随着高等教育的发展,根据学校类型和学生情况,对材料力学课程提出不同层次的要求,为满足中等学时及少学时材料力学课程的需要,我们在多年教学实践的基础上,参考了近年出版的多部教材,编写了本书。
本书对传统的材料力学课程内容的章节结构做了调整,力求理论严谨、逻辑清晰,叙述由浅入深,适当简化推导。本教材的特点:
(1)突出材料力学的任务,以强度、刚度、稳定性和疲劳设计为主线进行编写,打破了原材料力学中按杆件基本变形小循环的课程体系。
(2)坚持少而精的原则,简化理论推导,强化工程应用。
(3)注重基本知识和基本理论的阐述,内容通俗易懂、深入浅出、循序渐进,书中的例题、习题等都注意了与工程实际的联系,并考虑对学生基本技能的训练,以满足高等学校对应用型人才的需要。
(4)书中的例题绝大多数为精选的典型题目,旨在使读者掌握材料力学问题的分析方法和解题技巧。每章后均附有思考题和习题,以便使读者得到较为全面的训练,提高分析和解决实际问题的能力,并为学习后续课程打下基础。
第一章 绪论 ……………………………………………………………………… 1
◎ 第一节 材料力学的任务 ………………………………………… 1
◎ 第二节 变形固体的基本假设 …………………………………… 2
◎ 第三节 杆件变形的基本形式 …………………………………… 3
◎ 第四节 内力、截面法和应力的概念 …………………………… 4
第二章 杆件基本变形时的内力分析 ………………………………………… 9
◎ 第一节 轴向拉伸(压缩)杆横截面的内力分析 ………………… 9
◎ 第二节 扭转圆轴横截面的内力分析 ………………………… 12
◎ 第三节 平面弯曲梁横截面的内力分析 ……………………… 17
◎ 第四节 平面弯曲梁的内力图———剪力图和弯矩图 ………… 21
第三章 杆件基本变形时的应力分析 ……………………………………… 34
◎ 第一节 轴向拉伸(压缩)杆横截面与斜截面的应力分析 …… 34
◎ 第二节 扭转圆轴横截面的应力分析 ………………………… 40
◎ 第三节 平面弯曲梁横截面的正应力分析 …………………… 49
◎ 第四节 平面弯曲梁横截面的切应力分析 …………………… 57
第四章 应力状态理论 ………………………………………………………… 68
◎ 第一节 应力状态概述…………………………………………… 68
◎ 第二节 二向应力状态分析 ———解析法 ……………………… 70
◎ 第三节 二向应力状态分析———图解法 ……………………… 75
◎ 第四节 三向应力状态分析……………………………………… 79
◎ 第五节 广义胡克定律…………………………………………… 81
第五章 材料的失效分析及强度设计准则 ………………………………… 89
◎ 第一节 常用工程材料在轴向拉伸与压缩时的力学性能 …… 89
◎ 第二节 强度失效判据与设计准则 …………………………… 94
◎ 第三节 强度失效判据与设计准则的应用 …………………… 97
第六章 杆件的静力强度设计 ……………………………………………… 104
◎ 第一节 杆件轴向拉伸(压缩)时的强度设计 ………………… 104
◎ 第二节 圆轴扭转时的强度设计 ……………………………… 107
◎ 第三节 梁平面弯曲时的强度设计 …………………………… 111
◎ 第四节 联接件的强度设计 …………………………………… 115
◎ 第五节 组合变形时的强度设计 ……………………………… 120
第七章 杆件的刚度设计……………………………………………………… 136
◎ 第一节 圆轴扭转时的刚度设计 ……………………………… 136
◎ 第二节 梁平面弯曲时的刚度设计 …………………………… 138
◎ 第三节 简单超静定问题的求解 ……………………………… 146
◎ 第四节 提高杆件强度和刚度的措施 ………………………… 151
第八章 压杆稳定性设计……………………………………………………… 157
◎ 第一节 压杆稳定的概念 ……………………………………… 158
◎ 第二节 细长压杆的临界载荷 ………………………………… 160
◎ 第三节 欧拉公式及经验公式 ………………………………… 166
◎ 第四节 压杆稳定条件 ………………………………………… 170
◎ 第五节 提高压杆稳定性的措施 ……………………………… 172
第九章 疲劳失效与抗疲劳设计 …………………………………………… 175
◎ 第一节 交变应力、疲劳失效及其特性 ……………………… 175
◎ 第二节 疲劳极限与σ 斜曲线………………………………… 177
◎ 第三节 影响疲劳极限的因素 ………………………………… 179
◎ 第四节 提高构件疲劳强度的措施 …………………………… 182
◎ 第五节 抗疲劳设计的基本概念 ……………………………… 184
附 录 附录 A 截面的几何性质 ………………………………………… 189
◎ 第一节 截面的面积矩和形心位置 …………………………… 189
◎ 第二节 面积的惯性矩、惯性积和惯性半径 ………………… 191
◎ 第三节 惯性矩的平行移轴公式 ……………………………… 195
附 录 附录B 型钢表……………………………………………………… 199