应用与推广
64平面弯曲正应力公式应用
举例
65梁的强度计算
651梁的强度条件
652弯曲强度条件
653梁的弯曲强度计算过程及
举例
66弯曲切应力
661开口薄壁截面梁的弯曲切
应力计算
662实心截面梁的弯曲切应力
计算
67结论与讨论
671关于弯曲正应力公式的应用
条件
672提高梁强度的措施
*673弯曲中心的概念
习题
第7章弯曲刚度
71弯曲变形与位移的基本
概念
711梁弯曲后的挠度曲线
712梁的挠度与转角
713梁的位移与约束密切
相关
714梁位移分析的工程
意义
72小挠度微分方程及其
积分
721小挠度曲线微分方程
722积分常数的确定、约束
条件与连续条件
73工程中的叠加法
731叠加法应用于多个载荷
作用的情形
732叠加法应用于间断性分布
载荷作用的情形
733逐段刚化叠加法
74简单的超静定梁
75弯曲刚度计算
751弯曲刚度条件
752刚度计算举例
76结论与讨论
761关于变形和位移的相依
关系
762关于梁的连续光滑
曲线
763关于求解超静定问题的
讨论
764提高弯曲刚度的途径
习题
第8章应力状态与强度理论
81基本概念
811应力状态
812应力状态的描述
82平面应力状态分析的解
析法
821方向角与应力分量的正负号
规则
822微元的局部平衡
823平面应力状态中任意方向面
上的正应力与切应力
83应力状态中的主应力与最
大切应力
831主平面、主应力与主
方向
832平面应力状态的三个主
应力
833面内最大切应力与一点处的
最大切应力
84应力状态分析的图解解
析法
841应力圆方程
842应力圆的画法
843应力圆的应用
85一般应力状态下的应力-应变
关系应变能密度
851广义胡克定律——一般应
力状态下的应力-应变
关系
852各向同性材料各弹性常数
之间的关系
853一般应力状态的总应变能
密度
854体积改变能密度与畸变能
密度
86一般应力状态下的强度
条件
861建立一般应力状态下强度条
件的难点与解决方案
862第一强度理论
*863第二强度理论
864第三强度理论
865第四强度理论
87薄壁容器强度设计简述
88结论与讨论
881关于应力状态的几点重要
结论
882平衡方法是分析应力状态
最重要、最基本的方法
*883关于应力状态的不同的表示
方法
884正确应用广义胡克
定律
885应用强度理论需要注意的
几个问题
习题
第9章组合受力与变形杆件的
强度计算
91斜弯曲
911产生斜弯曲的加载
方式
912叠加法确定横截面上的正
应力
913最大正应力与强度
条件
92拉伸(压缩)与弯曲的
组合
93弯曲与扭转的组合
931计算简图
932危险点及其应力状态
933强度条件与设计公式
94结论与讨论
941关于中性轴的讨论
942关于强度计算的全过程
习题
第10章压杆的稳定性问题
101压杆稳定性的基本
概念
1011平衡状态的稳定性和不稳
定性
1012临界状态与临界载荷
1013三种类型压杆的不同临界
状态
102细长压杆的临界载荷——
欧拉临界力
1021两端铰支的细长压杆
1022其他刚性支承细长压杆临
界载荷的通用公式
103长细比的概念三类不同
压杆的判断
1031长细比的定义与概念
1032三类不同压杆的区分
1033三类压杆的临界应力
公式
1034临界应力总图与λp、λs的
确定
104压杆稳定性计算
1041压杆稳定性计算内容
1042安全因数法与稳定安全
条件
1043压杆稳定性计算过程
105压杆稳定性计算示例
106结论与讨论
1061稳定性计算的重要性
1062影响压杆承载能力的
因素
1063提高压杆承载能力的主要
途径
1064稳定性计算中需要注意
的几个重要问题
习题
第11章材料力学中的能量
方法
111基本概念
1111作用在弹性杆件上的力所
做的常力功和变力功
1112杆件的弹性应变能
112互等定理
1121功的互等定理
1122位移互等定理
113虚位移原理、内力虚功
1131虚位移原理
1132各种受力形式下的内力
虚功
114莫尔方法
115莫尔积分应用于直杆时的
图乘法
116卡氏定理
1161卡氏定理及其证明
1162卡氏定理的内力分量
形式
117结论与讨论
1171关于单位力的讨论
1172应用图乘法时弯矩图的
另一种画法
习题
第12章简单的超静定系统
121超静定系统的几个基本
概念
1211超静定结构的类型
1212静定基本系统、相当系统与
变形协调条件
122力法与正则方程
123对称性与反对称性在求解
超静定问题中的应用
1231对称结构的对称变形
1232对称结构的反对称
变形
1233对称结构的一般变形及其
简化
124空间超静定结构的特殊
情形
125图乘法在求解超静定问题中
的应用
126结论与讨论
1261应用力法解超静定问题的
步骤
1262关于静定基本系统的不同
选择
习题
第13章动载荷与疲劳强度
概述
131等加速度直线运动时构件
上的惯性力与动应力
132旋转构件的受力分析与动
应力计算
133构件上的冲击载荷与冲击
应力计算
1331计算冲击载荷所用的基本
假定
1332机械能守恒定律的
应用
1333冲击时的动荷系数
134疲劳强度概述
1341与交变应力有关的名词和
术语
1342疲劳失效特征
135疲劳极限与应力-寿命
曲线
136影响疲劳寿命的因素
1361应力集中的影响——有效应
力集中因数
1362零件尺寸的影响——尺寸
因数
1363表面加工质量的影响——表
面质量因数
137基于有限寿命设计方法的
疲劳强度
1371构件寿命的概念
1372无限寿命设计方法——安全
因数法
1373等幅对称应力循环下的工
作安全因数
1374等幅交变应力作用下的疲
劳寿命估算
138线性累积损伤理论与变幅
交变应力作用下的疲劳寿
命估算
1381基本概念
1382线性累积损伤理论——迈
因纳准则
1383周期性变幅交变应力时的
疲劳寿命估算
139结论与讨论
1391不同情形下动荷因数具有
不同的形式
1392运动物体突然制动或突然
刹车时的动载荷与动
应力
1393提高构件疲劳强度的
途径
习题
附录
附录A型钢表
附录B习题答案
附录C索引
参考文献
第1章材料力学概述
11材料力学的研究内容
12材料力学的基本假定
121均匀连续性假定
122各向同性假定
123小变形假定
13弹性杆件的外力与内力
131外力
132内力
14弹性体受力与变形特点
15应力与应变
151正应力与切应力
152正应变与切应变
16线弹性材料的应力-应变
关系
17杆件受力与变形的基本
形式
171拉伸或压缩
172剪切
173扭转
174平面弯曲
175组合受力与变形
18结论与讨论
181关于静力学模型与材料力学
模型
182关于静力学概念与原理在材
料力学中的可用性与
限制性
习题
第2章内力与内力图
21内力与内力分量
211内力与内力分量的概念
212内力分量的正负号规则
213截面法确定截面上的
内力
22轴力图
23扭矩图
24剪力图与弯矩图
241剪力方程弯矩方程
242剪力图弯矩图
243载荷集度、剪力和弯矩的
微分关系
*25刚架的内力图
26结论与讨论
261关于杆件内力分析的几点
结论
262力系简化在确定控制面上
内力时的应用
263重视对平衡微分方程的理
解和应用
264叠加原理的应用限制
习题
第3章轴向拉伸与压缩
31拉压杆件的应力
32拉压杆件的强度计算
321强度条件、安全因数与许用
应力
322三类强度问题
323强度计算举例
33拉压杆件的变形
34拉伸与压缩时材料的力学
性能
341材料拉伸时的应力-应变
曲线
342韧性材料拉伸时的力学
性能
343脆性材料拉伸时的力学
性能
344强度失效概念与极限
应力
345压缩时材料的力学性能
35结论与讨论
351本章的主要结论
352关于应力和变形公式的应
用条件
*353加力点附近区域的应力
分布
*354应力集中的概念
*355拉伸和压缩超静定问题
概述
习题
第4章连接件的剪切与挤压强度
工程计算
41铆接件的强度失效形式及
相应的强度计算方法
411连接件剪切破坏及剪切假定
计算
412连接件的挤压破坏及挤压
强度计算
413连接板的拉断强度计算
414连接件后面的连接板的剪切
计算
42焊缝强度的剪切假定
计算
43结论与讨论
431剪切强度计算中应当着重
注意的问题
432机械连接件的剪切强度
计算
习题
第5章圆轴扭转
51外加力偶矩与所传递功率的
关系
52纯剪切状态与切应力互等
定理
521薄壁圆筒扭转时的切应力
与纯剪切状态
522切应力互等定理
523剪切胡克定律
53圆轴扭转时的切应力
分析
531平面假定
532变形协调方程
533物理关系
534静力学方程
535圆轴扭转时横截面上的切
应力表达式
54圆轴扭转时的强度与刚度
计算
541圆轴扭转实验与破坏
现象
542圆轴扭转强度计算
543圆轴扭转刚度计算
55结论与讨论
551圆轴扭转强度与刚度计算及
其他
552矩形截面杆扭转时的切
应力
*553扭转超静定问题概述
习题
第6章弯曲强度
61工程中的弯曲构件
62与应力分析相关的截面
图形几何性质
621静矩、形心及其相互
关系
622惯性矩、极惯性矩、惯性积、
惯性半径
623惯性矩与惯性积的移轴
定理
*624 惯性矩与惯性积的转轴
定理
625形心主惯性轴、形心主惯性
平面与形心主惯性矩
63平面弯曲时梁横截面上的正
应力
631平面弯曲与纯弯曲的
概念
632纯弯曲时梁横截面上的
正应力分析
633梁的弯曲正应力公式的
应用与推广
64平面弯曲正应力公式应用
举例
65梁的强度计算
651梁的强度条件
652弯曲强度条件
653梁的弯曲强度计算过程及
举例
66弯曲切应力
661开口薄壁截面梁的弯曲切
应力计算
662实心截面梁的弯曲切应力
计算
67结论与讨论
671关于弯曲正应力公式的应用
条件
672提高梁强度的措施
*673弯曲中心的概念
习题
第7章弯曲刚度
71弯曲变形与位移的基本
概念
711梁弯曲后的挠度曲线
712梁的挠度与转角
713梁的位移与约束密切
相关
714梁位移分析的工程
意义
72小挠度微分方程及其
积分
721小挠度曲线微分方程
722积分常数的确定、约束
条件与连续条件
73工程中的叠加法
731叠加法应用于多个载荷
作用的情形
732叠加法应用于间断性分布
载荷作用的情形
733逐段刚化叠加法
74简单的超静定梁
75弯曲刚度计算
751弯曲刚度条件
752刚度计算举例
76结论与讨论
761关于变形和位移的相依
关系
762关于梁的连续光滑
曲线
763关于求解超静定问题的
讨论
764提高弯曲刚度的途径
习题
第8章应力状态与强度理论
81基本概念
811应力状态
812应力状态的描述
82平面应力状态分析的解
析法
821方向角与应力分量的正负号
规则
822微元的局部平衡
823平面应力状态中任意方向面
上的正应力与切应力
83应力状态中的主应力与最
大切应力
831主平面、主应力与主
方向
832平面应力状态的三个主
应力
833面内最大切应力与一点处的
最大切应力
84应力状态分析的图解解
析法
841应力圆方程
842应力圆的画法
843应力圆的应用
85一般应力状态下的应力-应变
关系应变能密度
851广义胡克定律——一般应
力状态下的应力-应变
关系
852各向同性材料各弹性常数
之间的关系
853一般应力状态的总应变能
密度
854体积改变能密度与畸变能
密度
86一般应力状态下的强度
条件
861建立一般应力状态下强度条
件的难点与解决方案
862第一强度理论
*863第二强度理论
864第三强度理论
865第四强度理论
87薄壁容器强度设计简述
88结论与讨论
881关于应力状态的几点重要
结论
882平衡方法是分析应力状态
最重要、最基本的方法
*883关于应力状态的不同的表示
方法
884正确应用广义胡克
定律
885应用强度理论需要注意的
几个问题
习题
第9章组合受力与变形杆件的
强度计算
91斜弯曲
911产生斜弯曲的加载
方式
912叠加法确定横截面上的正
应力
913最大正应力与强度
条件
92拉伸(压缩)与弯曲的
组合
93弯曲与扭转的组合
931计算简图
932危险点及其应力状态
933强度条件与设计公式
94结论与讨论
941关于中性轴的讨论
942关于强度计算的全过程
习题
第10章压杆的稳定性问题
101压杆稳定性的基本
概念
1011平衡状态的稳定性和不稳
定性
1012临界状态与临界载荷
1013三种类型压杆的不同临界
状态
102细长压杆的临界载荷——
欧拉临界力
1021两端铰支的细长压杆
1022其他刚性支承细长压杆临
界载荷的通用公式
103长细比的概念三类不同
压杆的判断
1031长细比的定义与概念
1032三类不同压杆的区分
1033三类压杆的临界应力
公式
1034临界应力总图与λp、λs的
确定
104压杆稳定性计算
1041压杆稳定性计算内容
1042安全因数法与稳定安全
条件
1043压杆稳定性计算过程
105压杆稳定性计算示例
106结论与讨论
1061稳定性计算的重要性
1062影响压杆承载能力的
因素
1063提高压杆承载能力的主要
途径
1064稳定性计算中需要注意
的几个重要问题
习题
第11章材料力学中的能量
方法
111基本概念
1111作用在弹性杆件上的力所
做的常力功和变力功
1112杆件的弹性应变能
112互等定理
1121功的互等定理
1122位移互等定理
113虚位移原理、内力虚功
1131虚位移原理
1132各种受力形式下的内力
虚功
114莫尔方法
115莫尔积分应用于直杆时的
图乘法
116卡氏定理
1161卡氏定理及其证明
1162卡氏定理的内力分量
形式
117结论与讨论
1171关于单位力的讨论
1172应用图乘法时弯矩图的
另一种画法
习题
第12章简单的超静定系统
121超静定系统的几个基本
概念
1211超静定结构的类型
1212静定基本系统、相当系统与
变形协调条件
122力法与正则方程
123对称性与反对称性在求解
超静定问题中的应用
1231对称结构的对称变形
1232对称结构的反对称
变形
1233对称结构的一般变形及其
简化
124空间超静定结构的特殊
情形
125图乘法在求解超静定问题中
的应用
126结论与讨论
1261应用力法解超静定问题的
步骤
1262关于静定基本系统的不同
选择
习题
第13章动载荷与疲劳强度
概述
131等加速度直线运动时构件
上的惯性力与动应力
132旋转构件的受力分析与动
应力计算
133构件上的冲击载荷与冲击
应力计算
1331计算冲击载荷所用的基本
假定
1332机械能守恒定律的
应用
1333冲击时的动荷系数
134疲劳强度概述
1341与交变应力有关的名词和
术语
1342疲劳失效特征
135疲劳极限与应力-寿命
曲线
136影响疲劳寿命的因素
1361应力集中的影响——有效应
力集中因数
1362零件尺寸的影响——尺寸
因数
1363表面加工质量的影响——表
面质量因数
137基于有限寿命设计方法的
疲劳强度
1371构件寿命的概念
1372无限寿命设计方法——安全
因数法
1373等幅对称应力循环下的工
作安全因数
1374等幅交变应力作用下的疲
劳寿命估算
138线性累积损伤理论与变幅
交变应力作用下的疲劳寿
命估算
1381基本概念
1382线性累积损伤理论——迈
因纳准则
1383周期性变幅交变应力时的
疲劳寿命估算
139结论与讨论
1391不同情形下动荷因数具有
不同的形式
1392运动物体突然制动或突然
刹车时的动载荷与动
应力
1393提高构件疲劳强度的
途径
习题
附录
附录A型钢表
附录B习题答案
附录C索引
参考文献