材料力学

《材料力学》

前言

第1章材料力学概述

1.1材料力学的研究内容

1.2材料力学的基本假定

1.2.1均匀连续性假定

1.2.2各向同性假定

1.2.3小变形假定

1.3弹性杆件的外力与内力

1.3.1外力

1.3.2内力

1.4弹性体受力与变形特点

1.5应力与应变

1.5.1正应力与切应力

1.5.2正应变与切应变

1.6线弹性材料的应力-应变关系

1.7杆件受力与变形的基本形式

1.7.1拉伸或压缩

1.7.2剪切

1.7.3扭转

.1.7.4平面弯曲

1.7.5组合受力与变形

1.8结论与讨论

1.8.1关于静力学模型与材料力学模型

1.8.2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

2.1内力与内力分量

2.1.1内力与内力分量的概念

2.1.2内力分量的正负号规则

2.1.3截面法确定截面上的内力

2.2轴力图

2.3扭矩图

2.4剪力图与弯矩图

2.4.1剪力方程弯矩方程

2.4.2剪力图弯矩图

2.4.3载荷集度、剪力和弯矩的微分关系

*2.5刚架的内力图

2.6结论与讨论

2.6.1关于杆件内力分析的几点结论

2.6.2力系简化在确定控制面上内力时的应用

2.6.3重视对平衡微分方程的理解和应用

2.6.4叠加原理的应用限制

习题

第3章轴向拉伸与压缩

3.1拉压杆件的应力

3.2拉压杆件的强度计算

3.2.1强度条件、安全因数与许用应力

3.2.2三类强度问题

3.2.3强度计算举例

3.3拉压杆件的变形

3.4拉伸与压缩时材料的力学性能

3.4.1材料拉伸时的应力-应变曲线

3.4.2韧性材料拉伸时的力学性能

3.4.3脆性材料拉伸时的力学性能

3.4.4强度失效概念与极限应力

3.4.5压缩时材料的力学性能

3.5结论与讨论

3.5.1本章的主要结论

3.5.2关于应力和变形公式的应用条件

*3.5.3加力点附近区域的应力分布

*3.5.4应力集中的概念

*3.5.5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

4.1铆接件的强度失效形式及相应的强度计算方法

4.1.1连接件剪切破坏及剪切假定计算

4.1.2连接件的挤压破坏及挤压强度计算

4.1.3连接板的拉断强度计算

4.1.4连接件后面的连接板的剪切计算

4.2焊缝强度的剪切假定计算

4.3结论与讨论

4.3.1剪切强度计算中应当着重注意的问题

4.3.2机械连接件的剪切强度计算

习题

第5章圆轴扭转

5.1外加力偶矩与所传递功率的关系

5.2纯剪切状态与切应力互等定理

5.2.1薄壁圆筒扭转时的切应力与纯剪切状态

5.2.2切应力互等定理

5.2.3剪切胡克定律

5.3圆轴扭转时的切应力分析

5.3.1平面假定

5.3.2变形协调方程

5.3.3物理关系

5.3.4静力学方程

5.3.5圆轴扭转时横截面上的切应力表达式

5.4圆轴扭转时的强度与刚度计算

5.4.1圆轴扭转实验与破坏现象

5.4.2圆轴扭转强度计算

5.4.3圆轴扭转刚度计算

5.5结论与讨论

5.5.1圆轴扭转强度与刚度计算及其他

5.5.2矩形截面杆扭转时的切应力

*5.5.3扭转超静定问题概述

习题

第6章弯曲强度

6.1工程中的弯曲构件

6.2与应力分析相关的截面图形几何性质

6.2.1静矩、形心及其相互关系

6.2.2惯性矩、极惯性矩、惯性积、惯性半径

6.2.3惯性矩与惯性积的移轴定理

*6.2.4 惯性矩与惯性积的转轴定理

6.2.5形心主惯性轴、形心主惯性平面与形心主惯性矩

6.3平面弯曲时梁横截面上的正应力

6.3.1平面弯曲与纯弯曲的概念

6.3.2纯弯曲时梁横截面上的正应力分析

6.3.3梁的弯曲正应力公式的应用与推广

6.4平面弯曲正应力公式应用举例

6.5梁的强度计算

6.5.1梁的强度条件

6.5.2弯曲强度条件

6.5.3梁的弯曲强度计算过程及举例

6.6弯曲切应力

6.6.1开口薄壁截面梁的弯曲切应力计算

6.6.2实心截面梁的弯曲切应力计算

6.7结论与讨论

6.7.1关于弯曲正应力公式的应用条件

6.7.2提高梁强度的措施

*6.7.3弯曲中心的概念

习题

第7章弯曲刚度

7.1弯曲变形与位移的基本概念

7.1.1梁弯曲后的挠度曲线

7.1.2梁的挠度与转角

7.1.3梁的位移与约束密切相关

7.1.4梁位移分析的工程意义

7.2小挠度微分方程及其积分

7.2.1小挠度曲线微分方程

7.2.2积分常数的确定、约束条件与连续条件

7.3工程中的叠加法

7.3.1叠加法应用于多个载荷作用的情形

7.3.2叠加法应用于间断性分布载荷作用的情形

7.3.3逐段刚化叠加法

7.4简单的超静定梁

7.5弯曲刚度计算

7.5.1弯曲刚度条件

7.5.2刚度计算举例

7.6结论与讨论

7.6.1关于变形和位移的相依关系

7.6.2关于梁的连续光滑曲线

7.6.3关于求解超静定问题的讨论

7.6.4提高弯曲刚度的途径

习题

第8章应力状态与强度理论

8.1基本概念

8.1.1应力状态

8.1.2应力状态的描述

8.2平面应力状态分析的解析法

8.2.1方向角与应力分量的正负号规则

8.2.2微元的局部平衡

8.2.3平面应力状态中任意方向面上的正应力与切应力

8.3应力状态中的主应力与最大切应力

8.3.1主平面、主应力与主方向

8.3.2平面应力状态的三个主应力

8.3.3面内最大切应力与一点处的最大切应力

8.4应力状态分析的图解解析法

8.4.1应力圆方程

8.4.2应力圆的画法

8.4.3应力圆的应用

8.5一般应力状态下的应力-应变关系应变能密度

8.5.1广义胡克定律——一般应力状态下的应力-应变关系

8.5.2各向同性材料各弹性常数之间的关系

8.5.3一般应力状态的总应变能密度

8.5.4体积改变能密度与畸变能密度

8.6一般应力状态下的强度条件

8.6.1建立一般应力状态下强度条件的难点与解决方案

8.6.2第一强度理论

*8.6.3第二强度理论

8.6.4第三强度理论

8.6.5第四强度理论

8.7薄壁容器强度设计简述

8.8结论与讨论

8.8.1关于应力状态的几点重要结论

8.8.2平衡方法是分析应力状态最重要、最基本的方法

*8.8.3关于应力状态的不同的表示方法

8.8.4正确应用广义胡克定律

8.8.5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

9.1斜弯曲

9.1.1产生斜弯曲的加载方式

9.1.2叠加法确定横截面上的正应力

9.1.3最大正应力与强度条件

9.2拉伸（压缩）与弯曲的组合

9.3弯曲与扭转的组合

9.3.1计算简图

9.3.2危险点及其应力状态

9.3.3强度条件与设计公式

9.4结论与讨论

9.4.1关于中性轴的讨论

9.4.2关于强度计算的全过程

习题

第10章压杆的稳定性问题

10.1压杆稳定性的基本概念

10.1.1平衡状态的稳定性和不稳定性

10.1.2临界状态与临界载荷

10.1.3三种类型压杆的不同临界状态

10.2细长压杆的临界载荷——欧拉临界力

10.2.1两端铰支的细长压杆

10.2.2其他刚性支承细长压杆临界载荷的通用公式

10.3长细比的概念三类不同压杆的判断

10.3.1长细比的定义与概念

10.3.2三类不同压杆的区分

10.3.3三类压杆的临界应力公式

10.3.4临界应力总图与λp、λs的确定

10.4压杆稳定性计算

10.4.1压杆稳定性计算内容

10.4.2安全因数法与稳定安全条件

10.4.3压杆稳定性计算过程

10.5压杆稳定性计算示例

10.6结论与讨论

10.6.1稳定性计算的重要性

10.6.2影响压杆承载能力的因素

10.6.3提高压杆承载能力的主要途径

10.6.4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

11.1基本概念

11.1.1作用在弹性杆件上的力所做的常力功和变力功

11.1.2杆件的弹性应变能

11.2互等定理

11.2.1功的互等定理

11.2.2位移互等定理

11.3虚位移原理、内力虚功

11.3.1虚位移原理

11.3.2各种受力形式下的内力虚功

11.4莫尔方法

11.5莫尔积分应用于直杆时的图乘法

11.6卡氏定理

11.6.1卡氏定理及其证明

11.6.2卡氏定理的内力分量形式

11.7结论与讨论

11.7.1关于单位力的讨论

11.7.2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

12.1超静定系统的几个基本概念

12.1.1超静定结构的类型

12.1.2静定基本系统、相当系统与变形协调条件

12.2力法与正则方程

12.3对称性与反对称性在求解超静定问题中的应用
12.3.1对称结构的对称变形

12.3.2对称结构的反对称变形

12.3.3对称结构的一般变形及其简化

12.4空间超静定结构的特殊情形

12.5图乘法在求解超静定问题中的应用

12.6结论与讨论

12.6.1应用力法解超静定问题的步骤

12.6.2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

13.1等加速度直线运动时构件上的惯性力与动应力

13.2旋转构件的受力分析与动应力计算

13.3构件上的冲击载荷与冲击应力计算

13.3.1计算冲击载荷所用的基本假定

13.3.2机械能守恒定律的应用

13.3.3冲击时的动荷系数

13.4疲劳强度概述

13.4.1与交变应力有关的名词和术语

13.4.2疲劳失效特征

13.5疲劳极限与应力-寿命曲线

13.6影响疲劳寿命的因素

13.6.1应力集中的影响——有效应力集中因数

13.6.2零件尺寸的影响——尺寸因数

13.6.3表面加工质量的影响——表面质量因数

13.7基于有限寿命设计方法的疲劳强度

13.7.1构件寿命的概念

13.7.2无限寿命设计方法——安全因数法

13.7.3等幅对称应力循环下的工作安全因数

13.7.4等幅交变应力作用下的疲劳寿命估算

13.8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

13.8.1基本概念

13.8.2线性累积损伤理论——迈因纳准则

13.8.3周期性变幅交变应力时的疲劳寿命估算
13.9结论与讨论

13.9.1不同情形下动荷因数具有不同的形式

13.9.2运动物体突然制动或突然刹车时的动载荷与动应力

13.9.3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