《材料力学》为“翻转课堂”教学模式设计。全书共分11章,主要包括:轴向拉压和剪切、扭转、弯曲内力、弯曲应力、弯曲变形、应力状态和强度理论、组合变形、压杆稳定、能量法、动载荷和交变应力等内容。《材料力学》充分考虑学生自学的需求,注重材料力学课程与以前所学内容的衔接,语言通俗易懂、合理设置自测题,以节为单位,设置本节导航、例题、小结与习题(部分节没有习题),随课程内容需求设置基础测试。本节导航中有思维导图,随着内容的讲解,有拓展阅读和讨论内容,方便读者开拓视野与思路。可扫封底二维码互动交流。 本书适用于土木类、机械类专业高等院校教学用书。

3.材料力学的研究任务

材料力学的任务之一就是能让所研究的构件正常工作,这就要求构件满足三方面的要求:强度(Strength)要求、刚度(rigidity)要求和稳定性(Stability)要求。

所谓强度,是指构件抵抗破坏的能力。对于杆件来讲,提到破坏,读者可能想到的*多的是断裂(图1-1-4),但实际上,构件发生较大的不可恢复变形(力学中称其为塑性变形)也是一种破坏,因为此时构件往往已经不能正常工作了(图1-1-5),所以有力学文献提议用“强度失效”这个词代替“破坏”,但本书仍然沿用了“破坏”这个较通俗的说法。

所谓的���度,是指构件抵抗变形的能力。在工程中,构件的刚度不够,往往影响其正常工作,例如:机械加工中的钻床,往往有比较粗的立柱和横梁,主要目的就是提高刚度。否则的话,就可能将钻孔打偏。

第1章绪论 1.1材料力学的相关概念和基本假设 / 1 本节导航 / 1 1.1.1什么是材料力学? / 1 1.1.2材料力学的研究对象 / 2 1.1.3材料力学的研究任务 / 3 1.1.4材料力学的基本假设 / 5 小结 / 8 1.2构件的外力和内力 / 9 本节导航 / 9 1.2.1外力 / 9 1.2.2内力和截面法 / 10 1.2.3应力 / 12 1.2.4内力和应力的关系 / 13 小结 / 14 习题 / 14 1.3构件的变形 / 15 本节导航 / 15 1.3.1构件的微观变形 / 15 1.3.2杆的宏观变形 / 17 小结 / 19 习题 / 19 第2章轴向拉压和剪切 轴向拉压杆的概念和实例 / 20 2.1轴向拉压杆的内力和内力图 / 21 本节导航 / 21 2.1.1轴向拉压杆横截面内力 / 22 2.1.2轴向拉压杆的内力图——轴力图 / 23 小结 / 25 习题 / 25 2.2轴向拉压杆的应力 / 26 本节导航 / 26 2.2.1轴向拉压杆的变形规律 / 27 2.2.2轴向拉压杆横截面的应力 / 27 2.2.3圣维南原理 / 28 2.2.4轴向拉压杆斜截面上的应力 / 32 小结 / 34 习题 / 34 2.3材料在拉压时的力学性能 / 35 本节导航 / 35 2.3.1低碳钢在拉伸时的力学性能 / 36 2.3.2低碳钢在压缩时的力学性能 / 41 2.3.3铸铁拉伸和压缩时的力学性能 / 42 小结 / 44 习题 / 44 2.4轴向拉压杆的强度 / 45 本节导航 / 45 2.4.1**因数和许用应力 / 45 2.4.2轴向拉压杆的强度条件 / 46 2.4.3应力集中对强度的影响 / 47 小结 / 50 习题 / 50 2.5轴向拉压杆的变形 / 51 本节导航 / 51 2.5.1轴向拉压杆线应变的计算 / 52 2.5.2轴向拉压杆纵向变形的计算 / 52 2.5.3轴向拉压杆横向应变的计算 / 53 2.5.4求解位移的能量法 / 57 小结 / 60 习题 / 61 2.6拉压超静定问题 / 62 本节导航 / 62 2.6.1超静定问题的概念 / 62 2.6.2超静定问题解法举例 / 63 小结 / 63 2.6.3温度应力问题 / 65 2.6.4装配应力 / 66 小结 / 68 习题 / 68 2.7剪切和连接部分的计算 / 69 本节导航 / 69 2.7.1剪切的实用计算 / 70 2.7.2挤压的实用计算 / 71 2.7.3被连接件的净断面校核 / 72 小结 / 75 习题 / 75 第3章扭转 扭转的概念和实例 / 76 3.1扭转内力和内力图 / 77 本节导航 / 77 3.1.1传动轴扭力偶矩的计算 / 78 3.1.2轴的内力 / 78 3.1.3轴的内力图 / 79 小结 / 81 习题 / 81 3.2薄壁圆筒的扭转 / 82 本节导航 / 82 3.2.1薄壁圆筒的相关参数 / 82 3.2.2薄壁圆筒扭转时的变形特点 / 83 3.2.3薄壁圆筒扭转时的应力特点 / 84 3.2.4横截面切应力和扭矩(扭力偶)的关系 / 85 3.2.5剪切胡克定律的测定 / 86 小结 / 87 3.3等直圆轴扭转时的应力 / 87 本节导航 / 87 3.3.1等直圆轴扭转时的切应力公式 / 88 3.3.2圆轴切应力强度 / 92 小结 / 94 习题 / 94 3.4圆轴扭转时的变形 / 95 本节导航 / 95 3.4.1圆轴扭转变形计算的基础 / 95 3.4.2圆轴的扭转变形 / 96 3.4.3圆轴扭转的刚度条件 / 96 3.4.4计算圆轴变形的能量法 / 99 习题 / 102 3.5矩形截面杆的自由扭转 / 103 本节导航 / 103 3.5.1自由扭转和约束扭转 / 103 3.5.2矩形截面杆自由扭转的应力和变形 / 104 习题 / 106 第4章弯曲内力 4.1弯曲内力概述 / 107 本节导航 / 107 4.1.1弯曲变形的概念 / 107 4.1.2弯曲变形的实例 / 108 4.1.3对称弯曲的概念 / 109 4.1.4梁力学模型的简化 / 109 4.2梁的内力和内力图 / 112 本节导航 / 112 4.2.1梁的内力 / 112 4.2.2梁的内力图 / 115 小结 / 118 习题 / 118 4.3梁内力图的简易画法 / 119 本节导航 / 119 4.3.1载荷集度、剪力与弯矩间的微分关系 / 119 4.3.2微分关系的应用 / 120 4.3.3内力图规律小结 / 122 小结 / 126 习题 / 126 4.4平面刚架和曲杆的内力 / 127 本节导航 / 127 4.4.1平面刚架的内力及符号规定 / 128 4.4.2平面曲杆的内力及符号规定 / 128 小结 / 130 习题 / 130 第5章弯曲应力 5.1弯曲正应力公式 / 131 本节导航 / 131 5.1.1纯弯曲的概念 / 132 5.1.2纯弯曲时的正应力 / 132 小结 / 136 习题 / 137 5.2弯曲正应力公式的应用 / 137 本节导航 / 137 5.2.1弯曲正应力公式的讨论和推广 / 137 5.2.2对称弯曲梁的正应力强度条件 / 140 小结 / 143 习题 / 143 5.3弯曲切应力强度条件 / 145 本节导航 / 145 5.3.1对称弯曲的切应力 / 145 5.3.2弯曲正应力和弯曲切应力的比较 / 148 5.3.3梁的切应力强度条件 / 149 小结 / 151 习题 / 151 5.4提高弯曲强度的措施 / 152 本节导航 / 152 5.4.1提高弯曲强度的措施 / 153 5.4.2材料力学性能的利用 / 155 5.4.3采用等强度梁 / 156 小结 / 158 习题 / 158 5.5弯曲** / 159 本节导航 / 159 5.5.1弯曲**的概念 / 159 5.5.2弯曲**的确定 / 161 小结 / 164 习题 / 164 第6章弯曲变形 6.1弯曲变形的基本概念和基本方程 / 166 本节导航 / 166 6.1.1弯曲变形的相关概念 / 167 6.1.2弯曲变形的基本方程 / 168 小结 / 169 6.2积分法求弯曲变形 / 169 本节导航 / 169 6.2.1挠曲线近似微分方程的积分 / 170 6.2.2积分常数的确定 / 170 小结 / 175 习题 / 175 6.3叠加法求弯曲变形 / 176 本节导航 / 176 6.3.1叠加法的概念 / 176 6.3.2载荷叠加法 / 176 6.3.3变形叠加法 / 181 小结 / 182 习题 / 182 6.4梁变形的应用 / 183 本节导航 / 183 6.4.1梁的刚度条件 / 184 6.4.2提高梁刚度的措施 / 185 6.4.3超静定梁 / 186 小结 / 188 习题 / 188 第7章应力状态和强度理论 7.1应力状态的概念 / 189 本节导航 / 189 7.1.1应力状态的概念 / 190 7.1.2主单元体和主应力的概念 / 190 7.1.3一点应力状态的确定 / 191 7.1.4二向应力状态实例——薄壁压力容器 / 192 7.1.5三向应力状态实例 / 194 小结 / 194 习题 / 194 7.2二向应力状态分析的解析法 / 195 本节导航 / 195 7.2.1二向应力状态的一般形式 / 195 7.2.2任意截面应力的确定 / 196 7.2.3正应力的极值——主应力 / 197 7.2.4主应力的应用——主应力迹线 / 201 小结 / 202 习题 / 202 7.3二向应力状态分析的图解法 / 204 本节导航 / 204 7.3.1应力圆(莫尔圆)的绘制 / 204 7.3.2应力圆的应用 / 205 小结 / 209 习题 / 209 7.4三向应力状态基础 / 210 本节导航 / 210 7.4.1空间应力状态的求解方法 / 211 7.4.2空间应力状态的两个重要结论 / 212 小结 / 213 习题 / 213 7.5点的变形分析 / 214 本节导航 / 214 7.5.1各向同性材料的广义胡克定律 / 214 7.5.2单元体的体积改变和形状改变 / 219 小结 / 222 习题 / 223 7.6强度理论 / 224 本节导航 / 224 7.6.1强度理论的概念和类型 / 225 7.6.2四种经典的强度理论 / 226 7.6.3强度理论的统一形式 / 227 7.6.4各种强度理论的适用条件 / 228 小结 / 232 习题 / 232 第8章组合变形 8.1组合变形的概念 / 234 本节导航 / 234 8.1.1组合变形的概念 / 234 8.1.2解决组合变形问题的一般方法:叠加法 / 235 小结 / 237 8.2双对称弯曲 / 237 本节导航 / 237 8.2.1双对称弯曲的概念 / 238 8.2.2双对称弯曲横截面的应力和强度条件 / 238 8.2.3双对称弯曲的变形和刚度条件 / 240 小结 / 242 习题 / 242 8.3扭弯组合变形 / 243 本节导航 / 243 8.3.1扭弯组合变形实例 / 243 8.3.2外力分析和变形分解 / 244 8.3.3内力分析 / 244 8.3.4应力分析 / 244 8.3.5强度校核 / 245 8.3.6强度问题的进一步讨论 / 245 小结 / 249 习题 / 249 8.4拉弯组合变形 / 250 本节导航 / 250 8.4.1拉弯组合变形实例 / 251 8.4.2变形分解 / 251 8.4.3内力分析 / 252 8.4.4应力分析 / 252 8.4.5强度问题 / 252 小结 / 255 习题 / 255 8.5偏心压缩和截面核心 / 256 本节导航 / 256 8.5.1偏心压缩柱横截面应力 / 256 8.5.2偏心压缩柱的截面核心 / 258 小结 / 261 习题 / 261 第9章压杆稳定 9.1压杆稳定的概念 / 263 本节导航 / 263 9.1.1平衡稳定性的概念 / 263 9.1.2压杆稳定的概念 / 264 9.2理想压杆的临界力计算 / 265 本节导航 / 265 9.2.1两端铰支理想细长压杆的临界力 / 265 9.2.2不同杆端约束下细长杆临界力的欧拉公式 / 266 小结 / 269 习题 / 269 9.3压杆的稳定计算 / 270 本节导航 / 270 9.3.1临界应力的欧拉公式 / 270 9.3.2临界应力总图 / 271 9.3.3压杆的稳定校核 / 272 小结 / 280 习题 / 280 9.4压杆稳定的合理设计 / 282 本节导航 / 282 9.4.1压杆稳定性设计的依据 / 282 9.4.2提高压杆稳定性的措施 / 282 小结 / 284 第10章能量法 10.1应变能和卡式**定理 / 285 本节导航 / 285 10.1.1线弹性体的外力功和应变能 / 285 10.1.2非线性弹性体的外力功和应变能 / 288 10.1.3应变能的特点 / 289 10.1.4卡式**定理 / 290 小结 / 294 习题 / 294 10.2余能和卡式第二定理 / 295 本节导航 / 295 10.2.1弹性体余功和余能的概念 / 295 10.2.2弹性体的余能定理 / 296 10.2.3线弹性体的卡式第二定理 / 297 小结 / 300 习题 / 300 第11章动载荷和交变应力 11.1构件的惯性载荷 / 302 本节导航 / 302 11.1.1构件在加速平移时的动载荷 / 302 11.1.2构件在转动时产生的动载荷 / 305 小结 / 306 习题 / 307 11.2构件的冲击载荷 / 307 本节导航 / 307 11.2.1冲击问题的概念和假设 / 308 11.2.2典型冲击问题举例 / 309 小结 / 313 习题 / 313 11.3交变应力和疲劳破坏 / 315 本节导航 / 315 11.3.1交变应力的概念 / 315 11.3.2疲劳破坏 / 317 11.3.3材料的疲劳强度 / 318 11.3.4构件的疲劳强度校核 / 319 11.3.5钢结构构件及其连接的疲劳计算 / 321 小结 / 324 习题 / 324 附录 附录Ⅰ截面的几何性质 / 326 本节导航 / 326 Ⅰ.1截面的面积矩 / 326 Ⅰ.2平行移轴公式和转轴公式 / 332 小结 / 336 习题 / 336 附录Ⅱ型钢表 / 338 Ⅱ.1等边角钢截面尺寸、截面面积、理论重量及截面特性(GB/T 706—2016) / 338 Ⅱ.2不等边角钢截面尺寸、截面面积、理论重量及截面特性(GB/T 706—2016) / 342 Ⅱ.3工字钢截面尺寸、截面面积、理论重量及截面特征(GB/T 706—2016) / 346 Ⅱ.4槽钢截面尺寸、截面面积、理论重量及截面特性(GB/T 706—2016) / 348 参考文献