在高等學校教學方法研究與教學內容不斷深入改革的大環境下,如何設計材料力學課程的教學內容,在極其有限的教學課時內使學生掌握盡可能多的專業知識,并能有效地應用它來解決實踐中遇到的各種問題,使學生的能力得到有效培養和增長,是當前建設創新型國家和為之培養所需創新型、應用型人才所必須認真研究的復雜課題。鄭州大學力學與工程學院在新教學形式下計劃出版的系列力學教材,就是為了滿足新時期教學需要而開展的一項工作。在各高等學校新培養計劃中,公共材料力學課程教學的學時(60~80)多少不等,目前要以一個統一的教學內容安排來實施教學幾乎是不可能的,但我們至少可以做到保證基本內容要求的一致性,然后考慮針對具體學時的擴展性內容教學,出于這種考慮,本教材分為《材料力學(Ⅰ)》和《材料力學(Ⅱ)》兩冊。《材料力學(Ⅰ)》包括材料力學課程教學的基本內容,主要是為了適應普通工科專業64學時材料力學課程的教學要求,但內容具有可伸縮性,目的是適應各專業不同的培養目標,給任課教師一個自主組織教學內容的空間,也給學生一個自主學習的空間。《材料力學(Ⅱ)》的內容主要包括非圓截面桿扭轉、彈性基礎梁等系列材料力學專題、非線性材料力學問題、蠕變力學基礎等擴展性教學內容,主要適用于力學專業32學時材料力學課程教學。截面的幾何性質、型鋼表、材料力學術語、以及一些需要讓學生了解的相關內容以附錄形式編入。
主 編 杜云海
副主編 劉 彤
編 委 李曉玉 楊 峰 劉雯雯
王 志 姚姍姍 杜云海
劉 彤
第1章緒論1
1.1材料力學的任務1
1.2變形固體的基本假設2
1.3外力5
1.4內力與應力6
1.5線應變與角應變7
1.6桿件及其基本變形9
第2章拉伸與壓縮12
2.1拉伸與壓縮的概念12
2.2軸力及軸力圖13
2.3拉(壓)桿的應力16
2.4拉(壓)桿的變形·胡克定律21
2.5拉(壓)桿的應變能26
2.6材料的拉(壓)力學性能29
2.7拉(壓)桿的強度計算40
2.8拉(壓)超靜定問題47
2.9應力集中的概念55
2.10連接件的實用強度計算57
第3章扭轉81
3.1扭轉的概念及外力偶矩的計算81
3.2扭矩及扭矩圖83
3.3純剪切86
3.4圓軸扭轉應力及其強度條件88
3.5圓軸扭轉變形及其剛度條件94
3.6圓軸扭轉時的應變能96
3.7非圓截面桿的自由扭轉98
3.8扭轉超靜定問題101
第4章彎曲內力與應力109
4.1基本概念109
4.2梁的內力及內力圖112
4.3作梁內力圖的簡易法121
4.4作內力圖的疊加法128
4.5平面剛架及曲桿的內力圖131
4.6梁的正應力及其強度計算134
4.7梁的切應力及其強度計算145
4.8梁的合理設計155
第5章彎曲變形169
5.1梁的撓度與轉角169
5.2求梁變形的積分法170
5.3求梁變形的疊加法185
5.4求梁變形的共軛梁法190
5.5梁的應變能198
5.6梁的剛度校核及提高剛度的措施200
5.7簡單超靜定梁203
第6章應力狀態與強度理論212
6.1應力狀態的概念213
6.2平面應力狀態下的應力分析216
6.3三向應力狀態下的應力分析簡介230
6.4應力與應變的關系232
6.5復雜應力狀態的應變能密度238
6.6強度理論240
第7章組合變形254
7.1組合變形概述254
7.2斜彎曲255
7.3拉(壓)彎組合變形259
7.4偏心拉壓與截面核心262
7.5扭彎組合變形268
第8章壓桿穩定279
8.1受壓桿件的穩定性概念279
8.2細長桿的臨界壓力281
8.3中小柔度桿的臨界應力293
8.4壓桿的穩定性計算297
8.5提高壓桿穩定性的措施301
第9章動載荷310
9.1概述310
9.2構件等加速直線運動或勻速轉動時的動應力311
9.3沖擊問題320
9.4提高構件抗沖擊能力的措施338
9.5考慮被沖擊構件質量的沖擊應力338
第10章交變應力與疲勞強度352
10.1基本概念352
10.2交變應力的循環特征357
10.3S-N曲線與疲勞極限359
10.4影響疲勞極限的因素365
10.5構件的疲勞強度計算370
10.6彎扭組合作用時構件的疲勞強度計算378
*10.7構件的抗疲勞設計381
*10.8焊接結構疲勞強度計算384
10.9提高構件疲勞強度的措施385
第11章能量法392
11.1外力功與應變能392
11.2應變能的普遍表達式396
11.3單位載荷法400
11.4互等定理406
11.5卡氏第二定理408
*11.6虛功原理410
附錄Ⅰ平面圖形的幾何性質423
Ⅰ.1截面的面積、靜矩與形心423
Ⅰ.2極慣性矩、慣性矩與慣性積428
Ⅰ.3平行移軸公式431
Ⅰ.4轉軸公式、截面的主軸434
附錄Ⅱ型鋼規格表441
附錄Ⅲ材料力學術語中英文對照459
附錄Ⅳ材料力學發展簡史474
參考文獻480