本書是為高等工科院校、綜合性大學(xué)及其獨立學(xué)院編寫的材料力學(xué)教材,適用于工科各專業(yè)的材料力學(xué)課程教學(xué),也可作為工程師的實用參考書。
本書內(nèi)容新穎,論述和編排上有獨特的風(fēng)格,重視培養(yǎng)學(xué)生以簡單而富有邏輯的方式去分析問題并應(yīng)用基本原理去解決實際問題的能力。
全書共15章,包括緒論、軸向拉伸和壓縮、扭轉(zhuǎn)和剪切、彎曲內(nèi)力、彎曲強度、彎曲變形、應(yīng)力及應(yīng)變分析和強度理論、組合變形構(gòu)件的強度計算、實驗應(yīng)力分析、壓桿穩(wěn)定、能量法、超靜定結(jié)構(gòu)、動載荷、交變應(yīng)力、桿件的塑性變形。每章都配有大量例題和習(xí)題,并在書后給出了習(xí)題答案。另外,書后附有平面圖形的幾何性質(zhì)以及型鋼表。
本書配有供教師使用的多媒體課件、教案、期末考試試卷等豐富的教學(xué)資源,教師可在機械工業(yè)出版社教育服務(wù)網(wǎng)(www.cmpedu.com)上注冊后免費下載。
本書遵循教指委相關(guān)指導(dǎo)文件和高等院校學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律編寫而成。踐行四新理念，融入思政元素，注重理論與實踐相結(jié)合。
本書貫徹習(xí)近平總書記關(guān)于教育的重要論述和黨的教育方針,堅持為黨育人、為國育才的初心使命,緊密圍繞立德樹人根本任務(wù),構(gòu)建“全員育人、全程育人、全方位育人”工作體系,從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)計劃的宏觀設(shè)定以及具體教學(xué)手段、教學(xué)技巧的微觀設(shè)計兩個層面,指導(dǎo)教師將價值觀引導(dǎo)于知識傳授和能力培養(yǎng)之中,幫助學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀,切實提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。
材料力學(xué)課程是工科院校重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,是構(gòu)筑工程技術(shù)根基的基礎(chǔ)知識,通過揭示桿件強度、剛度、穩(wěn)定性等知識的核心意涵,為未來機械和結(jié)構(gòu)工程師的設(shè)計之路打下堅實基礎(chǔ)。
隨著現(xiàn)代知識結(jié)構(gòu)的迅速發(fā)展,新材料、新技術(shù)和新方法的不斷涌現(xiàn),對教師和學(xué)生的素質(zhì)、能力和知識結(jié)構(gòu)都提出了更新更高的要求。為適應(yīng)現(xiàn)代化教學(xué)手段,我們總結(jié)多年來的教學(xué)實踐經(jīng)驗,力求吸取當(dāng)今國內(nèi)外材料力學(xué)的精華,從教學(xué)實際出發(fā),既注重理論教學(xué),又緊密聯(lián)系工程實際,力求解決實際問題而不是簡單地給出力學(xué)模型,培養(yǎng)和提高學(xué)生將實際工程問題轉(zhuǎn)化成力學(xué)計算問題的能力。
本書是一本較現(xiàn)代的教材,內(nèi)容新穎,論述和編排上有自己的風(fēng)格。作為材料力學(xué)的基礎(chǔ)教材,本書重視培養(yǎng)學(xué)生以簡單而富有邏輯的方式去分析問題并應(yīng)用基本原理去解決問題的能力。理論部分講授由淺入深,循序漸進。首先強調(diào)對基本概念、基本原理和基本方法的正確理解和掌握,然后通過例題講述工程應(yīng)用和解題技巧�；谪S富的教學(xué)經(jīng)驗,作者對教學(xué)內(nèi)容和講解順序做了精心安排。每章分為若干節(jié),先講理論,再講應(yīng)用例題,然后有供學(xué)生復(fù)習(xí)的思考題,最后給出大量習(xí)題。習(xí)題按由易到難的順序編排,所有習(xí)題在書末都附有答案。書中插圖力求真實,以更有效地幫助讀者理解材料力學(xué)教學(xué)內(nèi)容。
本書具有較大的專業(yè)覆蓋面,全書共包括15章內(nèi)容及附錄,各章皆配有分析思考題和習(xí)題,書末附有習(xí)題答案。教師可根據(jù)不同教學(xué)學(xué)時、不同專業(yè)適當(dāng)選取講授內(nèi)容。打*號的內(nèi)容可供個別專業(yè)的學(xué)生選用,也可供專業(yè)技術(shù)人員進一步拓寬知識參考。
本書由魏媛、李鋒主編,周立明、郭桂凱、麻凱、房玉強、辛元珠參編。魏媛負責(zé)全書的統(tǒng)稿定稿工作。書中插圖由魏媛繪制。
本書承蒙吉林大學(xué)孟廣偉教授細心審閱,謹在此表示衷心感謝。
編者希望本書能夠得到工科院校廣大師生的喜愛,鑒于編者的學(xué)識、水平尚有限,肯請讀者多提寶貴意見,也請學(xué)者專家不吝賜教,以使本書質(zhì)量得到進一步提高和完善。有建議者請與吉林大學(xué)機械與航空航天工程學(xué)院力學(xué)系魏媛聯(lián)系(微信號:wxid_hatpcpf0156612)。
編者
高等院校教師
前言
第1章緒論1
1.1材料力學(xué)的任務(wù)1
1.2可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)2
1.3內(nèi)力、截面法和應(yīng)力的概念 3
1.4變形與應(yīng)變的概念4
1.5桿件變形的基本形式 5
分析思考題7
習(xí)題8
第2章軸向拉伸和壓縮10
2.1軸向拉伸和壓縮的概念及實例10
2.2軸向拉伸(或壓縮)時橫截面上的
內(nèi)力和應(yīng)力11
2.3直桿軸向拉伸(或壓縮)時斜截面上的
應(yīng)力14
2.4材料在軸向拉伸和壓縮時的
力學(xué)性質(zhì)16
2.5許用應(yīng)力安全系數(shù)強度條件21
2.6軸向拉伸(或壓縮)時的變形24
2.7軸向拉伸(或壓縮)時的
彈性變形能26
2.8桿件拉伸、壓縮的超靜定問題29
2.9應(yīng)力集中的概念35
分析思考題36
習(xí)題38
第3章扭轉(zhuǎn)和剪切45
3.1扭轉(zhuǎn)的概念和實例45
3.2外力偶矩的計算扭矩和扭矩圖45
3.3薄壁圓筒的扭轉(zhuǎn)純剪切48
3.4圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力與強度條件50
3.5圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形與剛度條件54
3.6非圓截面桿扭轉(zhuǎn)的概念57
3.7薄壁桿件的自由扭轉(zhuǎn)60
3.8剪切和擠壓的實用計算63
3.9密圈圓柱螺旋彈簧的應(yīng)力和變形68
分析思考題71
習(xí)題71
第4章彎曲內(nèi)力78
4.1平面彎曲的概念和實例78
4.2梁的支座及載荷的簡化79
4.3平面彎曲時梁橫截面上的內(nèi)力——剪力
和彎矩81
4.4剪力方程和彎矩方程剪力圖和
彎矩圖83
4.5分布載荷集度、剪力和彎矩間的關(guān)系
及其應(yīng)用85
4.6用疊加法繪制彎矩圖89
4.7平面剛架和曲桿的彎曲內(nèi)力90
分析思考題92
習(xí)題93
第5章彎曲強度98
5.1純彎曲及其變形98
5.2純彎曲時梁橫截面上的正應(yīng)力99
5.3橫力彎曲時梁橫截面上的正應(yīng)力彎曲
正應(yīng)力的強度條件102
5.4橫力彎曲時梁橫截面上的切應(yīng)力彎曲
切應(yīng)力的強度條件106
5.5純彎曲理論對某些問題的擴充112
5.6彎曲中心115
5.7提高梁彎曲強度的主要措施116
分析思考題121
習(xí)題123
第6章彎曲變形130
6.1概述130
6.2撓曲線的微分方程剛度條件132
6.3用積分法求彎曲變形133
6.4用疊加法求彎曲變形140
6.5簡單超靜定梁142
6.6提高梁彎曲剛度的主要措施145
分析思考題146
習(xí)題147
第7章應(yīng)力及應(yīng)變分析強度理論152
7.1應(yīng)力狀態(tài)概述152
7.2二向應(yīng)力狀態(tài)分析154
7.3三向應(yīng)力狀態(tài)分析162
7.4平面應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變分析167
7.5廣義胡克定律171
7.6復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的變形比能176
7.7強度理論概述178
7.8四種常用強度理論179
*7.9莫爾強度理論和雙剪切應(yīng)力強度
理論簡介183
目錄材料力學(xué)第2版分析思考題185
習(xí)題186
第8章組合變形構(gòu)件的強度計算191
8.1組合變形和疊加原理191
8.2斜彎曲193
8.3拉伸(壓縮)與彎曲的組合偏心
壓縮和截面核心197
8.4扭轉(zhuǎn)與其他變形的組合200
分析思考題210
習(xí)題211
第9章實驗應(yīng)力分析217
9.1概述217
9.2電測應(yīng)力分析的基本原理217
9.3測量電橋的接法及其應(yīng)用221
9.4二向應(yīng)力狀態(tài)主方向已知時的
應(yīng)力測定223
9.5二向應(yīng)力狀態(tài)主方向未知時的
應(yīng)力測定225
分析思考題227
習(xí)題227
第10章壓桿穩(wěn)定230
10.1穩(wěn)定的概念230
10.2細長壓桿的臨界力233
10.3歐拉公式的適用范圍經(jīng)驗公式239
10.4壓桿的穩(wěn)定校核244
10.5提高壓桿穩(wěn)定性的措施249
分析思考題252
習(xí)題252
第11章能量法258
11.1概述258
11.2桿件變形能的計算259
11.3單位載荷法莫爾積分264
11.4計算莫爾積分的圖形互乘法268
11.5卡氏(Castigliano)定理272
11.6互等定理277
*11.7虛功原理280
分析思考題284
習(xí)題284
第12章超靜定結(jié)構(gòu)289
12.1概述289
12.2力法正則方程290
12.3對稱性在分析超靜定問題中的
應(yīng)用299
*12.4多跨連續(xù)梁及三彎矩方程307
分析思考題313
習(xí)題314
第13章動載荷320
13.1概述320
13.2構(gòu)件有加速度時的動應(yīng)力計算320
13.3構(gòu)件受沖擊時的動應(yīng)力計算324
13.4沖擊韌度332
分析思考題333
習(xí)題334
第14章交變應(yīng)力339
14.1概述339
14.2交變應(yīng)力的有關(guān)參數(shù)341
14.3材料的持久極限343
14.4構(gòu)件的持久極限345
14.5對稱循環(huán)下構(gòu)件的疲勞強度計算350
14.6持久極限曲線及其簡化351
14.7非對稱循環(huán)下構(gòu)件的疲勞
強度計算353
14.8彎扭組合交變應(yīng)力下構(gòu)件的疲勞
強度計算356
14.9提高構(gòu)件疲勞強度的主要措施359
分析思考題360
習(xí)題360
*第15章桿件的塑性變形363
15.1概述363
15.2拉伸和壓縮桿系的塑性分析364
15.3圓軸的塑性扭轉(zhuǎn)365
15.4梁在塑性彎曲下的強度367
分析思考題372
習(xí)題372
附錄 375
附錄A平面圖形的幾何性質(zhì)375
A.1靜矩形心375
A.2慣性矩慣性半徑慣性積377
A.3平行移軸公式379
A.4轉(zhuǎn)軸公式主慣性矩380
分析思考題381
習(xí)題382
附錄B熱軋型鋼表(GB/T 706—
2016)384
附錄C部分習(xí)題參考答案397
參考文獻406
書單推薦
