Mechanics of materials

第1章 引论
1-1 材料力学概述
基础篇
1-2 材料力学简史
1-3 变形体及其理想化
1-4 各向同性与各向异性弹性体
1-5 弹性体受力与变形特征
1-6-2 工程结构与构件
1-7 杆件受力与变形的几种形式
1-7-1 轴向拉伸(或压缩)
1-6-1 弹性体的几何分类
1-6 工程结构与构件
1-7-2 剪切
1-7-3 扭转
1-7-4 弯曲
1-7-5 组合受力与变形
1-8 结论与讨论
1-8-1 关于刚体与变形体
1-8-2 刚体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 杆件的内力分析
2-1 内力与内力分量
2-1-1 内力主矢与主矩
2-1-2 内力分量
2-1-3 内力分量的正负号规则
2-2 外力与内力之间的相依关系
2-2-1 弹性体的平衡原理
2-2-2 截面法
2-2-3 杆件内力变化的一般规律
2-2-4 控制面
2-2-5 平衡微分方程
2-3 内力图
2-3-1 轴力图
2-3-2 剪力图与弯矩图
2-3-3 复杂荷载作用下的内力图
2-4-2 力系简化在确定控制面上内力时的应用
2-4-1 关于杆件内力分析的几点结论
2-4 结论与讨论
2-4-3 平衡微分方程的其他形式
2-4-4 重视对平衡微分方程的理解和应用
2-4-5 叠加原理的应用限制
习题
第3章 弹性杆件横截面上的正应力分析
3-1 应力、应变及其相互关系
3-1-1 正应力与切应力
3-1-2 正应变与切应变
3-1-3 线弹性材料的物性关系
3-2 杆件横截面上的正应力分析
3-2-2 应变分布与应力分布
3-2-1 平面假定与变形协调方程
3-2-3 静力学平衡方程的应用--待定常数的确定
3-2-4 问题的简化--正应力的一般表达式
3-3 正应力公式的应用
3-3-1 轴向载荷作用下杆件横截面上的正应力
3-3-2 平面弯曲正应力
3-3-3 斜弯曲时的正应力
3-3-4 中性轴的概念及其位置
3-3-5 截面核心的概念
3-4 应用举例
3-5 结论与讨论
3-5-1 正应力公式应用中的几个问题
3-5-2 对称性验证平面假定的正确性
3-5-3 静力等效的适用性与限制性
3-5-4 曲杆横截面上的正应力
3-5-5 复合材料杆与复合材料梁的正应力
3-5-6 关于形心和形心主轴
习题
第4章 弹性杆件横截面上的切应力分析
4-1 圆轴扭转时横截面上的切应力
4-1-1 圆轴扭转变形特征--反对称性论证横截面在变形后保持平面
4-1-2 变形协调方程
4-1-3 物性关系--剪切胡克定律
4-1-4 静力学方程
4-1-6 端部加载方式的影响
4-1-5 切应力表达式
4-2-1 截面翘曲--非圆截面杆扭转时的变形特征
4-2-2 直接由平衡得到的结论
4-2 非圆截面杆扭转时的切应力
4-2-3 薄膜比拟与切应力公式
4-3 薄壁梁横截面上的切应力流与弯曲中心
4-3-1 切应力流
4-3-2 弯曲中心
4-4 横向荷载作用下开口薄壁杆件扭转变形
4-5 结论与讨论
4-5-1 不同变形情形下切应力的不同特点
4-5-2 实心截面梁的弯曲切应力
4-5-4 实心截面细长梁弯曲正应力与弯曲切应力的量级比较
4-5-3 实心截面梁弯曲切应力的误差分析
4-5-5 薄壁截面梁与实心截面梁上外力简化时简化中心的不同选择
4-5-6 是否只有扭矩和剪力存在的情形下，横截面上才有切应力
习题
第5章 应力状态分析
5-1 一点处应力状态描述及其分类
5-2 平面应力状态的应力坐标变换
5-2-1 正负号规则
5-2-2 微元的局部平衡
5-2-3 应力坐标变换
5-3-2 几种对应关系
5-3-1 应力圆方程
5-3 类比法的应用--应力圆
5-3-3 应力圆的应用
5-4 主应力、主方向与面内最大切应力
5-4-1 主平面、主应力与主方向
5-4-2 面内最大切应力
5-4-3 应力状态的主应力表示
5-5 三向应力状态的特例分析
5-5-1 三组特殊方向面
5-5-2 三向应力状态的应力圆
5-6 各向同性材料在一般应力状态下的应力-应变关系
5-6-1 广义胡克定律
5-5-3 一点处的最大切应力
5-6-2 各向同性材料各弹性常数之间的关系
5-7 一般应力状态下的应变能密度
5-7-1 总应变密度
5-7-2 体积改变能密度与畸变能密度
5-8 应用举例
5-9 结论与讨论
5-9-1 关于应力状态的几点重要结论
5-9-2 平衡方法是分析应力状态最重要、最基本的方法
5-9-3 怎样将应力圆作为思考和分析问题的重要手段，求解比较复杂的应力状态问题
5-9-4 关于同一点处的应力状态的不同表示方法
5-9-5 正确应用广义胡克定律
习题
第6章 弹性杆件位移分析
6-1 变形与位移的相依关系
6-1-1 微段变形-应力分析中得到的结论
6-1-2 总体变形与横截面位移
6-2 奇异函数及其在确定梁位移中的应用
6-2-1 奇异函数
6-2-2 弯矩方程的奇异函数形式
6-2-3 奇异函数在确定梁的挠度和转角中的应用
6-3 工程计算中的叠加法
6-3-1 第一类叠加法--应用于多个荷载作用的情形
6-3-2 间断性分布荷载作用的情形
6-3-3 确定组合受力时位移的叠加法
6-4 简单的超静定问题
6-4-1 超静定的基本概念
6-4-2 求解超静定问题的基本方法
6-4-3 几种简单的超静定问题
6-5 结论与讨论
6-5-1 关于变形和位移的相依关系
6-5-2 关于梁的连续光滑曲线
6-5-3 关于约束概念的扩展
6-5-4 关于求解超静定问题的讨论
6-5-5 关于奇异函数应用于复杂情形的讨论
6-5-6 关于超静定结构性质的讨论
6-5-7 叠加法应用于弹性支承的情形--逐段刚化法
习题
7-1 轴向荷载作用下材料的力学行为 材料失效
7-1-1 应力-应变曲线
第7章 强度失效分析与设计准则
7-1-2 弹性模量
7-1-3 比例极限
7-1-4 弹性极限
7-1-5 屈服应力
7-1-6 应变硬化与颈缩
7-1-7 拉延行为
7-1-8 强度极限
7-1-9 延伸率 韧性指标
7-1-11 单向压缩时材料的力学行为
7-1-10 卸载与再加载时材料的力学行为
7-1-12 材料在单向应力状态下的失效判据
7-2 构件失效概念与失效分类
7-3 强度失效判据与设计准则概述
7-4 屈服准则
7-4-1 最大切应力准则
7-4-2 畸变能密度准则
7-5 断裂准则
7-5-1 断裂失效的三种类型
7-5-2 无裂纹体的断裂失效判据--最大拉应力准则
7-5-3 带裂纹体的脆性断裂概述
7-6 莫尔准则
7-7 强度失效判据与设计准则的应用
7-8 结论与讨论
7-8-1 关于强度失效的几点结论
7-8-2 关于失效准则的应用
7-8-3 关于强度失效准则的进一步研究
7-8-4 关于材料失效、构件失效与结构失效
7-8-5 安全因数的选择
习题
第8章 杆类构件的强度与刚度设计
8-1 设计原则与设计过程
8-1-1 强度设计
8-1-2 刚度设计
8-2 拉压杆的强度设计
8-3 连接件的工程假定计算
8-3-1 剪切假定计算
8-3-2 挤压假定计算
8-3-3 焊缝假定计算
8-3-4 胶粘接缝的假定计算
8-3-5 综合性例题
8-4 梁的强度设计
8-4-1 梁内可能危险面与可能危险点
8-4-2 三类危险点的应力状态与设计准则的应用
8-4-3 梁的许用应力
8-4-4 梁的强度设计程序与应用举例
8-5-1 承受弯曲与扭转的圆轴
8-5 轴的静载强度设计
8-5-2 同时承受弯矩、扭矩、剪力和轴力的圆杆
8-6 轴与梁的刚度设计
8-7 结论与讨论
8-7-1 关于构件的力学模型
8-7-2 注意问题的综合
8-7-3 提高构件强度的途径
8-7-4 提高构件刚度的途径
习题
第9章 压杆的弹性稳定分析与稳定性设计
9-1 弹性体平衡构形稳定性的基本概念
9-1-1 弹性稳定性的静力学判别准则
9-1-2 弹性压杆的平衡构形及分叉屈曲
9-2 确定分叉荷载的平衡方法
9-2-1 两端铰支的压杆
9-2-2 其他刚性支承条件下的压杆
9-2-3 弹性支承压杆
9-3 杆的热屈曲
9-4 柔度 非弹性屈曲
9-5 大柔度杆弹性屈曲的实验验证
9-5-1 试样
9-5-2 加载与位移测量装置
9-5-3 实验结果及其与非线性理论结果比较
9-6 压杆失效与稳定性设计准则
9-6-1 压杆失效的不同类型
9-6-2 三类压杆的临界应力表达式
9-6-3 稳定性设计准则
9-7 应用举例
9-8 结论与讨论
9-8-1 关于平衡的充要条件与平衡构形稳定性判别准则
9-8-2 稳定性问题的特点
9-8-3 要重视压杆稳定性分析与稳定性设计
9-8-4 要正确应用欧拉公式
9-8-5 其他形式构件的屈曲问题
9-8-6 提高压杆承载能力的途径
习题
第10章 能量原理在位移分析与稳定性分析中的应用
专题篇
10-1 基本概念
10-1-1 功和余功
10-1-2 应变能和余应变能
10-1-3 杆件应变能与余应变能的计算
10-2 互等定理
10-2-1 功的互等定理
10-2-2 位移互等定理
10-3 应用于弹性杆件的虚位移原理
10-3-1 原理表述
10-3-2 必要条件的简单证明
10-3-3 不同的虚位移模式
10-4-1 直接应用--确定梁位移曲线的近似方程
10-4 虚位移原理应用于弹性杆件
10-4-2 由虚位移原理导出卡氏第一定理
10-5 势能驻值定理与最小势能原理在弹性稳定分析中的应用
10-5-1 弹性体平衡构形的势能驻值定理与最小势能原理
10-5-2 铁摩辛柯方法
10-5-3 瑞利-里兹法
10-6 虚力原理及其在弹性杆件中应用
10-6-1 原理表述
10-6-2 关于虚力和虚力原理的几点讨论
10-6-3 由虚力原理导出卡氏第二定理
10-6-4 应用卡氏第二定理求解超静定问题
10-7-1 虚位移原理应用于刚体和弹性体的比较
10-7 结论与讨论
10-7-2 关于虚位移与虚力模式的多样性
10-7-3 能否通过虚位移原理确定杆件的内力和应力
10-7-4 怎样减小近似解的误差
10-7-5 虚位移原理与虚力原理应用的扩展
习题
第11章 疲劳失效分析
11-1 引言
11-1-1 疲劳失效概述
11-1-2 疲劳失效特征
11-1-3 疲劳极限与应力-寿命曲线
11-2-1 应力集中的影响--有效应力集中因数
11-2 影响疲劳寿命的因素
11-2-2 零件尺寸的影响--尺寸因数
11-2-3 表面加工质量的影响--表面质量因数
11-2-4 荷载频率的影响
11-3 有限寿命设计与无限寿命设计
11-3-1 基本概念
11-3-2 无限寿命设计方法概述
11-3-3 等幅对称应力循环下的工作安全因数
11-3-4 等幅交变应力作用下的疲劳寿命估算
11-4 线性累积损伤理论
11-4-1 基本概念
11-4-2 线性累积损伤理论--迈因纳准则
11-4-3 变幅交变应力作用下的疲劳强度设计
11-4-4 周期性变幅交变应力时的疲劳寿命估算
11-5 疲劳强度可靠性概述
11-5-1 疲劳试验结果的分散性
11-5-2 标准离差与可靠性关系
11-6 结论与讨论
11-6-1 结论
11-6-2 提高构件疲劳强度的途径
11-6-3 关于非对称应力循环疲劳强度问题
习题
第12章 复合材料的力学行为
12-1 引言
12-2 单层纤维复合材料
12-2-1 垂直于纤维方向的弹性模量
12-2-2 平行于纤维方向的弹性模量
12-3 纤维增强效应
12-3-1 复合材料中的名义应力与纤维和基体中的实际应力
12-3-2 增强效应
12-4 单层复合材料的沿轴性态
12-4-1 坐标系与符号定义
12-4-2 柔度矩阵及其确定
12-4-3 刚度矩阵及其确定
12-5 单层复合材料的离轴性态
12-5-1 应力变换
12-5-3 单层复合材料的离轴刚度矩阵与柔度矩阵
12-5-2 应变变换
12-6 单层复合材料的失效判据与设计准则
12-7 对称叠层复合材料
12-7-1 面内荷载作用下对称叠层复合材料的刚度矩阵
12-7-2 面内荷载作用下对称叠层复合材料的柔度矩阵
12-7-3 对称叠层复合材料的弯曲性态
12-7-4 工程应用实例
12-8 结论与讨论
12-8-1 结论
12-8-2 几点讨论
习题
13-1 引言
第13章 聚合物的粘弹性行为
13-2-1 基本概念
13-2 聚合物的粘弹性行为
13-2-2 两种基本元件
13-2-3 串联模型
13-2-4 并联模型
13-2-5 应用举例
13-3 拉普拉斯变换的应用
13-3-1 拉普拉斯变换应用于简单模型
13-3-2 拉普拉斯变换应用于标准线性固体模型
13-4-1 结论
13-4-2 关于粘弹性模型与本构方程
13-4 结论与讨论
13-4-3 各种粘弹性模型处理问题的范围
习题
第14章 材料的非线性粘弹性行为与伪弹性设计方法
14-1 非线性蠕变分析
14-2 非线性应力松弛
14-3 工程应用实例
14-4 非线性粘弹性构件设计的工程方法
14-4-1 等应变线与等时线
14-4-2 伪弹性设计方法
14-4-3 应用举例
14-5-2 关于纯弯梁蠕变正应力的讨论
14-5-1 结论
14-5 结论与讨论
14-5-3 关于纯弯梁蠕变位移分析的讨论
14-5-4 关于圆轴扭转时蠕变应力与变形分析的讨论
习题
第15章 开口薄壁杆件的内力与应力分析
15-1 开口薄壁杆件应力变形特征
15-2 开口薄壁截面的几何量
15-2-1 扇性面积
15-2-2 对于不同极点与零点的扇性面积之间的关系
15-2-3 开口薄壁截面的扇性几何性质
15-2-4 主扇性面积与主扇性惯性矩
15-3 弯曲中心的扇性几何量描述
15-4 开口薄壁杆件的约束扭转
15-4-1 基本假定
15-4-2 扭转中心与扭转翘曲位移
15-4-3 自由扭转与约束扭转
15-4-4 翘曲正应力与翘曲切应力
15-4-5 扭转角变化率的微分方程
15-4-6 边界条件
15-4-7 约束扭转引起的自相平衡力系--双力矩
15-5 杆上作用有均布扭转外力偶时的微分方程及其解答
15-6 一般荷载作用下开口薄壁杆件的应力计算
15-6-1 叠加法及其前提
15-6-2 荷载的简化
15-6-3 算例
15-7 静力等效的影响区域--圣维南原理的适用范围
15-8 结论与讨论
15-8-1 截面翘曲与约束扭转
15-8-2 关于双力矩
15-8-3 关于静力等效
习题
附录A 平面图形的几何性质
A-1 引言
A-2 静矩、形心及其相互关系
A-3 惯性矩、极惯性矩、惯性积、惯性半径
A-4 惯性矩与惯性积的移轴定理
A-5 惯性矩与惯性积的转轴定理
A-6 主轴与形心主轴、主矩与形心主矩
A-7 组合图形的形心、形心主轴、形心主惯性矩的计算方法
A-8 例题
习题
附录B 型钢规格表
附录C 学习研究问题集
附录D 拉普拉斯变换简表
附录E 材料力学问题求解器(光盘)使用说明
附录F 习题答案
附录G 索引
主要参考书目
主编简介